|
|
Bilanční hodnocení dostupných vodních zdrojů a vláhových potřeb v rámci vymezených "závlahových okrsků"
Trnka, Miroslav ; Hlavinka, Petr ; Balek, Jan ; Semerádová, Daniela ; Dubrovský, Martin ; Štěpánek, Petr ; Vizina, A. ; Hanel, M. ; Žalud, Z. ; Lukas, V. ; Dumbrovský, M. ; Růžek, P. ; Daňhelka, J. ; Chuchma, F. ; Novák, P. ; Novotný, I. ; Pavlík, F.
Předmětem této zprávy je zpracování výsledků výzkumu zadaného v rámci smluvní spolupráce Ústavu výzkumu globální změny (zpracovatel) a Státního pozemkového úřadu (zadavatel), který byl zpracován ve spolupráci s dalšími výzkumnými partnery. Zpráva se zabývá bilančním hodnocením dostupných vodních zdrojů a vláhových potřeb v rámci vymezených "závlahových okrsků" České republiky s ohledem na probíhající klimatické změny.
|
|
| |
|
|
Odhad výnosů zemědělských plodin na základě družicového monitoringu
Lukas, V. ; Trnka, Miroslav ; Semerádová, Daniela ; Rajdl, Kamil ; Balek, Jan ; Štěpánek, Petr ; Zahradníček, Pavel ; Hlavinka, Petr ; Žalud, Zdeněk
Znalost výnosů plodin před dosažením sklizně je významná nejen pro plánování aktivit na úrovni zemědělských podniků, ale také z národohospodářského pohledu pro zabezpečení produkce potravin. Cílem studie bylo ověřit vývoj modelu odhadu výnosů významných plodin (pšenice ozimé, ječmene jarního a řepky ozimé) z výsledků vegetačních indexů NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) a EVI2 (Enhanced Vegetation Index) ze senzoru MODIS v podobě 16 denních kompozitů za období 2000 – 2014. Za vybrané území 14 okresů České republiky, které představují regiony s vyšší intenzitou zemědělské produkce a rozdílnými pedo-klimatickými podmínkami. Přesnost predikčního modelu byl testována zejména v ročnících se silným výskytem sucha a nízkou úrovní výnosu (2000, 2003, 2006 a 2012). Stabilnější výsledky byly dosaženy ve výnosově nejproduktivnějších okresech, jako jsou Olomouc a Přerov, zatímco u výše položených území byl model značně ovlivněn nižším podílem sledovaných plodin na úkor pícnin. Ve většině případů byla vyšší přesnost stanovení výnosu dosažena pomocí vegetačního indexu EVI2 a postupným průměrováním hodnot kompozitů v průběhu vegetačního období plodin.
|
|
|
Dálkový průzkum Země jako podpůrný nástroj při posuzování zemědělského sucha
Hlavinka, Petr ; Semerádová, Daniela ; Balek, Jan ; Žalud, Z. ; Tadesse, T. ; Hayes, M. ; Wardlow, B. ; Trnka, Miroslav
Díky satelitnímu snímání v rámci Dálkového průzkumu Země (DPZ) lze získávat velmi cenné údaje o podmínkách na rozsáhlých územích (napříč kontinenty i státy) i pro menší území v rozlišení stovek až desítek metrů. Mezi velké přednosti těchto přístupů patří časová a prostorová kontinuita získaných údajů. Pro hodnocení stavu vegetačního krytu na zemském povrchu jsou často využívány tzv. vegetační indexy. Předkládaný příspěvek si klade za cíl demonstrovat možnosti využití vegetačního indexu EVI2 (Enhanced Vegetation Index) v rámci sledování odezvy stavu vegetace na výskyt sucha. Výsledky jsou zaměřeny na popis situací ve vybraných letech za období 2000-2015 s využitím dat získaných pomocí zařízení MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) neseného družicí Terra. Prezentována jsou data dostupná v týdenním kroku pro celé území České republiky.
|
|
|
Drivers of soil moisture trends in the Czech Republic between 1961 and 2012
Trnka, Miroslav ; Brázdil, Rudolf ; Balek, J. ; Semerádová, Daniela ; Hlavinka, Petr ; Možný, M. ; Štěpánek, Petr ; Dobrovolný, Petr ; Zahradníček, Pavel ; Dubrovský, Martin ; Eitzinger, Josef ; Fuchs, B. ; Svoboda, M. ; Hayes, M. ; Žalud, Zdeněk
Soil moisture dynamics and their temporal trends in the Czech Republic are forced by various drivers. Our analysis of temporal trends indicates that shifts in drought severity between 1961 and 2012 and especially in the April, May, and June period, which displayed such results as a 50% increase in drought probability during 1961–1980 in comparison to 2001–2012. We found that increased global radiation and air temperature together with decreased relative humidity (all statistically significant at p < 0.05) led to increases in the reference evapotranspiration in all months of the growing season; this trend was particularly evident in April, May, and August, when more than 80% of the territory displayed an increased demand for soil water. These changes, in combination with the earlier end of snow cover and the earlier start of the growing season (up to 20 days in some regions), led to increased actual evapotranspiration at the start of the growing season that tended to deplete the soil moisture earlier, leaving the soil more exposed to the impacts of rainfall variability. These results support concerns related to the potentially increased severity of drought events in Central Europe. The reported trend patterns are of particular importance with respect to expected climate change, given the robustness and consistency of the trends shown and the fact that they can be aligned with the existing climate model projections. Introduction
|
|
|
Reliability of regional crop yield predictions in the Czech Republic based on remotely sensed data
Hlavinka, Petr ; Semerádová, Daniela ; Balek, Jan ; Bohovič, Roman ; Žalud, Zdeněk ; Trnka, Miroslav
Vegetation indices sensed by satellite optical sensors are valuable tools for assessing vegetation conditions including field crops. The aim of this study was to assess the reliability of regional yield predictions based on the use of the Normalized Difference Vegetation Index and the Enhanced Vegetation Index derived from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer aboard the Terra satellite. Data available from the year 2000 were analysed and tested for seasonal yield predictions within selected districts of the Czech Republic. In particular, yields of spring barley, winter wheat, and oilseed winter rape during 2000–2014 were assessed. Observed yields from 14 districts were collected and thus 210 examples (15 years within 14 districts) were included. Selected districts differ considerably in soil fertility and terrain configuration and represent a transect across various agroclimatic conditions (from warm/dry to relatively cool/wet regions). Two approaches were tested: 1) using 16-day temporal composites of remotely sensed data provided by the United States Geological Survey, and 2) using daily remotely sensed data in combination with an originally developed smoothing method. Yields were predicted based on established regression models using remotely sensed data as an independent parameter. In addition to other findings, the impact of severe drought episodes within vegetation was identified and yield reductions at a district level were predicted. As a result, those periods with the best relationship between remotely sensed data and yields were identified. The impact of drought conditions as well as normal or above-normal yields of the tested field crops were predicted using the proposed method within the study region up to 30 days prior to harvest.
|
|
|
Aplikace růstových modelů pro lokální hodnocení dopadů změny klimatu na vybrané plodiny
Hlavinka, Petr ; Trnka, Miroslav ; Balek, Jan ; Dubrovský, Martin ; Pohanková, Eva ; Žalud, Zdeněk
Metodika je zaměřena na přehledný popis problematiky využití specializovaných softwarových nástrojů nazývaných růstové modely s důrazem na jejich aplikaci pro hodnocení dopadů změny klimatu na lokální úrovni. Ambicí této publikace je seznámit čtenáře se stručnou historií vývoje růstových modelů, jejich členěním, aktuálními trendy jejich vývoje a využití, ale v první řadě prezentovat metody přípravy vstupních databází, prvotního nastavení modelů, kalibraci jejich parametrů, přes ověření spolehlivosti prostřednictvím nezávislého vzorku dat (validace), propojení se scénáři očekávaného vývoje klimatu v budoucnu až po hodnocení dopadů změny podmínek na významné polní plodiny a vybrané reprezentativní lokality v České republice.
Plný tet: Metodika_rustove_modely_2015 -  PDF
Plný text: content.csg - PDF
|
|
|
Remotely sensed NDVI as a support tool for agricultural drouhgt assessment
Hlavinka, Petr ; Semerádová, Daniela ; Trnka, Miroslav ; Lukas, V. ; Bohovic, R. ; Balek, J. ; Wardlow, B. ; Hayes, M. ; Tseagaye, T. ; Žalud, Zdeněk
Th e main aim of the submitted study was to introduce how the remotely sensed NDVI (Normalized Diff erence Vegetation Index) could be used for agricultural drought assessment within the Czech Republic. Th e relationship between NDVI values and observed yields of spring barley and winter wheat was analyzed for selected districts. Moreover the ability of NDVI (at district level in the form of seasonal greenness – SG) to explain the water balance or drought occurrence and severity was tested. For this purpose a data mining technique was used. A relative form of the Palmer Drought Severity Index (rPDSI) was used as a dependent variable to indicate drought occurrence. A Standardized Precipitation Index (SPI), percentage of average SG (PASG), Start of Season Anomaly (SOSA) and district identifi cation were used as independent variables. MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) observations from the Terra satellite were used as a source of NDVI. Th e situation within 6 selected districts (Olomouc, Přerov, Znojmo, Břeclav, Žďár nad Sázavou and Havlíčkův Brod) during the period from 2000 to 2012 was analyzed. Promising results were achieved, so practical use of this approach (e.g. for spatial and temporal assessment of drought stress within the vegetation) could be expected.
|
|
|
Using remotely sensed NDVI for drought impact assessment within selected crops
Hlavinka, Petr ; Trnka, Miroslav ; Semerádová, Daniela ; Dobrovolný, P. ; Balek, J. ; Možný, M. ; Štěpánek, P. ; Hayes, M. ; Svoboda, M. ; Wardlow, B. ; Žalud, Zdeněk
The relationship between Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and selected agrometeorological parameters (yields of selected crops, water balance) was investigated. The source for NDVI was Spectroradiometer MODIS within satellite Terra and it was available for grids in resolution 500 x 500 m from 2000 to 2010. The analysis was conducted within 12 grids spread through Southern and Central Moravian region. The information about cultivated crops (including spring barley, winter wheat, maize for grains, sugar beet and winter rape) were collected from the farmers and water balance simulated using SoilClim model.
|
|
|
Water balance in short rotation poplar coppice and reference grass-plot in conditions of Czech-Moravian Highlands
Orság, Matěj ; Fischer, Milan ; Trnka, Miroslav ; Hlavinka, Petr ; Kučera, J. ; Balek, J. ; Žalud, Zdeněk
This text presents results of a study focusing on differences of water balance between two contrasting cultures - short rotation poplar coppice and grass plot in conditions of Czech-Moravian Highlands. Actual evapotranspiration (by Bowen ratio energy balance method), precipitation and soil moisture in two layers (0 – 0.45 m and 0.45 – 0.90 m) were measured on both plots during seasons 2008 – 2010. The seasonal water lost through evapotranspiration was higher for the grass (560.4 and 508 mm for grass and 523.8 and 351.8 mm for poplar during growing season 2009 and 2010 respectively), but generally the observed amounts of ETa are comparable for both cultures and within the range of values described in literature. Results of soil moisture measurements expressed as soil water availability [mm] were compared with simulations obtained from water balance model SoilClim. The model a little bit underestimated the amount of available water in the system, since based on water balance closure we suggest that there is a higher water income than was recorded from precipitation. This extra water found in observed systems may be supplied probably by lateral underground water inflow from the upper fields.
|
host ::
RSS.