快速准确地掌握气候变化和管理措施对作物生长状况的影响可以有效应对人口增长、水资源短缺和气候变化等带来的多重挑战。本文以关中平原冬小麦为研究对象,采用实地田间调查和卫星遥感反演的技术路线,开展了关中平原冬小麦长势遥感监测及影响因子评估研究,构建了冬小麦长势参量、土壤水分和物候反演模型,评估了关中平原冬小麦长势及水氮状况的时空分布特征,分析了气候变化和作物管理对冬小麦生长、物候、灌溉需水量和农业干旱指数的影响,主要结论如下: (1)基于冬小麦田间采样数据和MODIS遥感数据,构建了冬小麦长势参量、土壤水分和物候反演模型。结果表明,随机森林回归模型和极限树回归模型反演冬小麦叶绿素和叶片氮含量精度最高,R2分别为0.864和0.859。地上部生物量随时间呈Logistic函数变化,叶面积指数随时间呈三次函数变化,引入植被指数后的改进Logistic函数和三次函数可以提高地上部生物量和叶面积指数的模拟精度,R2分别为0.995和0.970。采用温度植被干旱指数和植被条件反照率干旱指数可以较好地反演0-5cm的土壤水分(R2gt;0.547)。归一化差异物候指数和阈值法可以有效地反演冬小麦返青、抽穗和成熟时期,R2分别为0.652、0.841和0.763。 (2)基于确定的长势参量、土壤水分和物候反演模型,明确了关中平原冬小麦长势、氮营养状况和农业干旱的时空分布特征。结果表明,研究区冬小麦地上部生物量和叶面积指数年际变化呈整体增加趋势,在宝鸡市较高,在咸阳东部和西安市较低,叶绿素和叶片氮含量从南向北逐渐降低。从2000-2020年,冬小麦返青和成熟的初始日期分别以0.54daysyear-1和0.09daysyear-1的速率推迟。播种-返青期和抽穗-成熟期生育长度分别以0.54daysyear-1和0.09daysyear-1的速率延长,返青-抽穗期生育长度以0.52daysyear-1的速率缩短。从2000-2020年,研究区冬小麦全生育期和播种-返青期的灌溉需水量呈增长趋势,增长速率分别为0.68mmyear-1和2.07mmyear-1,返青-抽穗期则呈减少趋势,减少速率为1.26mmyear-1。冬小麦全生育期干旱事件在渭南和咸阳发生的频率更高,干旱频率呈现轻旱频率gt;中旱频率gt;重旱频率gt;特旱频率。西安、咸阳和渭南市在冬小麦播种-返青和抽穗-成熟期存在氮亏缺现象(氮营养指数小于1)。 (3)采用通径分析和残差趋势法,明确了气候变化和作物管理对冬小麦生长、物候、灌溉需水量和农业干旱指数的影响。通径分析表明,降水、物候期和叶片氮含量是影响关中平原冬小麦地上部生物量的主要因子,总通径系数分别为0.55、0.75和0.39。降水、辐射和相对湿度是灌溉需水量的主要影响因子,总通径系数分别为-0.73、0.61和-0.59。物候主要受降水、辐射和风速影响,总通径系数分别为0.44、-0.30和-0.25。相对湿度是农业干旱的主要驱动因素,总通径系数为0.32。残差趋势法分析表明,温度对冬小麦地上部生物量的相对贡献率最大,其绝对值平均为44.3%。降水对冬小麦灌溉需水量、物候和农业干旱的相对贡献最大,其绝对值平均分别为29.2%、35.7%和25.9%。冬小麦地上部生物量、物候期和农业干旱指数主要受作物管理的影响,相对贡献率的绝对值平均分别为63.3%,76.2%和78.9%。灌溉需水量则主要受气候变化的影响,相对贡献率的绝对值平均为56.3%。