面积高程积分值计算方法的比较

面积高程积分值(Hypsometric index)能够对流域地貌发育阶段进行定量的描述,在地貌学中得到了广泛的应用.关于该值的计算方法较多,然而,在实际应用中,哪种方法才能带来更便捷准确的结果,尚缺乏探讨.文中基于Arcgis9.3及SRTM-DEM数据,以白龙江流域32个子流域为例,分别利用积分曲线法、体积比例法及起伏比法求取了各子流域的HI值.结果表明:三种方法计算的HI值几乎一致,但起伏比法是计算HI值最高效简捷的方法;积分曲线法及体积比例法在流域数目较少时可以使用,但流域数目较多时不推荐使用.该结果可为利用HI值进行地貌研究提供借鉴.     

基于DEM数据的地貌分类研究——以西秦岭为例

传统的地貌学分类不仅费时费力,而且很难做到全面、准确、系统、定量。而基于DEM数据的地貌分类省时省力,可以做到标准一致、系统统一、定量准确。但是如何利用DEM数据进行地貌类型的划分,还需要进行一些尝试和探索。西秦岭地区地势起伏较大,地貌类型多样,具有典型代表性,以该区进行地貌类型划分的尝试,可以为今后地貌类型的定量、快速、系统划分提供依据和方法。以90 m×90 m的SRTM3-DEM数据为基础,运用均值变点法求得西秦岭地区地势起伏度的最佳统计分析窗口面积为2.34 km2,并结合实际地貌形态,采用高程和地势起伏度2个指标对该地区地貌形态进行了划分,共划分出14种地貌形态,可以大致与传统的地貌类型相对应,但是其系统性、定量化以及效率却比传统方法大大提高,从而为基于DEM的地貌类型的快速定量系统划分提供了经验与方法。     

内蒙古地区干旱时空变化特征及其对植被的影响

基于MODIS实际蒸散量(ET)和潜在蒸散量(PET)产品反演作物缺水指数(CWSI),采用多种统计方法研究干旱时空变化特征及其对植被生长的影响。结果表明:多年平均干旱程度由西南向东北逐渐递减,农作物主要以轻旱和中旱为主,草原主要以中旱和重旱为主,荒漠主要以重旱为主;除针叶林和沼泽外,其他植被类型旱情缓解;干旱年内变化特征呈双峰型曲线,且在Day113~Day144干旱最为严重,表现为重旱;各植被类型年内变化特征与全区变化趋势相一致,均呈双峰型曲线;夏旱对植被生长的胁迫作用最强,而年平均干旱强度对植被生长的胁迫作用主要由夏旱主导;春季灌丛、夏季和秋季农作物对干旱的响应较为敏感。研究结果可为内蒙古植物群落的生态预警和生态修复提供理论参考。     

不同雨强条件下工程措施对坡地产流产沙影响

基于试验站不同坡地措施（坡耕地和坡改梯）2016年和2017年的逐日降水、产流产沙数据，研究不同坡地措施和雨强下产流产沙规律特征，定量揭示坡改梯和坡耕地对产流产沙的影响。结果表明：（1）7月平均雨强I、最大雨强I₃₀及坡地产流量最大，8月最大雨强I₆₀与坡地产沙量最大，表明坡地产流产沙高峰期与雨强高峰期一致。（2）春夏两季产流、产沙量与I、I₃₀和I₆₀相关性显著（超过95%置信度检验）。其中坡耕地产流产沙量与I、I₃₀、I₆₀的相关系数整体高于坡改梯。春夏季坡耕地产沙量分别是坡改梯的3.91，7.85倍。（3）降雨主要集中在I（1~3 mm/h）、I₃₀（3~29 mm/h）、I₆₀（2~27 mm/h）之间，且坡地产流产沙量与最大雨强I₃₀、最大雨强I₆₀在95%置信度水平呈现显著正相关。当I₃₀达到29.0 mm/h、I₆₀达到26.6 mm/h时，坡地产流产沙达到最大，坡耕地产流产沙峰值是坡改梯的2.43，7.52倍以上，并且坡耕地全年产流产沙变异系数总体高于坡改梯，因此坡改梯工程在一定程度上防治了水土流失，使产流产沙变化减小。     

基于复杂网络模型的黄土模拟流域坡面形态演化

坡面形态演化是坡面系统过程作用的体现,是流域地貌系统研究重要内容之一。该文运用复杂网络方法构建坡面形态空间演化结构,探讨坡面系统演变规律。采用近景摄影测量方法得到模拟黄土坡面的9期地形数据,运用面向对象分割方法,得到了7种坡形类型空间分布图。以坡形为节点,边为坡形之间的空间连接关系,构建坡面空间网络图。研究结果得到坡面网络模型属于无标度网络,具有异配网络特征,其中陡坡是坡面网络的关键节点,控制着网络空间结构。网络演化中双直形坡的平均度下降显著,陡坡节点发育影响着系统输沙量。网络结构熵开始急剧增大,经历平缓增大到稳定状态,依据网络结构熵的变化将网络演化分为发育期、发展期和成熟期3个阶段。降雨强度增大使得坡面网络的结构熵变化显著,加剧了坡面系统演化。研究表明复杂网络框架是研究地貌系统演化一种有效途径。     

降雨和前期含水量对大别山区不同作物坡面产流产沙的影响

基于霍山县水土保持试验站3个径流小区（茶叶、桑树、红芋）2016—2017年逐日连续观测数据，定量研究土壤含水量与天然降雨条件下产流产沙规律与动态变化特征。结果表明：（1）4—7月为产流高峰期，该时期各小区产流量占年产流量的76%（桑树），57%（茶叶），70%（红芋）。3种作物对产流产沙的抑制效果为茶树地 > 桑树地 > 红芋地。（2）各作物年内土壤含水量变化趋势相似，全年变化呈"W"形。其中表层土壤平均含水量排序为茶树地 > 桑树地 > 红芋地，与作物抑制产流产沙效果排序一致。秋季土壤水分稳定性最强，夏季最弱。全年以桑树为例的乔木对土壤水分稳定效果最好。（3）降雨参数与土壤含水量之间灰色关联度大小为历时 > 平均雨强 > I₃₀ > I₆₀ > 雨量。作物小区内产流量贡献度最大变量为降雨侵蚀力，而就产沙量而言，茶叶地与红芋地的产沙量贡献度最大变量为I₃₀，对桑树地产沙贡献度最大变量为降雨量。     

基于Fisher判别分析的数字土壤制图研究

利用已知类型的土壤样点及其所处位置的高程、坡度、平面曲率、剖面曲率、复合地形指数等数据,基于Fisher判别分析方法对安徽宣城样区的土壤类型进行预测和制图表达。结果表明,土纲级别的预测效果较好,正确率达到84.2%。但随着从土纲到亚类级别的降低,由于受土壤样点数量限制,土壤类型预测的准确率也逐步降低。通过与样区1986年基于发生分类的土壤图进行对比,采用的方法无论是在制图精度,还是图面信息的负载量方面都要优于传统方法,能够更加客观真实地反映土壤在自然界的空间分布。     

基于夜间灯光遥感数据的城市土地集约利用评价模型

该文利用夜间灯光遥感数据和城市建城区统计数据进行城市土地集约利用研究,构建基于城市灯光强度的土地集约利用评价模型,并对城市夜间灯光和土地城市化的异速生长特征进行分析;考虑到城市灯光数据反映出的土地城市化可能存在滞后效应,提出一种顾及滞后效应的城市灯光-土地城市化水平土地集约利用评价模型,选择江苏省不同发展水平的典型城市,分别进行基于滞后项系数的灯光与存量用地和新增用地之间的制约关系分析。试验结果表明:夜间灯光遥感数据能较好反映城市土地利用水平,城市灯光相对于土地城市化存在滞后现象,相比于传统的异速生长模型,该文提出的顾及滞后效应的异速生长模型在城市土地集约利用的研究中拟合优度有较明显的提高,在江苏省5个典型城市的对比试验中平均提高4.0%,并且江苏省"1+3"新功能区格局在异速生长模型特征分析中也有明显的地区特征,验证了模型的适用性。该研究可为中国城市化过程中的土地集约利用评价方法提供参考。     

土壤图更新中基于土壤类型面积分级的训练样点选择方法

基于数据挖掘模型的土壤图更新是一项重要的研究。数据挖掘模型构建中训练样点的质量不仅决定其对研究区土壤-环境关系表达的充分程度,而且会对推理制图的结果产生至关重要的影响。本文提出一种基于土壤类型面积分级的典型训练样点选择方法,即依据土壤面积对土壤类型分级,并按照等级之间的比例关系基于典型点选择训练样点。将方法应用于更新美国威斯康星州Raffelson流域的传统土壤图,并与另外两种训练样点选择方法对比,以验证该方法的有效性。结果表明,500次重复实验中,本研究方法与另外两种训练样点选择方法相比,能够更新传统土壤图的比例分别为79.5%、71.8%和63.6%,而且其推理制图结果更符合研究区土壤分布的特征。本研究所提方法是一种有效的训练样点选择方法。     

强还原处理所使用有机物料与其杀菌效果的相互关系

创造土壤厌氧环境并添加大量有机物料的强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)是一种有效的土壤消毒方法,但对于RSD过程中添加不同有机物料与其杀菌效果间的相互关系研究甚少。本试验采集两种连作土壤,分别进行添加稻壳(RSD1)、麦麸(RSD2)和芦苇(RSD3);甘蔗渣(RSD4)、葡萄糖(RSD5)和纤维素(RSD6)的RSD处理,采用荧光定量PCR、变性梯度凝胶电泳等方法研究物料理化性质与杀菌效果的相互关系。结果表明:RSD处理显著地降低了土壤中的NO-3-N含量和电导率Ec,增加了NH+4-N含量;稻壳、麦麸和芦苇RSD处理的杀菌效果分别为88.60%、90.76%和85.91%,甘蔗渣、葡萄糖和纤维素RSD处理的杀菌效果分别为72.30%、85.87%和30.65%;有机物料中的总有机碳(total organic carbon,TOC)、易氧化有机碳(easily oxidized organic carbon,EOC)和总氮(total nitrogen,TN)与杀菌效果及细菌数量都呈显著正相关(P0.05),土壤中添加有机物料初始C/N与杀菌效果呈显著负相关,与细菌数量显著正相关。综上所述,添加高EOC和TN及低C/N的有机物料的RSD处理杀菌效果更好。