中国水力侵蚀抽样调查

在回顾国内外区域性土壤侵蚀调查方法基础上,从抽样设计、数据采集与处理、水力侵蚀强度评价方法和全国水力侵蚀成果4个方面阐述了第一次全国水利普查水土保持情况普查中水力侵蚀普查的全过程。简要介绍了本次水力侵蚀普查成果,并与2000年水利部发布的第二次土壤侵蚀遥感调查结果比较,分析了我国水力侵蚀的动态变化,据此提出了优化调查单元布局、加强动态评价等建议。     

土地覆盖类别面积混淆矩阵校正与回归遥感估算方法对比

混淆矩阵校正和回归估算是2类常用的,以遥感数据作为辅助的区域面积总量估算方法,但它们的相对效果及适用条件并不明确。该文根据遥感影像分类误差的分布规律模拟生成不同总体分类精度的图像,并在此数据的基础上,采用统一的抽样方案,以简单抽样反推方法为对比基准,探讨在不同的总体分类精度和不同的样本量下区域面积总量遥感估算方法的精度及稳定性。试验得到以下结论:1)相比于简单抽样反推方法,混淆矩阵校正和回归估算具有更好的准确性和稳定性;2)在各总体分类精度和样本量下,简单回归估计、比估计均具有良好的准确性和稳定性,相比于混淆矩阵校正,回归类方法略具优势;3)当遥感数据分类精度较低(≤60%)时,混淆矩阵逆校正的准确性和稳定性与简单抽样反推方法无明显区别,因此在此种情况下应尽量避免使用混淆矩阵逆校正方法。     

基于高密度站网的中国降雨侵蚀力空间分布

降雨侵蚀力反映了雨滴击溅和径流冲刷引起土壤侵蚀的潜在能力,它与土壤、地形、地表覆盖以及水土保持措施等因子共同作用,决定着一个地区的实际土壤流失量。在严格数据质量控制的基础上,通过第一次全国水利普查水土保持情况普查“气象数据上报系统”收集到2032个站点1980（1981）-2009（2010）年侵蚀性日降雨量资料,结合646个国家基本气象台站1980-2009年日降雨量资料,利用冷暖季日降雨量估算侵蚀力模型,计算了2678个站点多年平均年降雨侵蚀力和24个半月降雨侵蚀力占年R值比例,并应用克里金空间插值方法,绘制了中国降雨侵蚀力空间分布图,为土壤侵蚀普查全国水力侵蚀强度计算提供了基础数据,其结果可为各地区水土保持规划服务。     

起伏地形下黄淮海地区太阳总辐射的空间分布研究

太阳辐射是地球上最基本最重要的能源,它的变化影响着温度、湿度、降水和大气环流特征等的变化。利用MTCLIM模型模拟了起伏地形下黄淮海地区年太阳辐射总量的空间分布状况,结果表明,在黄淮海地区,年太阳辐射总量的分布大体上呈现由西北向东南的递减趋势;太阳总辐射高值区位于黄淮海地区的西北部和西南少部分地区,低值中心则在沿海地区;影响太阳总辐射的因素主要包括地形地势、气候、纬度高低等方面。该研究可为其他地区太阳总辐射空间分布研究提供方法和技术参考,研究结果可为合理高效利用黄淮海地区的太阳总辐射能源提供科学依据。     

东北典型黑土供肥量与大豆肥料利用率

土壤对大豆的供肥量与肥料利用率,是养分平衡法施肥的重要参数,对于科学施肥和提高产量具有指导意义。在位于黑龙江省农垦总局九三分局鹤山农场的北京师范大学九三水土保持试验站,选取黑土（Black soils,土壤系统分类为均腐土,Isohumisols）,按当前大田施肥水平设计盆栽试验,包括混施肥(NP、NK、PK、NPK)、不施肥(CK)、单施肥(N、P、K)共8种处理各3个重复,确定该种土壤类型对大豆的供肥量和肥料利用率。结果表明,土壤供氮量为63.28 kg/hm2,供磷量为50.15 kg/hm2,供钾量为110.39 kg/hm2。氮肥利用率为15.99%,磷肥利用率5.12%,钾肥利用率为78.79%。与其他学者的研究相比,研究区供肥水平中等,钾肥利用率较高,氮肥和磷肥利用率较低。据此,依据养分平衡法,确定比较适宜的大豆纯肥施入量应为72.87 kg/hm2,N:P2O5:K2O应为1:0.88:0.16。按此标准,研究区目前实际施纯肥总量偏高39%,施肥配比中,氮肥比例偏低,磷肥和钾肥比例偏高,应考虑改变施肥现状。     

东北黑土区不同地形垄向坡度的相对水土保持效益研究

垄作是东北黑土区一种非常普遍而重要的耕作措施,具有一定的水土保持效益,但几乎没有学者对其进行研究。探讨黑土区不同地形垄作方向在空间上的分布规律及其具有的水土保持效益具有重要研究价值。以黑龙江省宾县为研究区,用分层抽样的方法提取168个野外调查单元并进行实地填图调查,根据坡度因子和垄向坡度计算公式,利用ArcMAP、SPSS和Excel等软件进行了室内数据分析统计,结果表明:平原区、丘陵区、山区的平均地面坡度分别为1.92°,6.20°,8.27°;平均垄向坡度分别为1.33°,4.52°,6.45°,分别为平均地面坡度的70%,73%,78%;垄作坡度引起的平均土壤流失相对量分别为地面坡度的55%,69%,67%,垄作的相对水土保持效益明显。在此基础上,对垄作现状的原因进行了分析,并提出一些改进措施。研究成果有助于了解东北黑土区不同地形耕地垄作方向的分布情况及其水土保持效益状况,对当地水土保持措施的布设也具有重要的指导意义。     

基于相似性分析的中低分辨率复合水稻种植面积测量法

 【目的】利用遥感技术获取大范围水稻种植面积是遥感技术在农业领域的主要应用方向之一。本研究的目的是探索利用多尺度遥感数据复合测量水稻种植面积的方法。【方法】以SPOT5数据的水稻识别结果作为样本,构建图像相似性指数,通过支持向量机（SVM）混合像元分解模型,对MODIS-EVI时间序列数据进行水稻的种植面积测量。【结果】通过江苏省邳州市的试验研究得出：（1）在野外经验支持下,从MODIS-EVI时间序列数据中构建的水稻种植相似性指数可以有效反映水稻在整个研究区的空间分布情况;（2）利用图像相似性选取训练样本,能有效地提高MODIS-EVI数据的水稻种植面积的测量精度,当图像相似性指数越小,即图像相似性越高,提取的水稻种植面积也越准确;（3）通过与随机样本测量结果对比分析,基于相似样本的测量方法有着更高的稳定性;（4）该方法在不同种植结构分区内有着相似的总量精度与像元精度变化规律,均能获得较高的测量精度。【结论】基于相似样本的水稻种植面积测量方法,有助于发挥MODIS长时间序列优势,提高水稻种植面积遥感测量精度和稳定性,可以作为替代随机选取样本的方法之一。     

土壤有效含水量的经验估算模型——以黑土为例

土壤有效含水量(AWC)是评价土壤生产力的重要指标,在农业生产实践中具有重要意义,但不同土壤类型的AWC值在当前的土壤数据库中不可获得。笔者以高生产力土壤黑土为例,通过测定不同地形部位黑土的有效含水量,分析了有效含水量的空间分布特征,建立利用土壤理化性质估算黑土有效含水量的经验模型。结果表明：（1）研究区黑土AWC（体积）变化在10.62%~30.98%间,平均20.06%,坡中位置土壤剖面的AWC值显著低于其余剖面;（2）黑土AWC与土壤砂粒含量有负相关性,与土壤容重、土壤粉（砂）粒含量、黏粒含量以及土壤有机质含量间有正相关性,其中与土壤容重的相关性最为显著;（3）基于统计方法建立了利用常规土壤理化性质计算AWC的线性回归式和非线性回归式,对这2个回归式的检验结果表明,利用土壤理化性质估算的AWC与实测结果无显著差异。经验证,本研究构建的经验模型可用于黑土AWC值的估算,从而为其他土壤类型AWC值的研究提供了方法参考。     

黑龙江省粮食生产对气候变化影响的脆弱性分析

将敏感性指数定义为气候产量与气候生产力之比、适应性指数定义为趋势产量与气候生产力之比、两者的比值定义为脆弱性指数,利用黑龙江省70个县（市）农业生产资料和21个气象台站1986-2000年的日气象资料,计算分析黑龙江省粮食生产对气候变化影响的脆弱性。结果显示,从多年平均来看,黑龙江省粮食生产的适应性指数整体都比较高,并且南部地区高于北部;大兴安岭山区和嫩江平原区的敏感性指数较高;脆弱性指数的空间布局与敏感性指数相似;从时间变化上来看,在研究时段内三个指数都有增加的趋势,但敏感性指数的增强幅度最大,脆弱性指数的增加幅度减小。研究结果对定量评价该省粮食生产对气候变化的响应程度具有重要意义,并且该方法简便可行,为此类研究提供一种新的思路和方法。     

我国五种主要土壤水稳性团聚体含量研究

认识土壤水稳性团聚体含量对于研究土壤肥力、质量及侵蚀程度具有重要的意义。采用非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空慢速气溶胶浸润法3种方法,测定了黑土、褐土、黄土、红壤、紫色土等5种土壤的水稳性团聚体含量。通过对不同方法所测结果的稳定性和差异性进行分析,可知非真空快速浸润法测定的土壤水稳性团聚体含量最小,非真空慢速气溶胶浸润法测定的含量最大,非真空快速滴水浸润法所测结果介于前2种方法所测结果之间。根据5种土壤的水稳性团聚体含量在3种方法间的差异,将5种土壤分为黑土与紫色土、黄土、褐土与红壤3种类型;5种土壤在3种方法下所测定的土壤水稳性团聚体含量的排序分别为:黄土<黑土<褐土<紫色土<红壤,黄土<褐土<红壤<黑土<紫色土,黄土<褐土<黑土<红壤<紫色土。