基于GIS的秦巴山区土地生态敏感性评价──以陇南山区为例

生态环境敏感性评价是进行生态功能区划的前提条件,也是判断生态系统稳定性的重要手段。进行土地生态环境敏感性评价,是落实科学发展观和生态文明理念,加快实施主体功能区规划和建设国家生态安全屏障的重要举措,对推动陇南市可持续发展和维护国家生态安全具有重要意义。笔者根据陇南市山地生态系统基本特征,运用GIS技术,从土壤侵蚀、石漠化、和地质灾害3个方面对陇南市土地生态敏感性展开单因子评价和综合评价,并对综合评价结果进行趋势面分析。评价结果表明:(1)陇南市土地生态敏感性区域差异比较明显,在东西方向上为东高西低,整体呈递减趋势,在南北方向上呈现较为明显的"n"字型,南部略高于北部;(2)运用自然断点法,将陇南市土地生态敏感性分为极敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区和不敏感区,分别占市域总面积的19.18%,24.61%,25.71%,16.88%和13.61%;其中极敏感区和高敏感区主要分布在宕昌县和武都区等周边地区,该区生态敏感极强,需要加强保护,开发强度不宜过高;低敏感和不敏感区域主要分布在礼县、西和县、徽县和成县等大多数区域,可以适当进行开发。     

水平摘锭式采棉机采摘头传动系统优化与试验

为了提高水平摘锭式采棉机的作业效率,针对国产采棉机在高速作业过程中存在采摘速比系数匹配不当、采摘头传动系统不合理的问题,该研究根据水平摘锭式采棉机采摘头结构与工作原理,对采摘头传动系统、采棉机采摘机理进行分析,根据传动系统传动要求和采棉机采摘条件,建立目标函数与约束条件,运用遗传算法和1stOpt软件对采摘头传动系统进行优化分析。优化结果为:滚筒动力齿轮齿数为72,离合器上齿轮变位系数为-0.14,滚筒动力齿轮变位系数为1.208,齿轮顶隙系数为1.25。结合采棉机作业要求搭建棉花采摘性能试验台,选取采摘滚筒转速113～143 r/min、作业速度5.93～7.20km/h,对优化前后采摘头的作业性能进行验证试验。结果表明:优化后的采摘头作业速度由6.4km/h提升至7.2 km/h,工作效率由4.86 hm~2/h提升至5.47 hm~2/h,提高了12.5%;优化后的采摘头在7.2 km/h的作业速度下,采净率由90.4%提升至93.7%,采净率提高了3.6%,含杂率由10.28%降至9.72%,含杂率降低了5.4%,验证了传动系统优化结果的合理性。该研究可为国产采棉机采摘头的研发提供参考。     

Organic input quality is more important than its quantity: C turnover coefficients in different cropping systems

Annual C input to soil is a major factor affecting soil organic carbon (SOC) dynamics. However different types of C-sources can have different behaviour, in relation to their chemical characteristics and how they interact with soil. Root-derived C, in particular, should be more efficient than other organic materials as a result of the physicochemical and biological characteristics of the surrounding environment, leading to a reduction in the C decomposition rate.To test this hypothesis, we considered a long-term experiment underway in Northern Italy since 1962, comparing permanent meadow and 6 different crop rotations over a wide range of nutrient inputs, in both organic and inorganic forms. C inputs from amendments were measured and those from crops were calculated using allometric functions and crop and residues yields. The time evolution of SOC was studied through a single-pool, first-order kinetic model, allowing the estimation of humification coefficients for residues, roots, farmyard manure and cattle slurries.The highest value of the humification coefficient was estimated for farmyard manure, which confirmed its high efficiency in stabilising SOC content. Root C presented a humification coefficient 1.9 times higher than above-ground plant materials while slurries were intermediate, with a humification coefficient roughly half that of farmyard manure and even lower that of roots.The quality of C input thus seems of fundamental importance for evaluating the sustainability of different cropping systems in terms of SOC dynamics.     

某高铁隧道小口径井抽水试验探讨

指出了在某高铁隧道勘察中采用小口径抽水试验方法,具有操作简单便捷,成本低的优势。通过小口径井抽水试验查明场地的水文地质条件,得出了水文地质原始数据资料,根据单孔稳定流承压水非完整井的水文地质实际情况,选取合适的公式分别计算出了隧道岩层渗透系数及影响半径,为高铁隧道的勘察设计及顺利施工提供参考。     

基于多时相双极化SAR数据的作物种植面积提取

及时准确地获取农作物的空间分布信息和种植面积,在农业生产管理与农业政策的制定等斱面具有非常重要的作用。本文以多时相Sentinel-1A影像(4月17日、5月5日、6月16日、7月22日、8月27日、9月2日)为主要数据源,根据研究区作物的物候特征,提取棉花、玉米和果树在不同生长期的后向散射系数(Sigma)和归一化后向散射系数(Gamma)。通过对作物不同极化、不同时相后向散射系数的统计,建立散射特征时序变化曲线,幵分析其特征。利用人工神经网络(Artificial neural network)、支持向量机(Support vector machine)和随机森林(Random forest) 3种分类斱法对研究区的主要农作物迚行分类识别以及种植面积提取,幵对分类结果对比分析和验证。结果表明, 1)棉花的后向散射系数在6月现蕾期和7月开花期明显上升,8月仹达最高值,变化特征最明显,易与其他作物区分;玉米和果树的后向散射系数在9月仹与其他地物之间表现出显著差异。2)相较于神经网络和支持向量机,随机森林的分类效果最好,总体精度达88.97%。其中,对棉花和果园的分类精度为90.88%和93.17%,对玉米的分类效果最差,仅有71.6%。综上所述,多时相双极化SAR数据在不同类型作物的识别及面积提取斱面具有一定的应用潜力。     

中国农业面源污染排放的空间差异及其动态演变

以2003—2014年为研究时段,在测算农业面源污染排放强度的基础上,综合运用基尼系数和非参数估计方法,研究我国农业面源污染的空间差异及其动态演变,结果表明:1)我国农业面源污染排放总体下降,且表现出明显的空间差异,东部和中部地区的排放强度较高,西部和东北地区则相对较低。2)2003—2014年,中国农业面源污染排放强度的区域差异略微扩大,地区间差异是其总体差异的主要来源。3)核密度估计结果表明,中国农业面源污染排放总体差异表现为"下降-上升-下降"的波动变化趋势。4)马尔科夫链分析表明,中国农业面源污染在不同类型间的相互流动较为微弱,但从长期来看,存在向两极分化发展的趋势特征。     

京津冀地区植被NDVI动态变化及其与气候因子的关系

[目的] 探究气候变化对植被覆盖变化的驱动机制，可为揭示区域乃至全球植被覆盖动态变化及其与气候变化之间的响应机制提供依据。[方法] 以MODIS NDVI，SRTM DEM，降水和气温为数据源，运用Theil-Sen Median趋势分析法、Mann-Kendall显著性检验法、R/S分析法和Pearson相关分析法等数学分析方法，结合ANUSPLIN气象插值模型，研究2001—2019年京津冀地区植被NDVI时空演变特征及预测未来变化趋势，并探究植被NDVI与降水和气温最大相关关系及时滞效应。[结果] ①2001—2019年京津冀地区植被NDVI整体呈波动上升趋势，上升速率为0.002 2/a，且未来植被NDVI呈改善趋势的面积略小于呈退化趋势的面积；②降水和气温对京津冀地区植被生长以正向促进作用为主，且降水对植被生长的作用强度高于气温；③植被NDVI对降水变化的滞后期略长于气温，京津冀地区植被生长受前3月的降水和前1月的气温影响最大。[结论] 在林业生态工程实施背景下，2001—2019年京津冀地区植被覆盖整体呈改善态势，尤以西北部为著；植被NDVI与降水和气温相关关系呈现出明显的地域差异，且植被生长相对降水和气温变化存在一定的滞后效应。     

施肥对灌漠土作物产量、土壤肥力与重金属含量的影响

有机物还田是提升土壤肥力的主要措施,但也存在造成土壤金属污染的潜在风险。为查明不同有机物还田对土壤质量及作物产量的影响,本文通过长期定位试验,研究了无肥对照、常规施化肥(氮磷配施)以及70%常规化肥与牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪配施对土壤理化性状、有机碳和氮的固存率、氮磷钾活化系数、作物产量及重金属含量的影响。结果表明:牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪与70%化肥配施虽作物产量与常规施化肥相似,但6种有机物处理土壤有机质、全氮和碱解氮含量都较常规施化肥处理显著增加,污泥、鸡粪和猪粪处理土壤全磷与速效磷含量较常规施化肥处理显著增加,而且牛粪、沼渣、鸡粪和猪粪处理的速效钾、土壤磷活化系数和土壤钾活化系数较常规施化肥处理也显著提升。牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪处理土壤有机碳固存率为36.42%～71.61%,较常规施化肥处理都显著提高;而其氮固存率为6.47%～49.44%,仅有菌渣处理与常规施化肥处理差异不显著,而其他处理较常规施化肥处理显著增加。长期施鸡粪和菌渣处理的土壤铜含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为4.17mg·kg~(-1)和14.2mg·kg~(-1);而污泥、鸡粪和菌渣处理的土壤锌含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为13.53 mg·kg~(-1)、22.60 mg·kg~(-1)和49.73mg·kg~(-1)。综上,等有机质(4 500kg×hm~(-2))的牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪可替代30%氮磷肥,作物产量不受影响;不同有机物培肥土壤效果为污泥、鸡粪和猪粪优于牛粪和沼渣,而沼渣的培肥效果略差。为保证土壤环境质量稳定不恶化,种植小麦时有机物铜和锌的年携入量应分别低于53.01g×hm~(-2)和221.30 g×hm~(-2),而种植玉米时应分别低于153.40 g×hm~(-2)和347.04 g×hm~(-2)。     

响应面法优化干热变性莲子淀粉膜制备工艺

以干热变性莲子淀粉为主要原料,研究变性淀粉用量、甘油用量和干燥温度对干热变性莲子淀粉膜性能的影响,并采用响应面分析及加权评价函数法对膜性能指标进行综合优化,得到干热变性莲子淀粉的最佳成膜工艺条件为:变性莲子淀粉用量为3.53%,甘油用量为1.51%,干燥温度80.61℃。本研究成果将为干热变性莲子淀粉可食膜的工业化生产提供理论指导。