黄河流域北部棉区棉花缩节胺化学封顶技术

【目的】探讨黄河流域北部棉区应用缩节胺(1,1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC)对棉花进行化学封顶的可行性。【方法】于2012-2014年在河北省河间市瀛州镇国欣科技园和北京市中国农业大学上庄实验站进行,共包括6个独立试验。供试棉花品种为国欣棉3号(GX3)、欣抗4号(XK4)、石抗126(S126)和欣试17(XS17)。DPC化学封顶技术分为单独应用常规DPC化控技术(简称DPC)、将常规DPC化控技术与增效型DPC(简称DPC⁺)相结合(简称DPC+DPC⁺)两种方式,以在常规DPC化控基础上进行人工打顶(简称DPC+MT)为对照。【结果】2012和2013年花铃期(7-8月份)多雨,应用DPC化学封顶技术的棉株较高、新生果枝数较多,其中株高较DPC+MT增加10.6-12.3 cm,果枝数增加5.8-7.9台。2014年花铃期干旱少雨,DPC化学封顶的株高与DPC+MT相比无显著差异,新生果枝数不超过3台。DPC化学封顶对棉花产量的影响不显著,但可发现2012年DPC+DPC⁺的产量表现出降低趋势,且上部果枝成铃少、新生果枝成铃多,群体熟期有推迟现象。2013和2014年DPC+DPC⁺的产量和熟期则与对照相当或略有增减。DPC⁺的应用时间(7月中旬至7月底)和剂量(750-1 500 mL·hm^-2)对棉花株型及产量的影响无显著差异,但应避免在结铃盛期(7月底)应用大剂量DPC⁺(1 500 mL·hm^-2),以防延长后期棉铃的成熟。与DPC+DPC⁺相比,单独应用常规DPC化控技术进行化学封顶在多雨年份或高密度下对棉株的控长强度较弱,而且存在减产风险。【结论】应用DPC进行化学封顶在黄河流域北部棉区基本可行,实际应用时需要根据气象因子和种植密度决定单独应用常规DPC化控技术还是将常规DPC化控技术与增效型DPC的应用相结合。     

基于可见/近红外光谱的黄河口区土壤盐分及其主要离子的定量分析

【目的】定量、准确地监测盐渍土,对其防治和农业可持续发展至关重要,论文旨在明确黄河口区土壤盐分及其主要离子的特征光谱,建立适用于该区域的土壤盐渍化定量分析模型,提高其定量分析的精度和稳定性。【方法】首先以山东省垦利县为研究区,于2014年10月5—9日野外采集代表性土样96个,对土样风干后,采用土壤化学分析方法室内分析盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量,并采用美国ASD Fieldspec 3光谱仪测定土样可见/近红外高光谱数据,对光谱反射率进行去噪、一阶导数变换等预处理;然后基于盐分及其主要离子不同含量的样本光谱分析盐分及其主要离子的光谱响应,在此基础上,对样本的土壤盐分及其主要离子含量与反射率的一阶导数光谱进行逐波段的相关分析,按照相关系数高且显著的原则,选取各自的敏感波段,再根据敏感波段的交叉情况选取集中波段为特征波段,进而选取特征波段中具有极值相关系数的波段作为显著特征波段,综合确定表征土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的特征光谱;最后分别采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)方法构建土壤盐分及其主要离子的定量高光谱分析模型。【结果】研究区土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量的光谱曲线形状和走势整体一致;土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的光谱响应谱区为1 320—1 495、1 790—1 920、2 120—2 290 nm;基于相关分析的土壤盐分及其主要离子的敏感谱区为1 490—1 520、1 890—1 930nm;最后综合光谱响应及相关分析确定土壤盐分及其主要离子的特征波段为1 493、1 801、1 911和2 289 nm,显著特征波段为1 493和1 911 nm。模型结果显示基于2个显著特征波段反射率一阶导数的模型精度均与4个特征波段的模型精度相当,表明显著特征光谱作为盐分及其主要离子的特征光谱进行其定量分析的有效性。比较3种建模方法,RF模型的预测效果最好,SVM模型次之,而MLR模型精度最低;对于盐分、Cl~-和Na~+,3种方法构建的模型均可有效地用于其定量分析,精度较高且稳定,然而Ca~(2+)预测精度还有待提高。通过综合比较分析,基于显著特征波段(1 493和1 911 nm)反射率一阶导数构建的随机森林(RF)模型对盐分、Cl~-和Na~+均具有较好的估测精度和稳定性,也可用于Ca~(2+)的定量估测。【结论】基于光谱响应及相关分析综合确定盐分及其主要离子的显著特征光谱(1 493和1 911 nm反射率一阶导数),进而采用随机森林方法构建盐分及其主要离子的定量估测模型,适用于黄河口区土壤盐渍化信息的有效提取。     

基于CA模型的珠江三角洲基塘景观破碎化分析及其模拟

在对珠江三角洲传统基塘区2000、2006、2011年基塘景观破碎化特征分析的基础上,运用LogisticCA模型开展了传统基塘区2020年的基塘景观的模拟研究。结果表明,2000~2011年,传统基塘区基塘面积减少了46.65%,斑块数量由139个增加到1 072个,平均斑块面积减少了97.12%,反映了斑块由集中成片发展成为破碎的状态;形状指数增加了36.23%,在人类活动的干预下,基塘斑块形状趋于复杂化;边缘密度减少了88.57%,反映了单位面积上斑块数量增多了;平均最近邻近距离变化幅度最大,减少了99.75%,说明相同类型的斑块之间的距离变近,呈团聚分布。根据2020年模拟结果 ,基塘面积减少53.38%,基塘斑块数量增加为2 045个,平均斑块面积减少82.33%,形状指数增加22.12%,边缘密度增加80.74%,平均最近邻近距离减少86.00%,基塘破碎化的程度有所减缓。研究结果可为传统基塘区生态服务功能的延续、农业生态系统的恢复和区域生态经济的可持续发展提供参考。     

小车河底栖硅藻生物的多样性

[目的]探究小车河底栖硅藻的多样性和空间分布特征,以及硅藻优势种与环境因子的关系。[方法]2015年6月对贵阳市小车河(阿哈水库到南明河段)10个样点采集的30个水样进行底栖硅藻调查。[结果]鉴定小车河底栖硅藻为2纲6目9科22属131种(包括亚种和变种),从硅藻分布的规律来看,小车河底栖硅藻的绝对丰度在各个采样点都存在差异,且以小环藻属为优势种。通过回归分析,小车河硅藻细胞密度与水体总磷含量呈明显正相关,与水温无明显线性关系。[结论]调查结果为小车河水环境监测、河流的保护与利用,以及维护生态平衡提供了理论依据。     

引江济淮通道派河水污染治理研究

根据派河流域概况、水质现状调查和污染调查结果,分析了派河的主要环境问题,提出以控源为核心的治理对策,并辅以污染拦截、生态补水、环境执法等措施,以期达到"十三五"《安徽省水污染防治工作方案》水质管理目标要求,并为引江济淮工程做好水质保障。     

信江干流浮游藻类分布特征及水质评价

为了研究信江干流浮游植物的时空分布与水质的关系,对信江干流8个监测断面的水质情况及浮游藻类群落结构特征进行调查分析。结果表明,信江流域共观察到7门29科39属85种,其中绿藻门、硅藻门、蓝藻门为优势种群,8个监测点的藻类细胞数量在312~996万个/L之间变动,各监测点之间细胞数量无明显差异。且通过对化学需氧量(COD)、总氮(TN)的测定显示COD浓度在3.87~23.16 mg/L之间,TN平均为4.13 mg/L,总磷(TP)含量较低。Margalef多样性指数与Shannon-Weaver生物多样性指标计算结果与藻类种群数量关系对水质状况感应性差异一致。     

基于多源遥感数据的淮河流域城镇扩张研究

城镇是人类社会发展过程在空间上的重要表现形式,其空间格局与演变是城镇研究的热点问题。淮河流域是中国城镇体系的南北过渡地区,研究这一自然地理单元内城镇扩张过程,视角独特。为客观、快速、准确地重建不同时间序列上淮河流域城镇扩张过程,在DMSP/OLS数据、SPOT-VGT数据、Landsat ETM+数据等多源遥感数据的基础上,提出"DMSP/OLS夜间灯光数据相互校正—NDVI数据重建—流域城镇信息提取—流域城镇扩张分析"的研究思路,并运用该思路分析淮河流域从1998年至2013年16年间的城镇扩张过程。从城市面积、扩张强度、扩张动态度、扩张形态4方面分析了城市扩张规律。研究发现:淮河流域整体与各省扩张基本属于低速扩张型与中速扩张型;淮河流域城镇分布仍较为分散,未形成完整的城市群或城镇体系;这一时期城市扩张时空发展不均衡。     

沂河流域土壤侵蚀分布特征研究

为探索沂河流域土壤侵蚀的强度和规律,利用ArcGIS的空间分析与统计分析功能,从高程、坡度、土壤类型、土地利用4个方面,对沂河流域土壤侵蚀的空间分布特征进行研究。结果表明：（1）流域土壤侵蚀总体以中度侵蚀为主,存在较为明显的区域差异;（2）侵蚀主要发生在600 m以下区域,其中高程位于200~400 m之间的区域侵蚀面积最大;（3）5°以下以及8°~15°坡度级土壤侵蚀面积较大,土壤侵蚀随坡度的增加总体都呈现出先增强后减弱的趋势;（4）土壤总面积越大,侵蚀面积也越大。石质土、粗骨土的土壤侵蚀率较高,潮土和砂姜黑土的土壤侵蚀率较低;（5）耕地、草地和林地侵蚀面积最大,林地、草地、未利用地土壤侵蚀率较大,水域土壤侵蚀率最小。     

疏勒河中游绿洲生态功能分区研究

生态功能分区是区域生态系统保护与综合管理的基础,可为区域生态系统恢复与社会经济协调发展提供科学依据。基于疏勒河中游绿洲生态环境存在主要问题的分析,确定了疏勒河中游绿洲生态功能分区目标、分区原则与依据。运用RS和GIS技术,采用定性和定量以及计算机图形空间迭置法等方法,将疏勒河中游绿洲划分为绿洲农业、荒漠戈壁、防风固沙、平原绿洲植物、盐渍化防治和平原绿洲湿地6个生态功能区和34个生态功能亚区,并对各个功能区生态服务功能、生态保护方向、生态保护以及生态功能恢复措施等特征进行了分析。研究结果对促进《敦煌水资源合理利用与生态保护综合规划》的顺利实施具有一定借鉴与参考作用,同时对促进干旱内陆河流域绿洲生态环境保护与恢复、水资源综合管理和有效配置、区域产业布局与生态经济系统协调可持续发展具有重要意义。     

黑河流域金塔段降水量对当地气候变化的响应

为了得到金塔降水量对当地气候变化的响应特征,通过小波分析法等统计方法对降水量和相关气候要素资料进行分析研究。结果表明：（1）近年来金塔县降水量除秋季以外,年以及其他季节降水量均呈显著上升趋势;（2）通过对降水量的多时间尺度分析,发现42 年内存在15 年左右的尺度,1975—1982 年、1988—1996 年、2004—2014 为偏多期,1982—1988 年、1996—2004 年为偏少期;利用Mann-Kendall 法、T滑动检验发现,当地降水量在42 年内虽然出现波动,但并未出现突变;（3）在夏季,降水量与其他气象要素存在着明显的响应关系,为了找到这种关系,依次进行相关性分析发现,随着降水量的变化,气温、日照时数、地表温度均表现出增大的趋势,其中降水量和地表温度的相互关系表现最为紧密,相关系数也最高。