Mapping Spatial and Temporal Variations of Leaf Area Index for Winter Wheat in North China

Leaf area index(LAI)is an important parameter in a number of models related to ecosystem functioning,carbon budgets,climate,hydrology,and crop growth simulation.Mapping and monitoring the spatial and temporal variations of LAI are necessary for understanding crop growth and development at regional level.In this study.the relationships between LAI of winter wheat and Landsat TM spectral vegetation indices(SVIs)were analyzed by using the curve estimation procedure in North China Plain.The series of LAI maps retrieved by the best regression model were used to assess the spatial and temporal Variations of winter wheat LAI.The results indicated that the general relationships between LAI and SVIs were curvilinear,and that the exponential model gave a better fit than the linear model or other nonlinear models for most SVIs.The best regression model was constructed using an exponential model between surface-reflectance-derived difference vegetation index(DVI)and LAI,with the adjusted R2(0.82)and the RMSE(0.77).The TM LAI maps retrieved from DVILAI model showed the significant spatial and temporal variations.The mean TMLAI value(30m)for winter wheat of the study area increased from 1.29(March 7,2004)to 3.43(April 8,2004),with standard deviations of 0.22 and 1.17,respectively.In conclusion,spectral vegetation indices from multi-temporal Landsat TM images can be used to produce fine-resolution LAI maps for winter wheat in North China Plain.     

基于遗传算法的江汉平原CFG桩复合地基优化设计研究

利用单目标遗传算法,对江汉平原CFG桩复合地基进行了优化设计,建立了优化设计模型,讨论了优化设计模型的遗传算法实现过程。通过工程实例证明了该优化方法的有效性。     

A Model Based Ideotyping Approach for Wheat Under Different Environmental Conditions in North China Plain

Before starting a breeding program for a specific crop or variety,it Call be helpful to know how traits behave in determining yield under different conditions and environments.Crop growth models can be used to generate valuable information on the relevance of specific traits for an environment of interest.In this paper,the simulation model CMS-Cropsim-CERESWheat was used to test the performance of input parameters which describe cultivar differences concerning plant development and grain yield.In so-called ideotyping sequences,the specific eultivar parameters were varied and the model was run with the same management information in four different scenarios.The scenarios consisted of two locations,Wuqiao(37.3°N,116.3°E)and Quzhou(36.5°N,115°E)in Hebei Province(North China Plain),and a dry and a wet growing season for each location.The input parameter G1(corresponding traitkernel number per spike)followed by G2 (corresponding traitkernel weight)had the biggest influence on yield over all scenarios.The input parameters P1V (corresponding traitvernalization requirement)and P1D(corresponding traitphotoperiod response)also played an important role in determining yield.In the dry scenarios a low response in vernalization and photoperiod generated a higher yield compared to a high response.The lower responses caused earliness and the period of late water stress was avoided.The last relevant parameter that affected yield was PHINT(corresponding traitleaf area of first leaf).Thesimulation showed that with an increasing PHINT.yield was enhanced over all scenarios.Based on the results obtained in this study,plant breeders could carefully select the relevant traits and integrate them in their breeding program for a specific region.     

华北地区播种量不同时旱稻产量的形成

为探明旱稻新品种旱稻297在华北地区的产量形成并确定适宜的种植密度,在2003年120 kg/hm2播种量基础上,2004年增设更为节约的60和90 kg/hm22个播种量,研究不同种植密度下的产量构成。结果显示:2004年60、90和120 kg/hm2播种量的产量分别为3.8、3.5和3.4 t/hm2;成熟期3个播量地上部生物量(单位面积内旱稻植株茎、叶、穗的总干重)在1 005.0~1 283.4 g/m2范围内无显著差异;收获指数分别为0.36、0.34和0.26,随播种量增大而依次降低,且120 kg/hm2播种量显著低于其他2个播种量。从产量构成因子来看,颖花数少是本试验旱稻产量低的主要原因;结实率对产量的作用受环境影响,年际间差异较大。总之,2004年60 kg/hm2播种量表现出较好的群体结构,在单株最高分蘖数、分蘖成穗率、穗粒数和结实率上都优于其他2个播种量;而90 kg/hm2播种量在相同条件下单位面积的颖花数最高。因此,60~90 kg/hm2播种量的旱稻群体在生产中具有进一步提高产量水平的潜力,是比较适宜的播种量。     

黄淮海平原主要土壤水力参数的研究

通过对黄淮海平原 3种主要土壤饱和导水率的研究 ,结果表明 :3种土壤的饱和导水率在 5 .95×1 0 - 6 ～ 1 .0 8× 1 0 - 2 cm/ s之间变化 ,并随着土壤剖面深度的增加呈现出上土层高、中间土层低、底土层又升高的趋势 ;扰动土与原状土的饱和导水率差异较大 ,达到极显著水平 ;土壤容重、孔隙度、有机质含量、粘粒含量和全盐含量等均对土壤饱和导水率有一定的影响。原状土的饱和导水率能反映田间水分运动以及孔隙状况 ,对研究土壤水量平衡和水土保持有重要的意义。扰动土的饱和导水率在农业工程上有参考价值。     

松嫩平原西部土地整理对盐渍化土壤的改良效果

为了研究松嫩平原西部土地整理对盐渍化土壤的改良效果,以吉林省白城市镇赉县土地整理项目区为研究区域,采用野外采样与室内分析相结合的方法,分析了原耕地、盐碱地和新增耕地土壤电导率、阳离子总量、阴离子总量、碱化度、pH值、有机质以及阳离子交换量等指标的差异。结果表明:在0~20和﹥20~40 cm土层上,新增耕地土壤电导率显著低于盐碱地44.9%和37.0%(P0.05),显著高于原耕地35.7%和58.6%(P0.05);新增耕地阳离子总量和阴离子总量均显著低于盐碱地(P0.05);盐碱地土壤碱化度在37.0%~38.2%之间,pH值接近10.0,为重度碱化土壤,新增耕地土壤碱化度在18.0%~21.6%之间,pH值低于9.0,为中度碱化土壤,其土壤碱化程度与原耕地接近;新增耕地土壤有机质显著高于盐碱地33.4%和61.3%(P0.05),在0~20 cm土层上显著低于原耕地21.5%(P0.05);新增耕地阳离子交换量比盐碱地提高16.7%和25.1%(不显著,P0.05),同时显著高于原耕地4.8%和11.0%(P0.05)。典范对应分析表明,土壤盐渍化、肥力指标和土壤离子组成与样地类型分布存在着空间上的有序关系,样地类型由盐碱地向新增耕地的变化,在土壤理化性质层面是盐渍化指标降低、肥力指标升高的过程;在土壤离子组成层面是HCO3-、CO32-和Na+等离子含量降低的过程。总体来看,松嫩平原西部土地整理能有效改良盐渍化土壤,但新增耕地土壤质量仍低于原耕地,建议在土地整理中通过完善灌溉与排水系统、将土地平整工程与深耕深松和增施有机肥相结合及采用生物措施等提升盐渍化土壤的改良效果。     

基于土地利用变化的江汉平原景观生态风险时空分异特征分析

土地利用/覆被变化能够在一定程度上表征城市景观生态风险空间分异特征。研究基于湖北省江汉平原2000—2015年(2000年、2005年、2010年、2015年)4期土地利用遥感监测数据及县级行政单元区划数据,采用全局自相关模型和地统计空间分析等方法,定量揭示了江汉平原土地利用水平与景观生态风险之间的空间耦合关系。研究表明:(1)2000—2015年江汉平原土地利用类型主要以耕地、水域和建设用地为主,土地转移类型主要以耕地向建设用地转移为主。(2)2000—2015年江汉平原景观生态风险时空演变差异显著,冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。生态风险聚集的高值区主要分布在江汉平原东南部洪湖市,低风险区主要分布在江汉平原西部当阳市及松滋市。(3)2000—2015年江汉平原低生态风险区面积呈现逐渐减小态势,从2000年的2 015.63 km²,较少到2015年的1 960.87 km²。中风险区面积呈现先增加后减少的态势,其中2005—2010年增加幅度最大,达到了2 061.26 km²。(4)2000—2005年江汉平原低生态风险重心整体转移不明显,主要集中分布在江汉平原西北部,较低生态风险重心转移空间跨度最大,向西转移了79.80 km。中风险区主要向东北方向转移,较高风险区和高风险区重心主要集中分布在江汉平原东南部洪湖市,且呈现向东北方向转移的趋势,其中较高风险区重心转移速度明显快于高风险区。本研究成果可为城市内部土地利用开发与景观生态风险评价提供科学依据和理论参考。     

松辽平原黑土区景观格局分析

从遥感技术特点出发,以黑土区为研究对象,运用景观生态学研究方法,在斑块类型水平和景观水平两个层次上选取10种景观格局指数对1990~2000年黑土区景观格局变化特点进行分析。结果表明:耕地是该区的主导景观类型;10年来耕地面积逐渐减少,建设用地和其他类面积均增加;区内各景观存在破碎化趋势。     

黄淮海地区大豆品种亲缘关系概势分析

黄淮海地区育成大豆品种的亲缘关系分析结果表明，７０．６％的品种分别归属于齐黄１号、莒选２３、新黄豆、徐豆１号、５８—１６１、晋豆１号、晋豆４号、科系８号、滑县大绿豆、商丘７６０８等２０个骨干系谱与小系谱。其中，有６１．９％的品种分布在前５个骨干系谱中。１０５个品种的细胞质来自于做为母本的莒选２３、齐黄１号、山东四角弃、５８—１６１、徐豆１号和科系８号，占育成品种的４７．５％。９６个品种的细胞核来自于做为直接杂交父本的５９０２、５９０５、徐豆１号、晋豆４号、野起１号、５８—１６１、滑县大绿豆、集体５号、铁４１１７、泗豆２号、Ｗｉｌｌｉａｍｓ、Ｃｌａｒｋ６３、Ｂｅｅｓｏｎ等１７个品种，占育成品种的４３．０％。分析结果也表明，莒选２３、齐黄１号、徐豆１号、５８—１６１、晋豆４号、Ｗｉｌｌｉａｍｓ、Ｃｌａｒｋ６３、Ｂｅｅｓｏｎ等品种具有较高的一般配合力，５９０２、５９０５、莒选２３、野起１号、集体５号、科系８号、齐黄１号、郑州１３５、泗豆２号、铁４１１７、５８—１６１、徐豆１号等品种具有较高的特殊配合力。黄淮海地区育成品种的亲缘关系较近，遗传基础狭窄，不利于高产稳产和防治病虫害。     

松嫩平原地下水位动态特征分析

选用松嫩平原地下水位多年动态监测资料,绘制地下水位动态曲线,论述松嫩平原不同地貌单元及不同含水层地下水位年际及年内动态变化特征,分析探讨影响地下水位变化的各种因素,指出人为因素是引起松嫩平原地下水位变化的重要原因之一.合理开发利用地下水资源,避免地下水位持续下降,可以有效保护松嫩平原地质环境.