反硝化细菌法测定土壤NO2--15N丰度的方法优化

NO₂^-是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO₃^-或NO₂^-的¹⁵N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO₂^--¹⁵N丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO₂^-样品的¹⁵N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7～8d缩短至12～15h。高纯N₂或He气吹扫0.5h均能有效去除O₂和空白杂质氮,但N₂吹扫成本更低。转移N₂O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密...     

多源土地覆被产品在长三角地区的一致性分析与精度评价

土地覆被数据是全球环境问题,人类活动对生态系统影响评估等相关研究的重要数据源。近年来国内外生产了众多全球尺度或国家尺度上的土地覆被数据集,这些数据集在应用于特定区域研究时精度的可靠性以及多源数据集间的一致性对数据集的选择有着重要意义。该研究以长三角为研究区域,采用混淆矩阵、构成相似性分析和空间一致性分析等方法,对CCI_LC、FROM-GLC、GLC_FCS30、GLCNMO、GlobeLand30和CGLS_LC6种土地覆被数据集进行了基本精度验证及一致性分析,并探讨了面向不同用户需求的土地覆被数据产品的适用性。结果表明:CCI_LC、FROM-GLC、GLC_FCS30、GLCNMO、GlobeLand30和CGLS_LC在长三角地区的总体精度分别为76.89%、78.42%、84.67%、74.26%、80.61%和85.43%;产品间土地覆被类型面积估算的相关系数均大于0.9;FROM-GLC、GLC_FCS30和GlobeLand30三套产品对长三角地区65.51%的土地分类有完全一致性,产品间一致性分别为72.23%、77.99%和76.41%。6种产品对于广泛分布且占研究区大部分面积的耕地、林地、水体和建设用地具有较好的分类精度,湿地、裸地、灌丛和草地分类结果较弱,需要辅助其他数据产品使用。结合地形地貌分析来看,长三角地区土地覆被分类精度整体受地形起伏影响较小,但丘陵密布的浙江省的部分区域受地形影响出现了分类不稳定的情况。从城市发展的角度看,长三角地区土地覆被分类精度受到城市经济发展活跃程度影响。面向用户应用需求来看,耕地类型上CGLS_LC数据具有最优表现,林地和建设用地类别上GLC_FCS30和CGLS_LC具有相近的优秀表现,而水体类别则是FROM-GLC数据更具有优势。     

基于面向对象数据库的空间数据管理

当前,关系型数据库与面向对象程序设计语言之间不匹配,造成了数据存取效率低下.为此,提出一种基于面向对象空间数据库的空间数据管理方案.分析现有的空间数据类型,设计矢量空间数据结构、栅格空间数据结构和影像数据结构分别表达矢量、栅格和影像数据,并阐述了矢量、栅格和影像数据的面向对象数据库管理方案.基于开源的面向对象数据库db4o,开发了空间数据管理原型系统,实现了矢量、栅格和影像空间数据的一体化管理,并对空间数据进行可视化.因此,基于面向对象数据库能够实现多源、异构的空间数据管理.     

基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟

目前普遍使用的基于SWAT(soil and water assessment tool)模型的分布式建模方法仅适用于山地、丘陵等高差较大的地区,对于具有复杂水文结构特点的平原河网区尚无有效的解决方案。该文选择太湖流域湖西区作为研究区,基于SWAT模型探索出一套完整的针对平原河网区的分布式建模方案。该方案采用概化、打断的方式将交叉、环状河网处理成单一的枝状河网,采用按河道分流比例跨子流域调水的方式来还原原始河道的传输过程,采用添加"虚拟水库"的方式来模拟人工圩区内外的水量交换。通过对太湖湖西区2008-2010年的月均径流量进行模拟验证,根据模拟值和观测值计算的荣登桥、胡家圩及宜兴3个水文站的相关系数r和纳什(Nash-Sutcliffe)系数Ens分别为0.94、0.95、0.93和0.84、0.80、0.67,说明了这种建模方法在平原河网区具有较好的适用性。     

基于领域知识和规则库的空间数据库质量检查———以土地集约利用评价数据库为例

在全面分析和归纳影响空间数据库质量主要因素的基础上,提出了基于领域知识,从元数据、图形拓扑关系、属性、图属关系等方面,建立空间数据库质量描述的规则库,构建通用的空间数据库质量检查模型,以提高空间数据库质量的检查效率.利用该模型开发了开发区土地集约利用评价数据库质量检查系统,有效保证了开发区土地集约利用评价数据库的质量.     

基于TM遥感影像的南京市水体信息提取

以南京市TM遥感影像为例,利用HOT最优云监测变换方法对遥感影像进行薄云的去除,然后通过分析典型地物在不同波段的光谱特征,引入多波段组合（TM2＋TM3）/（TM4＋TM5）并辅以单波段（TM5）阈值的方法对南京市的水体信息进行了提取。     

基于农业气象模型的农作物单产估算——以湖北省中稻为例

先对气象数据进行空间插值处理,然后通过作物单产区划选择代表性的模拟县,根据模拟县历年作物单产的变化趋势得到作物波动产量,并对波动产量和气象因子进行相关性分析,提取与作物单产相关性最大的气象因子,建立一元线性或多元回归方程,估算作物产量,将估算结果与实际统计结果进行比较。结果表明,作物单产估算结果与统计数据的误差为-7．74％～9．80％。     

侵蚀环境下植被恢复的水文效应分析——以江西兴国潋水流域为例

为探讨植被恢复的水文响应程度,选择江西兴国县潋水河流域为典型区,利用多年径流和泥沙观测数据,通过统计趋势分析和模型模拟手段,对潋水流域长期的水沙变化特征以及植被恢复前后的产水和产沙特征进行了分析。借助SWAT水文模型设置3种土地利用情景,分析径流量和产沙量对土地利用变化的响应程度。结果表明:1975—2015年来,土地利用的总体变化趋势是林地面积持续增加,耕地和未利用地面积明显减少;流域内多年平均径流量减少趋势不明显,但植被恢复后产沙量呈现显著下降趋势;植被恢复前后两个时段最大月径流量和产沙量均明显减少。3种情景年模拟的多年平均径流量变化率不超过1%,但对产沙量影响较大,尤其是情景年2015年比2002年的平均泥沙总量减少了57.6%,最大月产沙量比2002年情景年模拟值减少50%。潋水流域案例表明,以植被恢复为主要手段的小流域治理,在流域水土保持效用上成效显著,产沙量在2008年发生突变说明剧烈侵蚀环境下植被恢复工程真正发挥水土保持作用至少需要20年时间。     

甘肃省NDVI时空演变特征及其与区域气候的响应

利用2001—2015年的MODIS-NDVI遥感数据,基于ENVI和Arc GIS空间分析技术定量探讨甘肃省的植被覆盖在研究期内的时空变化特征。按自然地理区域将甘肃省分为3个部分,与同期的气温、降水数据相结合,研究植被覆盖变化与区域气候之间的响应关系。结果表明:1)2001—2015年间,甘肃省整体植被覆盖以每年0.004 1的速率呈上升趋势,表明在研究期内甘肃省的植被覆盖有所改善,但在空间上存在明显的差异性;2)2001—2015年甘肃省的年降水量呈下降趋势,年平均气温呈上升趋势,但变化速率都较低,表明研究期内甘肃省的干热化趋势有所缓和:3)植被覆盖与降水呈正相关,与温度呈现负相关,在区域尺度上降水对植被覆盖影响要大于温度。     

基于Segformer网络的地块尺度作物种植结构精细化识别与分类

防止耕地“非粮化”、稳定粮食生产是中国粮食安全的基石。为实现地块破碎化地区作物类型及种植结构精细化识别和分类,本研究以江苏省泰兴市为研究区,基于高分辨率遥感影像和多尺度融合特征显著的Segformer语义分割模型,实现地块尺度的耕地信息精细化提取;同时结合多源遥感数据构建主要植被类型归一化植被指数(NDVI)时序曲线及植被生长关键时间节点的光谱反射特征,开展地块尺度的作物种植结构分类。结果表明：基于Segformer模型的分割方法可有效识别耕地,F1系数达92.4%;基于主要植被类型多时相NDVI时序特征及植被生长关键时间节点光谱反射特征的作物种植结构分类方法能够实现地块尺度的种植结构分类,总体分类精度达82.38%。因此,本研究建立的方法可有效实现地块尺度耕地信息的精细化提取及种植结构识别和分类,为耕地保护提供技术支持。