基于3S技术的东洞庭湖湿地植被的分布与适应性分析

利用2010年环境一号卫星影像提取东洞庭湖湿地植被分布图,依据同时期的MODIS13数据合成增强植被指数（EVI）年最大值图与年平均值图,结合东洞庭湖高程,讨论东洞庭湖湿地植被及其生物量空间分布,并从水文因素及植被生长特性等方面分析其原因,推论出芦苇与湖草等植被的最适宜生长区域.结果说明,东洞庭湖植被及其生物量分布与高程及水环境有很大的相关性,在高程30 m以上且远离水域区域,主要生长着对水分要求不高的防护林;芦苇适合生长在27 m高程以上且靠近水域的区域,湖草适合生长在高程为23~27 m间的区域.     

基于GIS的南方红壤丘陵区小流域汇流网络提取研究

以南方红壤丘陵区宝洞峪小流域作为实验样区,在地理信息系统技术空间分析和水文分析模块的支持下,采用不同分辨率的DEM为基本信息源,探讨了汇流阈值与汇流网络密度间的定量关系.研究结果表明:汇流阈值与汇流网络密度呈定量统计关系.经过对所得数据的回归分析.得出了汇流阈值与汇流网络密度的定量回归模型,其中系数6呈较明显的空间分异特征并随着DEM精度的变化而变化.还提出了一种基于栅格个数的汇流网络密度计算方法,通过在实际研究中的应用,表明该方法可以有效地应用到汇流网络结构研究中.     

红壤坡地生态系统土壤入渗特征比较研究

以亚热带红壤区6个典型坡地生态系统为研究对象,采用盘式负压入渗法,系统研究了红壤的入渗过程、特征及其与土壤主要理化性质的关系.选择的生态系统包括:农田(包括缓坡农田和陡坡农田各一块)、草地、灌丛、茶园、常绿落叶阔叶混交林、油茶林等.结果表明:各生态系统土壤入渗率随时间的变化均可拟合为幂函数形式.不同生态系统稳定入渗率变化范围为0.024～0.080 mm/min,其中农田和油茶林的稳定入渗率较大,草地和茶园的最小.稳定入渗率与土壤容重及初始含水量呈显著负相关,而与孔隙度呈正相关.入渗过程主要受孔隙度和黏粒含量的影响.土壤有效孔径和宏观毛管长的变化范围分别为0.064～0.179 mm和41.5～128.2 mm,但统计显示其与土壤主要理化性质之间的相关性均不显著.     

县域水土保持区划方法的问题与改进

在中国水土保持区划近70年的发展历程中,其方法不断完善,突出表现为"3S"技术和数理模型的应用、经济和生态学概念的引入,但仍存有问题:定量方法选用的指标冗杂、部分指标间共线性强、尺度差异未体现;定性因子考虑不足,指标数据实际含义削弱,仅作为数值被计算;生态系统服务功能的融入只体现在区划工作结束后,无法影响区划过程。针对此,依据已有区划实践和相关理论,提出县域尺度水土保持区划方法的优化设计方案:构建水土流失危险性、土壤侵蚀态势、水土保持能力的三维指标框架,选用坡度、植被覆盖率、人口密度、土地利用强度、生态系统服务功能、土壤侵蚀综合指数、资金/技术投入、交通通达度和水保工作积极性共计9项指标,结合定性分析将每个评价单元按其不同的三维组合类型划分到不同的水土保持区。     

南方红壤丘陵区土壤侵蚀-沉积作用对土壤酶活性的影响

土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制,有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征,揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系,并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明:沉积区绝大多数土层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次,侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层(0~30 cm)土壤表现较为明显,随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系(p0.01)。此外,偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子,其解释量达7.5%,侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。     

改性沸石改良底泥对土壤中微生物生物量碳及酶活性的影响

为了减小底泥中重金属的活性,实现底泥回田再利用,以洞庭湖重金属污染底泥为实验对象,探究以Na Cl和壳聚糖改性沸石改良的底泥对土壤中微生物生物量碳和生物酶(脲酶和脱氢酶)活性的影响。实验结果表明,两种沸石改良底泥添加后,土壤中水溶态金属浓度减小。Na Cl改性沸石处理组(沸石/底泥质量比3/7)和壳聚糖改性沸石处理组(沸石/底泥质量比1/9、3/7和6/4)中微生物量碳含量增加,微生物量C/N比最大提高至原来的2.8倍。壳聚糖改性沸石添加底泥对土壤生物酶影响较Na Cl改性沸石明显,土壤脲酶和脱氢酶活性随壳聚糖改性沸石投加量的增加而明显提升,壳聚糖改性沸石最大投加量组中(6/4)脲酶和脱氢酶活性较对照组分别增大1.1、1.6倍。     

湿地变形菌门甲烷氧化菌群的缺氧能量代谢

甲烷氧化菌以甲烷作为碳源和能源，在全球甲烷平衡和温室效应控制中扮演着重要角色。甲烷生物氧化过程跨越不同氧化还原生态位，近年来的研究表明，在湿地缺氧生态位下变形菌门甲烷氧化菌具有代谢潜力，但其能量代谢机制尚不清楚。本研究基于生物电化学技术、矿物学实验及微生物组学方法，结果表明变形菌门甲烷氧化菌主导的菌群具有直接和间接胞外电子传递潜力；在氧气耗尽时，甲烷氧化菌群可利用水铁矿作为电子受体完成能量代谢过程，缺氧体系中γ-Proteobacteria纲的甲烷氧化菌和非甲烷氧化微生物共同驱动铁矿还原。本研究探讨了变形菌门甲烷氧化菌主导菌群的缺氧能量代谢过程，拓展了反硝化厌氧甲烷氧化菌及厌氧甲烷氧化古菌主导的缺氧甲烷氧化理论，为甲烷生物控制提供了理论支持。     

基于SQL Server+ SDE的综合农业环境数据库建设机制优化研究

针对现阶段我国精准农业和数字农业发展的需求,整合当前较为先进的空间数据库引擎技术、数据库技术和3S技术等技术手段,研究提出建设区域性综合农业环境数据库的优化技术组合理论,并在此基础上进一步提出区域性综合农业环境数据库的性能优化策略,同时给出了数据库部分实例功能与整体效果评析。研究结果表明:基于Ice混合层次空间数据库引擎+SQL Server 2000农业环境数据库建设技术理论,在针对农业环境数据信息自身特点的基础上,优化了基于关系型数据库管理系统的农业数据统一存储机制,提高了结构化与非结构化农业环境信息数据间的协调性能与互操作性能;基于Ice混合层次空间数据库引擎、优化空间数据模型的运用,也为区域农业环境信息的深度挖掘与高效管理提供了理论与技术支持。     

红壤缓坡地径流与土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响

探明坡面径流和土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响,对于研究土壤有机碳固定和区域碳循环有重要作用。该文通过野外径流小区模拟降雨试验研究不同雨强(30~100 mm/h)和耕作条件下(翻耕和免耕)土壤有机碳流失过程及其与坡面径流和土壤可蚀性的关系。结果表明,坡面产流过程对泥沙态有机碳流失过程具有明显影响,除大雨强条件下泥沙态有机碳流失速率在10~30 min呈现短时间峰值外,各径流小区泥沙态有机碳流失过程与坡面产流过程总体变化趋势基本一致,均表现为产流开始后,其流失率随降雨历时延长而增加,而后逐步趋于平稳,但坡面产流过程对径流有机碳流失过程无明显影响;坡面径流率大小影响土壤有机碳流失,坡面径流率变化能解释80%土壤有机碳流失的变化,坡面径流率与土壤有机碳流失呈线性正相关关系,且坡面径流率对泥沙态有机碳流失的影响比其对径流有机碳流失的影响更明显;土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响是非线性的,且土壤可蚀性指标越大,土壤有机碳流失率越大,但土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响存在有限性。坡面径流和土壤可蚀性是土壤有机碳流失的重要影响因素。     

洞庭湖区农业环境信息数据库建设研究

针对当前洞庭湖区农业环境信息组织相对滞后的现状，基于ArcSDE+SQLServer2000的数据库构建理论，结合对洞庭湖区各类农业数据源进行标准化的数据整理分析与质量控制，阐述了基于优化构建理论为支撑进行综合农业环境信息数据库设计及实现的方法.研究结果表明，优化理论为区域性农业环境信息数据库提供了全套完整的数据存储与管理机制，在海量数据组织、复杂格式数据存储和数据互操作等核心技术问题上获得了优化，从而为区域性农业环境数据库建设提供了相对规范化与更加高效的理论与技术参考.