采矿废弃地生态重建专家系统的研制与应用—以安太堡露天煤矿为例

根据黄土区大型露天煤矿开采引发的废弃地特征和重建的要求，综合采矿学，地貌学，农学，林学，生态学，环境学，经济学和社会科学等理论，研制开发了黄土区大型露天煤矿废弃地生态重建专家系统，系统由知识库，数据库，推理机，解释部分，人机界面等５个模块组成，包括指标体系２８个，推理条件７３个，推理规则１０１条，可实现太区生态景观嵌镶格局演变，矿区地貌重塑与土体再造，矿区新造地生产力恢复与提高的决策，规划，设计等３大功能。     

上海崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征及碳储量估算

土壤有机碳是地球陆地生态系统中最重要和活跃的碳库。上海崇明岛表层土壤碳密度及其碳储量的变化以其独特的地理位置在全球变化中具有特殊的作用。本研究采用上海崇明岛土壤普查数据和地统计方法,研究了崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征,及其不同土地利用方式下土壤有机碳密度状况和碳储量。结果表明,全岛大部分地区表层土壤有机碳密度在2～4kg/m2,平均2.89kg/m2,具有中等变异程度和空间相关性,变异系数和块金效应分别为0.3和0.32。农田和林地的碳密度较高,2002年崇明岛63%的土地面积为农田,其碳储量达到2571.43×106kg,占全岛表层土壤碳储量的71%,而3%为林地,其碳储量占总量的4%。不同用地类型面积的比例与其碳储量基本保持一致。从土壤类型分析,全岛土壤有机碳储量最多的是水稻土,占总储量的69.1%,其次盐土的碳储量占总量的24%。全岛总的土壤碳储量为3720.85×106 kg。因此,科学合理地利用土地,动态监测全岛表层土壤和生态系统碳循环的影响,特别是人类干扰下的土壤碳库的动态变化是建设崇明生态岛的重要内容。     

次生盐渍土高光谱特征研究

基于次生盐渍土修复过程中硝酸盐含量和同步实测光谱数据,针对原始光谱数据及其不同变换后7种光谱数据集,分别以相关系数极值和间隔偏最小二乘2种方法分析其最佳敏感波段范围。在此基础上,运用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)方法,分别基于全波段(400~1 650nm)和分析获得的最佳敏感波段建立了次生盐渍土壤NO-3含量的光谱反演模型。结果表明,采用2种方法提取的土壤最佳敏感波段,均集中在844.5和846.18nm;基于全波段与最佳敏感波段的土壤NO-3含量光谱反演模型,均以原始反射光谱经一阶微分处理的结果更为显著;其中,基于间隔偏最小二乘法提取的775~899和1 025~1 149nm为最佳敏感波段的预测模型,其决定系数R2p与标准差(root mean standard error of prediction,RMSEP)分别为0.962和0.057。该研究结果可为今后次生盐渍土中硝酸盐含量的快速无损检测提供重要的科学参考。     

作物缺水指数监测旱情方法研究

研究了在黄淮海平原旱灾监测中，通过遥感数字图象获得的数据和地面气象站资料估算农田蒸散进而计算作物缺水指数来监测旱灾的方法，以及为此而进行的对气象数据的最优插值处理，并发展确定最佳最优插值所需切值的线性插值模型，在ＧＩＳ的支持下实现了图象，图形，数据的一体化，实时监测结果表明，这种方法基本上达到准确，实时监测干旱的目的。