基于GPS和SMS技术的土壤养分水分速测系统的研究

为了满足精确施肥中对高密度、全面的农田土壤信息采集、数据无线传输和施肥决策的需要,本系统利用计算机技术和无线数传技术(SMS)对GPS、GIS和土壤养分水分速测系统进行有机集成.一方面通过AT891v55单片机,使差分GPS和土壤水分测定仪有机集成,实现土壤采样、水分测定、定位一体化;另一方面研制开发了集成针对石灰性褐土的速测值向常规值转换模型的土壤养分速测仪,并利用BENQ M22 SMS数传模块实现土壤养分速测系统与土壤养分管理决策系统的远程数据通讯和资源共享;同时利用Visual Basic和MapObjects控件集成GIS,实现具有空间属性的土壤养分数据可视化管理和分析处理.     

气候和土地利用变化对松华坝流域水资源的相对作用研究

以云南省滇池松华坝流域为研究对象,利用分布式水文模型(SWAT)探讨了气候和土地利用变化对河道径流和总氮的影响及对水资源变化的相对作用,模拟分析了气候变化背景下两者相对作用程度的变化。结果表明:气候是流域内河道径流变化的主要原因,贡献率为63.1%～96.6%。土地利用对河道径流变化的影响整体上偏小,但是差异较大;在降雨减少或不变时土地利用的贡献率为12.2%～36.9%,在降雨增加时贡献率为3.4%～5.2%。从土地利用类型的变化来看,耕地减少和草地增加可增加河道径流量,反之则减少。气候和土地利用变化都是影响水体总氮变化的主要原因,贡献率分别为68.2%和68.5%,而两者对水体总氮的影响在不同时期差异较大。当总氮数量变化较大,或者减少量超过40%时,土地利用的贡献率比较大,而当总氮负荷增加或者减少幅度较小时,气候的贡献率比较大。土地利用类型和总氮变化量之间的相关性分析表明,耕地面积与总氮变化显著正相关(r=0.814),草地面积与总氮变化显著负相关(r=-0.895),而林地面积与总氮变化相关性不显著。     

氮磷养分胁迫下小麦幼苗期生物学响应研究

为了阐明小麦苗期耐低氮、低磷胁迫的生物学响应特征,以矮抗58品种为试验材料,采用水培试验法研究了小麦在不同营养环境中(全营养、低氮胁迫、低磷胁迫)的地上部生物学特性(地上部干重、株高、叶面积)、根系形态学特性(最大根长、总根数、根系总长度、根系干重和根冠比)和根系生理特性(根系活力、根系吸收面积),以及小麦苗期氮、磷素吸收与根系形态之间的关系。结果表明,在低氮和低磷胁迫下,小麦的株高、叶面积、茎叶干重、含氮量、根系干重、总根长、总根数及根冠比均明显降低,其中低磷胁迫下根系干重、总根长及根冠比的下降幅度大于低氮胁迫,低氮下最大根长的增加幅度较低磷增加7.3%;在低磷条件下小麦的含氮量下降了57.7%。低氮、低磷胁迫下小麦根系的总吸收面积、活性吸收面积及根系活力均明显降低;正常条件下的小麦氮、磷素吸收量与根系形态指标之间相关性较差,在低氮和低磷条件下小麦的氮、磷吸收量与根系干重、总根长、总吸收面积、活性吸收面积及根系活力呈极显著正相关。总之,该小麦品种根系对低磷环境反应较为敏感,而对低氮胁迫具有较好的适应性,小麦通过改变根系形态增加对低氮、磷胁迫的适应。     

小波包-局部最相关算法提高土壤有机碳含量高光谱预测精度

高光谱遥感可以实现水稻土排水期有机碳含量的快速预测,但土壤反射率受多种噪声的影响,有机碳光谱信号探测受阻,预测模型性能低下,如何在去除噪声的同时最大限度地保持有机碳光谱信号十分重要。以原状新鲜水稻土为研究对象,采用Bior1.3小波系对反射光谱进行1~7层小波包变换,通过相关分析确定最大分解层;将原始反射率至最大分解层以内的各层光谱相关系数组成相关系数集,采用局部最相关算法(local correlation maximization,LCM)构造土壤有机碳最优光谱;最后基于最优光谱建立有机碳含量偏最小二乘预测模型并进行分析。结果显示:1)随着小波包分解层数的增加,土壤反射率与有机碳含量的相关性不断增强,到第6层达到最高,确定为小波包最大分解层;2)基于LCM构造的最优光谱比未去噪光谱平滑,比小波包去噪光谱保留了更多光谱细节;3)未去噪光谱、小波包去噪光谱和LCM最优光谱有机碳预测模型的验证决定系数分别为0.693、0.727和0.781,均方根误差为1.952、1.840和1.679 g/kg,残留预测偏差为1.85、1.97和2.17。小波包-局部最相关算法在去噪同时有效保持了土壤有机碳光谱信号,可提高水稻土有机碳含量高光谱预测精度。     

长三角地区农用地土壤肥力特征及综合评价——以朱林镇为例

为了解长江三角洲地区农用地土壤肥力特征,以常州市金坛区朱林镇为例,利用模糊综合评价模型与地统计学及GIS技术相结合的方法,分析朱林镇的土壤肥力特征并对其进行综合评价。结果表明:pH为中性,有机质、全氮、阳离子交换量适中,速效钾含量较低,有效磷含量丰富;除有效磷具有中等程度的空间相关性外其他肥力指标均具有强烈的空间相关性;Kriging插值结果显示的各土壤肥力指标空间分布图能够很好的反映肥力指标的空间分布及丰缺状况;模糊综合评价结果表明朱林镇整体肥力处于中等水平,且东部肥力高于西部,南部肥力达到一等水平,与土壤质地、土地经营方式、肥力科学管理及境内地势多为圩田有关。其结果可为镇域尺度土壤肥力的空间内插、制图和取样设计提供参考,也为长江三角洲土壤可持续利用、肥力的科学管理提供依据。     

多时相Sentinel-2A与SPOT-7影像在油菜识别中的差异

[目的]研究多时相Sentinel-2A识别种植结构复杂的小尺度区域中的油菜面积,获取高精度的作物分布信息。[方法]以多时相Sentinel-2A和一景SPOT-7数据为数据源,选取种植结构复杂的小尺度区农业区为研究区,构建不同特征向量组合,利用支持向量机(support vector machine,SVM)的方法提取油菜种植面积。[结果]通过对比分析基于不同特征向量组合的油菜识别精度,利用一景油菜最佳识别期内的Sentinel-2A影像可以得到高达89.1%的制图精度和92.1%的用户精度;添加油菜最佳纹理特征后,多时相Sentinel-2A数据的制图精度与用户精度分别提高了2.9%和2.5%,仅比SPOT-7影像的识别精度低了1.7%和2.1%,2种数据的油菜提取精度差异进一步减小;Sentinel-2A与SPOT-7数据油菜最优分类结果对比后,一致性精度和Kappa系数分别为93.3%和0.89。[结论]多时相Sentinel-2A数据可以很好地识别种植结构复杂地区的油菜,加入最佳纹理信息能够提高油菜的识别精度;Sentinel-2A可以广泛应用于小尺度区域作物分布信息的快速提取。     

小麦氮、磷胁迫响应基因研究进展

氮、磷不足会对小麦的生长发育带来严重影响。寻找和鉴定小麦氮、磷胁迫的响应基因,对养分高效品种的选育具有重要意义。主要从miRNA(microRNA)、LBD(Lateral organ boundaries domain)、MAPK(Mitogen-activated protein kinase)等基因方面综述了小麦氮胁迫响应基因,从bHLH(Basic-helix-loop-helix)、CDPK(Calcium-dependent protein kinase)、MAPK等基因方面综述了磷胁迫响应基因,指出了当前研究中存在的问题,并对今后小麦氮、磷胁迫响应基因的研究进行了展望。     

山东省耕地变化与人口增长及经济发展间的关系初探

选择GDP增长率、人口增长率和耕地面积减少率作为主要分析指标,分析了1978—2000年山东经济增长,人口增长和耕地面积减少之间的关系,并选用1991—2000年的数据以市为单位探讨了区域差异。发现改革开放以来的20几年,耕地面积大量减少的时间和经济过热的增长阶段基本同步,具体受固定资产投资规模的牵动。认为经济增长是耕地面积减少的主要宏观驱动因子。     

DEM构建过程质量控制

提高DEM精度,控制其质量是DEM构建者和使用者共同关心的问题。从如何减少DEM构建过程中的人为误差入手,对数字化过程中容易出现的人为误差进行了总结,指出相应的改进方法,并提出一种简便易行的快速检查DEM中错误的办法,对于指导生产实践有一定意义。     

长期施肥对红壤不同形态碳的影响

长期定位施肥对红壤不同形态有效碳的影响试验研究结果表明,与对照相比,长期施肥后红壤不同形态有效碳均有不同程度提高,且全C、矿化碳的变化为厩肥>绿肥>稻草秸秆肥>本田还田>对照,易氧化碳、C库管理指数(CPMI)、C素有效率的变化为绿肥>稻草秸秆肥>厩肥>本田还田>对照,微生物生物量C变化为绿肥>厩肥>稻草秸秆肥>本田还田>对照,绿肥和稻草秸秆肥可有效改善土壤肥力及理化性状。C库管理指数与土壤养分因子量相关或极相关关系,反映了农业生产措施对土壤C库的影响,可运用其评估土壤C库的变化。