基于分维的多尺度植被空间格局分析

植被是一个地区植物群落的总体，是对于生态环境因素的综合反映。植被在空间上的分布是典型的分维数体，它在空间所有尺度上都有细节。在许多情况下分维数具有某种形式的自相似性，即它不随尺度的增加或缩小而变化，它独立于尺度。因此比较不同尺度上树种的空间格局与其对应的分维数值，可以对不同尺度上的空间格局有一个全面的了解。通过变异函数计算出的格局的分维数值可以描述不同尺度上空间格局的拓扑学性状和自相似性，可以很好地揭示植被的空间异质性。     

水土流失研究中尺度效应及其机理分析

空间尺度的大小对水土流失研究影响很大,尺度效应是地理分异规律和地理综合规律在时间和空间上的表现。随着尺度变大,研究对象内的综合性、概括性增强,研究对象之间的主导分异因子级别提高;随着尺度变小,研究对象内的分异性、多样性增强,研究对象之间的主导分异因子级别降低。在尺度变化的同时,水土流失规律、主要影响因子、评价方法等同时发生变化。水土流失研究的尺度效应,对水土流失与泥沙资料扩展应用,以及提高流域/区域等较大尺度水土流失量的评价与预测精度等尺度转换问题研究有重要意义。     

多尺度特征融合的柑橘冠层施药沉积量分类模型

针对传统农作物冠层施药沉积量分类模型分类准确率低、网络模型参数量大且运算速度慢的问题，该研究提出一种改进的SPP-Net-Inception-v4模型。该模型通过构建稀疏网络结构平衡各个模型子网间的计算量，利用3个Inception模块生成施药沉积量在柑橘冠层热红外图像的稠密有效特征数据；在模型的卷积层与全连接层间创新性接入空间金字塔池化网络（Spatial Pyramid Pooling Network, SPP-Net），进行一次历遍提取热红外图像特征信息，再通过空间池化操作融合3种池化方式提取的多尺度特征，实现柑橘冠层热红外图像施药沉积量表现特征的提取与融合。搭建多环境因素自主控制试验环境，模拟无人机低空采集柑橘冠层热红外图像，应用3个分类模型进行对比试验，试验结果表明，SPP-Net-Inception-v4模型与Inception-v4和ResNet-152两种模型相比，准确率分别提高1.58%和3.26%，模型大小分别降低13%和24%，表明SPP-Net-Inception-v4模型在降低模型规模的基础上，提高了柑橘树冠层施药沉积量分类的准确率，可为精准农业航空中无人机植保技术的进一步发展提供参考。     

草地植物多样性对人类干扰的多尺度响应

人类干扰是草地生态系统植物多样性变化的主要导因之一。植物多样性的形成依赖于一定空间和时间尺度上的生态系统结构与过程,只有在特定的时空尺度上才能充分表达其主导作用与效应。植物多样性的尺度特征和人类干扰的大尺度效应决定了草地植物多样性保护的复杂性和艰巨性。论述了不同尺度的草地植物多样性对放牧、旅游、刈割、施肥及开垦等各种人类干扰响应的方式、过程与生态后果,明确了尺度问题在研究中的重要作用,探讨了草地植物多样性在人类干扰下的变化导因与响应机制,以期为草地植物多样性的保护、合理利用及草地生态系统的可持续发展提供科学依据。     

牧草种植及贮藏技术

1牧草种植1．1地块选择1．1．1根据牲畜需要选择。根据不同牲畜的采食特点和饲喂量计算出牧草需要量,再根据牧草需要量合理安排种草面积。1．1．2根据土地类型选择。根据土地类型合理安排种植牧草种类,对良田良土及土壤条件较好的,选择生长快、产量高的一年生牧草;对四边地、果园地、坡耕地等土壤条件较差的选择多年生牧草。     

多尺度EGLSN的构建及耕地地力模拟研究

准确获得区域耕地地力是配方施肥的基础。本文依据景观生态学"过程、尺度与等级"原理,通过探索山西省耕地地力影响因素的等级与作用过程的控制范围,提出生态气候、地貌景观、利用措施、土壤条件、养分管理5个从大到小的不同尺度,构建了多尺度EGLSN(eco-climate,geomorphologic landscape,land usemeasure,soil condition,nutrient management)耕地地力模拟模型。根据山西省117个县(市、区)的土壤调查GPS采样点数据进行统计获得模型相关参数,应用多尺度EGLSN模型针对山西省北部的忻府区、中部的榆次区和南部的襄汾县3个典型区域,选择了积温、地形、地貌、平整措施等指标计算作物产量,进行耕地地力模拟。模拟结果误差检验表明,榆次区地貌景观尺度、利用措施尺度、土壤条件尺度、养分管理尺度模拟单产与土壤调查GPS点数据单产的标准根均方误差(NRMSE)依次为32%、27%、15%、4%,襄汾县4个尺度单产的NRMSE依次为35%、28%、13%、7%,忻府区4个尺度单产的NRMSE分别是31%、26%、14%、3%。忻府区、榆次区和襄汾县3个典型区域总产量相对生态气候尺度基准偏差的检验结果中,地貌景观尺度模拟精度分别为83%、80%和82%,利用措施尺度模拟精度为93%、90%和91%,土壤条件模拟精度分别是95%、95%和91%,养分管理尺度模拟精度依次达到96%、95%和93%。这一模拟方法适用于多尺度耕地地力模拟研究,可为大尺度耕地地力模拟及配方施肥提供借鉴。     

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

 区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。     

武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应初探

对武夷山风景名胜区景观类型空间关系及其尺度效应研究结果表明 ,景观类型空间关系存在尺度效应 ,尺度变化对破碎化程度高的景观类型空间关系影响较大 ,而对破碎化程度低的景观类型空间关系影响较小。研究景观类型空间关系时其取样尺度不宜太大 ,武夷山风景名胜区以 2 0 0m× 2 0 0m取样尺度最佳。武夷山风景名胜区景观类型空间关系特征为低海拔高度区呈现出以居民点为中心的由农田、河流等向周围扩散的干扰景观格局 ,而中高海拔高度区则呈以近成熟、成过熟林占优势的天然马尾松林为主体的人为干扰较小的天然景观格局     

不同样本尺度和分区方案的粮食产量空间化及误差修正

粮食产量数据空间化有助于粮食产量数据与其他自然、人文数据进行综合分析,但空间化过程中必然会产生误差。该文按照3种分区方案(全国不分区、全国分为7个区以及按省分区),选择3种尺度上(县级、地市级和公里网格)的总产及平均产量数据(即4种样本:县级粮食总产、县级平均粮食产量、地市级粮食总产、地市级平均粮食产量)分别为因变量,以对应的3种农田类型(水田、水浇地、旱地)面积数据为自变量,利用多元线性回归分析方法,得到15种空间化模型。采用两阶段误差分析方法,选取2个模型误差评价因子和5个空间化结果误差评价因子,对模型和空间化结果进行误差分析。结果表明:1)空间化过程中,模型精度与空间化结果的精度存在不一致性;2)对于采用同一样本的模型(常数项为0)而言,空间化结果精度随着分区方案的细化先提高再降低,而对于采用同一样本的模型(常数项非0)而言,空间化结果精度随着分区方案的细化而降低;3)在全国不分区和分为7个区2种情况下,空间化结果精度随着分析样本尺度的细化(从地市级到县级再到公里网格)先提高后降低。根据上述分析结果,最终以县级粮食总产为样本、常数项为0、全国分7个区建模的方案实现全国粮食产量数据空间化,并通过修正,得到2005年中国粮食产量公里网格分布图。该研究弥补了粮食产量空间化误差分析的不足,探寻了不同样本尺度和分区方案与空间化误差的关系,提高了空间化精度,同时对其他类型的社会经济统计数据空间化研究具有一定的参考价值。     

黄土高原水土保持减沙效益的尺度效应初步分析

收集了黄土高原64个不同大小流域的水土保持措施减沙效益的资料和研究成果,利用这些资料分析了随着流域尺度的变化黄土高原水土保持措施减沙效益的变化。统计分析结果显示,水土保持措施减沙模数随流域面积没有明显的变化趋势,单位治理面积减沙比与流域面积之间也不存在明显关系。