关中地区夏玉米抽穗期叶绿素含量的高光谱估算

[目的]利用高光谱数据进行叶绿素估算,为快速获取作物的生长信息、生长诊断及精确管理提供依据。[方法]基于陕西省关中地区抽穗期夏玉米冠层光谱特征及叶绿素含量的测定,运用线性及非线性分析方法建立了基于原始光谱敏感波段和一阶微分光谱敏感波段叶绿素估算模型。[结果]夏玉米抽穗期反射光谱在可见光及中远红外区域,叶绿素含量越高,光谱曲线越向下偏移;在红边区域,叶绿素含量对光谱曲线影响不显著;在近红外波段,叶绿素含量越高,光谱曲线越向上偏移。基于一阶微分光谱敏感波段的夏玉米叶绿素含量估算模型拟合精度要优于基于原始光谱敏感波段估算模型,决定系数R2分别为0.81和0.60,均方根误差(RMSE)分别为2.39,4.41。[结论]基于一阶微分光谱敏感波段建模分析是估测抽穗期夏玉米冠层叶绿素含量的重要方法,对指导西北地区夏玉米种植与生产具有积极的借鉴意义。     

高寒地区人工植被恢复对风沙土区土壤理化性状的影响

通过对青海省沙珠玉治沙站人工植被恢复不同土壤发育阶段土壤理化性状的研究,结果表明,人工植被恢复对荒漠化土壤具有很好的改善作用,随着流动沙丘被固定,机械组成中砂粒逐渐降低,粘粒和粉粒逐渐含量逐渐提高,土壤有机质和养分含量及CEC逐渐提高,土壤pH值变化不大,碳酸钙只是在表层升高。已经发生荒漠化的地区恢复到正常土壤需要的时间相当长,因此人们应减少人为因素对荒漠化的影响。     

基于Geo-D的陕西省STN空间变异因子交互影响

以陕西省为研究区,应用地理探测器模型,揭示了不同气候区域土壤全氮（STN）空间变异与自然、人文环境的内在联系。结果表明：陕西省STN表现出中等变异强度,平均含量为0.91g/kg。STN含量总体呈现南高北低的特性,秦巴区STN平均含量最高,为1.40g/kg;蒙中区最低,为0.37g/kg。整体上,STN含量变异受自然因素影响程度高于人文因素。其中,土壤有机质含量的单因子影响力最大（q为0.63~0.86）,其次为县级行政区划（q为0.13~0.67）。其它因素中,陕西省市级行政区划、日照时长单因子影响力较大,q均达到0.50以上;秦巴区与蒙中区土壤亚类影响力最大（q为0.22~0.30）;渭河区市级行政区划单因子影响程度最高（q为0.31）;晋陕甘区与蒙东区影响力最大因子分别为化肥施用量（q为0.47）、有效磷含量（q为0.26）。各因子对STN含量变异存在交互作用,交互影响力较单因子有所提升,表现出互相增强或非线性增强效应。     

基于光谱变换与SPA-SVR的玉米SPAD值高光谱估测

叶绿素含量快速、无损监测是评估玉米生长状态有效方式之一.以抽雄期玉米为研究对象,研究原始光谱、普通一阶导数光谱、间隙一阶导数光谱、开平方根光谱以及连续统去除光谱的特征波段以及5个传统植被指数与玉米叶绿素含量之间关系.对比分析不同模型(单因素回归模型、结合连续投影与多元线性回归、支持向量回归模型)对抽雄期玉米叶绿素含量预测能力.结果表明,光谱变换可增强特征波段与SPAD值相关性,同时还增加敏感波段数量、提升建模精度;连续投影算法对特征降维效果明显,各类多元模型最优光谱参数为5～9个;各类型光谱下均为多因素模型精度优于单因素模型.其中,基于普通一阶导数光谱的支持向量回归模型为最优模型,其建模R2与验证R2分别达到0.92与0.90.光谱变换在反演玉米叶绿素方面有较大潜力,连续投影与支持向量回归结合可产生较好建模效果.     

汉中盆地耕地土壤有机质的空间特征

【目的】研究汉中盆地耕地土壤有机质的空间自相关性、空间变异特征以及空间分布规律。【方法】根据地貌特征,以位于汉中盆地中部的平坝区作为研究区,于2010-2011年共采集土样3 568个,测定土样有机质含量,对获得的有机质含量原始数据进行处理后,综合运用传统统计、地统计和地理信息系统技术,研究汉中盆地耕地土壤有机质空间特征。【结果】研究区耕地土壤有机质含量为7.20~38.00g/kg,平均值为21.53g/kg,变异系数为24.48%,属中等强度变异;研究区耕地土壤有机质为空间聚集式分布,呈显著的正空间自相关,空间自相关尺度为4.70km;耕地土壤有机质含量的块金系数为0.55,表现为中等强度空间相关性;研究区61.13%的耕地土壤有机质含量较高(≥20~<30g/kg),整体分布格局为西高东低、南高北低,其中自东北向西南方向土壤有机质含量呈增加趋势。【结论】研究区大部分耕地土壤有机质含量较高,能够满足农作物生长的需要。     

风蚀水蚀交错区黄土粘土矿物特征及环境意义

为理解风蚀与水蚀过渡区黄土的形成特征,采用X射线衍射分析方法,对风蚀水蚀交错区不同黄土剖面的粘土矿物特性及其环境意义进行研究。结果表明:风蚀水蚀交错区黄土粘粒的矿质元素组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO为主,Sa、Sf和Saf分别变动于3.33~6.83,16.71~35.94和2.99~5.58之间,盐基指数ba大部分在0.5~0.8之间,黄土成土过程中没有硅、铝、铁等氧化物的迁移和富集,土壤风化仍然以由粗变细的物理风化为主,化学风化仍然微弱。水蚀风蚀交错区黄土粘土矿物组合与典型黄土一致,以伊蒙混层矿物为主,占50%~55%,其次为伊利石,高岭石稍低,但由于经常处于扰动状态,剖面不同层次之间具有一定的差异。这种粘土矿物组成预示着矿物的形成处于温带半湿润-半干旱的气候条件,土壤发育过程还处于幼年性阶段,并有局部向脱钾阶段过渡,但未达到黄土高原主要土壤的脱钾阶段。     

连续不同施肥对土壤团聚性影响的研究

通过对乾县试区土壤定点培肥试验地土壤团聚体及微团聚体的分析测定,得出连续不同施肥水平下的土壤有机质含量、各级团聚体及微团聚体数量与组成差异明显。与对照相比,随着施肥水平的提高,土壤有机质、１０－２５０μｍ微团聚体和〉０．２５ｍｍ团矛体不断增加,〈１０μｍ的微团聚体含量有下降趋势;土壤分散系数减小,结构系数增大,土壤容重降低;特别是施高量有机肥或有机一无机配施,更有利于土壤中较大粒径团聚体的形成和土     

中国西部生态环境建设

中国西部水土流失,荒漠化严重,生态环境脆弱,不仅制约了该区域社会经济的健康发展,而且波及全国。因此,建设生态环境,加快西部开发,是我国当前及将来发展的头等大事。在区域治理工作经验的基础上,结合前人成果和当地实际,讨论了西部生态环境建设的指导思想,原则以及指标,并提出了相应的治理项目基础理论和开发研究内容,从宏观上结构了生态环境建设中的“产学研”初步框架。     

农牧交错带植被恢复对土壤物理性质的影响

以地处毛乌素沙地南缘的榆林市沙生植物园植被恢复30a的10种植被类型下土壤为研究对象,对不同植被类型下土壤物理性质进行了对比分析。结果表明,植被恢复可以改善土壤物理性质,与流动沙地相比较,植被恢复后表层土壤容重降低了0.1~0.5g/cm3,土壤总孔隙度提高了1%~10%,土壤颗粒组成虽然仍然呈现砂粒占绝对优势,但明显表现出细化的趋势,1~0.25mm含量明显降低,其它粒级含量呈不同程度的升高。不同植被类型对土壤的改良作用差异显著,灌木对土壤物理性质的改良作用优于草本和乔木,其中柠条较其它植物种类可更好地改善土壤物理性状。     

棉花冠层叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性

【目的】研究棉花冠层叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性,建立叶绿素含量估算模型。【方法】2014年,以鲁棉研28号为研究对象,测定不同施氮水平和生育期棉花冠层叶片叶绿素含量及350~2 500nm光谱反射率,以棉花冠层高光谱反射率与冠层叶片叶绿素含量为数据源,在分析叶绿素含量与原始高光谱反射率(R)、一阶导数光谱反射率(DR)、光谱提取变量和植被指数相关性的基础上,采用一元线性与多元逐步回归的方法构建了叶绿素含量估算模型,并对从中筛选的6种棉花冠层叶片叶绿素含量估算模型进行精度对比。【结果】1)棉花冠层叶片叶绿素含量在反射光谱766nm处相关系数达到最大值,相关系数r=0.836;对于一阶导数光谱,叶绿素含量的敏感波段发生在753nm处,r=0.878;2)以9种光谱提取变量与8种植被指数为自变量,建立叶绿素含量的估算模型,筛选出的特征变量为红边面积(SDr)、绿峰与红谷的归一化值((Rg-Rr)/(Rg+Rr))、绿峰幅值(Rg),仅采用8种常用植被指数建立估算模型,筛选出的变量为比值植被指数(RVI);3)所建立的6种模型中以基于一阶导数光谱反射率建立的多元逐步回归估算模型精度最高,均方根误差(RMSE)为1.075,相对误差(RE)为2.22%,相关系数(r)为0.952。【结论】采用原始光谱、一阶导数光谱、光谱提取变量及植被指数均可对棉花叶绿素含量进行监测,其中基于一阶导数光谱的多元逐步回归模型对叶绿素含量的估算效果最优。