农作物低温冷害监测评估及预报方法评述

对作物冷害指标、风险及损失评估、监测和预报,以及近年来业务化应用的研究成果进行总结和归纳,比较了这些领域新老研究方法的优缺点.重点介绍3S技术和作物模型在这些领域的应用.探讨了遥感温度反演与冷害监测相结合的可行途径,作物模型用于区域冷害损失评估所需的尺度转换及相应冷害模块添加等问题.明确了新技术与冷害研究相结合过程中需要重点考虑和解决的关键技术难题.可为冷害研究的技术革新提供参考.     

基于二维光谱特征空间的土壤线自动提取算法

土壤线是在二维光谱空间中土壤纯像元光谱反射率按照大小排列而成的直线,它综合反映了具有不同水分条件的土壤含水状况,对于了解土壤和植被的理化性质和生态特征有着重要的意义。由于土壤线采用手工描绘效率低,因人而异,致使涉及土壤线的模型在业务化应用和推广中受到限制。为此,提出了一种土壤线自动提取算法,以及算法实现的流程和步骤,利用该算法可以基于遥感影像构建的二维光谱特征空间自动提取土壤线参数。通过时间序列和实际估算2种方法分析了算法的性能,发现在提取土壤线参数上具有较好的稳定性和精度,时间序列内提取土壤线斜率的平均偏差小于0.1,与实际估算的土壤线斜率偏差也很小。该算法已被应用于农田干旱监测模型PDI、MPDI和SPSI的土壤线自动提取运算中。结果表明,在保证模型精度的前提下,自动算法有效地提高了模型运算的效率,对农业干旱模型的业务化推广有实际的应用价值。     

中国农业工程建设标准体系构架研究

农业工程是现代农业的重要内容之一,农业工程建设标准是贯彻落实农业工程建设目标的技术手段,农业工程建设标准体系是农业工程建设和标准制修订以及农业工程建设标准化的纲领性文件。该文在分析中国标准体系和工程建设标准体系研究的基础上,首次提出了中国农业工程建设标准体系构架,认为农业工程建设标准体系的构成应遵循统筹兼顾、逐项突破等原则,涵盖农田基础设施建设工程、农产品生产能力建设工程和农业生产辅助设施建设工程。农业工程建设标准体系构架可用层次结构和三维坐标来表示,从而为指导农业工程标准化建设提供依据。     

树儿梁小流域降雨及输沙特性分析

树儿梁流域地处黄土丘陵沟壑区,为黄土高原第一批小流域坝系示范工程。2006-2010年进行了为期5 a的汛期降雨量、径流量和输沙量观测,结果表明:5-10月的平均降雨量为370.4 mm,径流量为18.97万m3,输沙量为5.78万t,年际变化均比较大;水土流失量总体上呈明显的下降趋势,淤地坝工程对控制径流、泥沙发挥了重要作用。     

基于Petri网的棉花图像处理系统模块化设计方法

图像处理在农业领域中的应用十分普遍,但要做到对图像实时处理的同时降低用户的使用成本是该领域的难题。该文以棉花图像处理系统为例,提出一种基于图像处理系统模块化设计方法,首先划分图像处理系统功能模块,基于Petri网模型构建顶层控制器;然后将Petri网模型图转换为VHDL语言文件,并在QuartusII环境中进行仿真验证;最后以底层模块中的图像分割模块为例,说明系统的并行性。这种基于Petri网的全局异步的设计方法,可以降低图像处理系统设计与调试的难度和对时序的要求。     

氮肥后移对引黄灌区水稻产量和氮素淋溶损失的影响

通过田间小区试验研究在优化施肥条件下氮肥后移技术对引黄灌区水稻籽粒产量和氮素渗漏淋失量的影响。结果表明:与农民常规施肥处理(N300)比较,氮肥后移各处理在氮素投入降低20%的基础上水稻产量没有降低,显著提高了氮肥利用率,N240/3处理的氮肥利用率达到40.5%,比N300处理提高了8.8%。田面水中TN和NH4+浓度施肥后1～3d达到最大,而NO3-极大值出现在施肥后3～5d内,之后逐渐降低,施肥后的前9d做好水肥管理是防止氮素流失的关键时期。N300处理氮素渗漏淋失主要发生在分蘖期,氮肥后移处理主要发生在分蘖期和孕穗期,TN渗漏淋失量在29.78～44.51kg/hm2之间,N240/3处理TN淋失量比N300处理降低了33.1%;氮素淋失形态以NO3-为主,占TN淋失量的74.14%～79.44%。综合考虑水稻产量和环境效益,氮肥后移技术N240/3处理可作为一种资源节约和环境友好的施肥技术在水稻种植上应用。     

甘南尕海不同湿地类型土壤物理特性及其水源涵养功能

通过对甘南尕海4种湿地类型的土壤物理性状和水源涵养功能的研究,结果表明:不同类型湿地的土壤颗粒组成、土壤容重和土壤孔隙度差异明显,且均随土壤深度的增加呈现波动性变化。土壤平均粗砂粒含量为草本泥炭地(63.00%)>永久性沼泽湿地(46.47%)>高山湿地(37.60%);细砂粒为高山湿地(62.40%)>永久性沼泽湿地(53.53%)>草本泥炭地(37.00%)。永久性沼泽湿地(0.49g/cm3),高山湿地(0.90g/cm3)和亚高山草甸(1.29g/cm3)平均土壤容重约是草本泥炭地(0.22g/cm3)的2,4,6倍。土壤总孔隙为草本泥炭地>永久性沼泽湿地>高山湿地>亚高山草甸,土壤非毛管孔隙度为草本泥炭地>亚高山草甸>高山湿地>永久性沼泽湿地。土壤平均最大蓄水量为草本泥炭地(13 143.94t/hm2)>永久性沼泽湿地(11 640.19t/hm2)>高山湿地(9060.79t/hm2)>亚高山草甸(7 391.80t/hm2),非毛管蓄水量为草本泥炭地(937.67t/hm2)>亚高山草甸(598.50t/hm2)>高山湿地(594.67t/hm2)>永久性沼泽湿地(325.13t/hm2)。土壤排水能力的平均值为亚高山草甸(51.49mm)>永久性沼泽湿地(49.66mm)>高山湿地(43.42mm)>草本泥炭地(22.45mm)。在甘南尕海,草本泥炭地的水源涵养功能最好,而亚高山草甸排水功能最好。     

基于APSIM模型旱地春小麦产量对温度和CO2浓度升高的响应

为了探索气候变化对旱地春小麦生长的影响机理,在田间试验的基础上通过调试APSIM模型参数,并对模型进行检验,用APSIM模型模拟7个温度水平和7个CO2浓度水平组合设计下的春小麦产量,并采用二次多项回归和通径分析研究春小麦产量对温度和CO2浓度升高的响应。结果表明:当温度不变,CO2浓度每升高100 mol·mol-1,春小麦平均增产4.9%,最大增产可达到14.6%;春小麦产量随CO2浓度升高呈递增型二次抛物线变化,但春小麦产量会出现报酬递减。当CO2浓度不变时,温度每升高1℃,春小麦平均减产6.1%,最大减产幅度高达14.2%;春小麦产量随温度升高呈递减型二次抛物线变化。温度和CO2浓度同时升高对春小麦产量存在正的协同作用,但温度对春小麦产量负效应大于CO2浓度对春小麦产量的正效应。温度和CO2浓度同时升高会对旱地春小麦产量形成不利。     

长武塬区降雨入渗特征

为了深入理解深厚黄土层的降雨入渗机制,在黄土高原塬区的长武试验站,应用TDR监测天然降雨下大型土柱土壤含水率的动态变化,并结合土柱底部出流量测定数据,分析天然降雨的入渗特征。结果表明:降雨对土壤含水率的影响主要集中在160 cm深度以上,且随深度增加而递减,至240 cm土层降雨峰值信息几近消失;湿润锋运移速率与降雨强度呈正相关关系,与土壤初始含水率成负相关关系,湿润锋运移深度同降雨量和降雨强度正相关;降雨对300 cm土壤水的补给行为普遍存在,入渗补给以活塞流方式为主;降雨入渗补给土壤水的滞后作用表现出对100～200 cm土壤水的补给滞后时间为15～18 d,对300 cm深度土壤水的补给滞后时间为30～45 d。研究结果对明确黄土塬区水循环机制具有一定参考意义。     

西安市城市路面地表径流特征分析

为了掌握城市里面降雨径流水质状况,对西安市解放路路面地表径流特征进行了研究。采集两场降雨不同时段产生的地表径流进行监测,指标包括:浊度,COD、SS、NH3-N、NO3--N。结果表明,用污染物平均浓度(EMC)可以进行场次径流的水质评价,每场径流初期的污染物含量较高,随着径流时间的延长含量呈现下降趋势,影响径流中污染物浓度的主要因素包括前期晴天数、降雨特征等;两场此的径流均发生了初始冲刷。研究结果可以为城市降雨径流的利用提供指导。