奇台县粮食生产潜力变化过程分析

据奇台县多年气象数据和农业生产资料,应用方差分析外推法、农业生态区域法等方法,分析了温度和降水的变化特征、光温水生产潜力与粮食实际单产的关系.结果表明:温度和降水的整体变化过程可分为冷、干时段(1970-1981)、过渡时段(1982-1999)和暖、湿时段(2000-2006).预计今后平均温度(2007-2014年...     

新疆石河子市土地利用数量变化研究

以新疆石河子市土地变更统计资料,以及其自然、社会、经济数据为依据,采用定性与定量相结合的方法,运用多种数学模型对石河子市土地利用现状、土地利用数量变化进行了探讨。结果表明,近12年来石河子市园地、林地、交通用地、居民点工矿用地的正向变化较明显,而负变化方面,则是以未利用地和耕地的变化最为突出。土地利用结构总体变化不大。土地利用类型的转移以非农建设占用农用地特别是占用耕地现象日益突出为主要特点,并呈现明显的地域差异。早期引起土地利用变化的主要原因是农业结构调整,而经济发展和城市迅速扩张则是后期变化的动因。     

基于野外VIS-NIR光谱的土壤盐分主要离子预测

为明确干旱区土壤盐分主要离子的特征光谱,建立精度高和稳定性好的盐渍土预测模型,以新疆阜康市为研究区域,采用网格法采集55个土壤样本,利用实测VIS-NIR光谱,选择多元线性回归(MLR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)法构建土壤盐分主要离子含量反演模型,而后对反演精度进行检验。结果显示:(1)在0.01显著水平下,土壤盐分与Na~+、Cl~–、Ca~(2+)含量均呈显著相关,相关系数分别为0.978、0.814、0.645;(2)综合光谱响应和相关性分析确定土壤盐分主要离子的特征波段为459、537、1 381、1 386 nm,显著特征波段为459、537 nm;(3)3种模型拟合效果从高到低依次为RFMLRSVM,采用RF所建模型盐分主要离子(Na~+、Cl~–、Ca~(2+))R~2最高,RMSE最小,RPD最大,分别为2.11、2.03、1.80,为最优预测模型。通过选取土壤主要离子显著特征波段,进而采用RF法构建其估测模型,可以有效提取干旱区土壤盐分的主要离子信息。     

干旱区冬小麦不同生长阶段的光谱特征与叶绿素含量估测研究

通过实测的冬小麦整个生长阶段的叶片光谱与其SPAD值,分析了二者的变化规律,比较了15种高光谱指数与SPAD值的相关性,最后确定不同生长阶段估算小麦叶片SPAD值的最佳植被指数。结果表明:冬小麦叶片SPAD值在整个生育期内的变化规律显示出先升高后迅速下降的趋势,最大值出现在灌浆期;通过15种植被指数与叶片SAPD值的相关性比较,在拔节期,优化的土壤调节植被指数(OSAVI)与冬小麦叶片SPAD值的相关性最高,其模型精度为0.74;在孕穗期和开花期,叶面叶绿素指数LCI与SPAD值的相关性最好,其模型精度为0.72和0.79;在灌浆期R700与SPAD值的相关性最佳,其模型精度为0.70;在乳熟期红边位置REP与SPAD值的相关性最好,其模型精度为0.69。     

北京市各区县不透水面动态变化特征研究

利用多期Landsat MSS/TM数据对1992～1999、1999 ～ 2007和2007 ～ 2011年3个时段的北京市9个有代表性区县的不透水面变化特征进行分析.结果表明:经过近20年的发展,北京市各区县因为各种历史原因和所处的位置不同,向不透水面转化的地类存在着区位差异和动态特征.就面积而言:新增不透水面主要集中在发展新区的昌平、通州和顺义,其在各时期新增不透水面总和及增长率均远远超过拓展区的海淀、朝阳、丰台和石景山.早期各区县不透水面增加面积和速度均比较小,中期则大大增加,后期增加速度都有所放缓.不透水面比例显示:拓展区各区县的不透水面占各地类的比例从一开始(1992年)与耕地、绿地不相上下到后来逐渐占优(2007年),再到全部超过50％(2011年),占绝对优势,表明其用地结构却发生了质的变化,农业功能已很小.新区各区县不透水面比例虽然各时期均不断上升,但始终以耕地和绿地为主要用地类型.从不透水面来源看:1992 ～ 1999年,发展新区各区县是以耕地为不透水面主要来源;拓展区各区县则是以绿地和耕地转化为主要方式.1999 ～ 2007年,各区县由耕地转化所占比例都有所上升.2007～2011年,只有新区的区县仍以耕地为不透水面增加的主要来源,耕地和绿地转化为不透水面的趋势有所控制,城市生态环境保护政策的效果初步显现.     

新疆阜康荒地土壤有机质高光谱特征及其反演模型研究

针对干旱区荒地土壤贫瘠且有机质含量少,难以快速、准确测定的问题,以阜康中部荒地土壤为研究对象,对64个样点野外光谱进行测定和室内土壤样品农化分析,在原始反射率(R)基础上,利用ENVI5.1软件提取光谱反射率一阶微分(R')、倒数的对数(lg(1/A))、倒数的对数一阶微分(lg(1/A)')、去包络线(CR)等4种光谱反射率,分析了5种光谱反射率的变换形式与土壤有机质含量的相关性,基于全波段(450～2 350 nm)和显著性波段(相关系数通过P=0.01水平检验),利用偏最小二乘法回归(PLSR)建立土壤有机质含量的高光谱预测模型。结果表明:(1)对不同有机质含量的土壤光谱去包络线后,光谱曲线吸收特征差异更加显著,且土壤有机质含量越多,土壤光谱反射率越低。(2)土壤反射率经过数学变换后提高了与有机质含量的相关系数。(3)在全波段的PLSR中,CR、R'和lg(1/R)'模型的RPD均大于2.0,表明预测能力极好。其中以CR的预测精度最为突出,其模型R2和RMSE分别为0.79、4.12,RPD为2.18。在显著性波段的PLSR中,虽然R'和CR的模型RPD均大于2.0,可以准确预测有机质含量,但CR的R2,RPD更高;基于全波段PLSR模型精度均略优于显著性波段,但其使用数据量大,增加了计算量。同时,其CR模型的RPD仅比显著性波段模型的高0.03。因此,选择显著性波段CR模型作为估测该荒地土壤有机质含量的模型更为简洁、科学、可行。     

新疆耕地动态变化与可持续发展

根据1949～2007年全疆及各地州耕地总量、水浇地面积等数据,采用系统聚类分析法,结合GIS的空间表达功能探讨了新疆耕地的时空动态变化特征,并运用时间序列趋势模型对其变化态势进行了预测。结果表明：近60a来,耕地总量净增290.45×104hm2,增幅高达240.10%,其中水田、水浇地、旱地面积分别增长了0.83×...     

准格尔盆地不同程度人类干扰下土壤盐分及离子组成特征

以新疆受不同程度干扰土壤的盐分及离子含量为研究对象,采用统计分析、相关性分析、聚类分析和空间分析的方法,探究人类干扰对土壤盐分和离子的含量及相关性的影响。结果表明:研究区土壤随着人为干扰的增强,土壤盐渍化程度加深;无论何种人为干扰程度下,土壤中Cl-和Na+均为含量最高的阴、阳离子,其含量均随着人为干扰的加剧逐渐增大,其中Cl-含量变化最显著,其在中、重度人为干扰区比无人干扰区分别增加了67%和234%,Na+分别增加34%和86%;土壤盐分含量与Cl-含量的相关性呈极显著正相关,相关系数随着人为干扰程度的加深分别增大51%和77%;离子间的相关系数最大的为重度人为干扰区的Cl-和Na+,达到0.98;土壤盐分与Cl-、Na+、SO42-的空间分布对应度随着人为干扰的增强而增大,其中与Cl-对应度最高,在无、中、重度分别达到53%、66%、89%,Cl-与Na+在重度人为干扰区对应度达到96%。综上,人类对土地的利用方式不同,从而使土壤所受干扰方式(灌溉、翻耕)与频率有差异,导致土壤受到的干扰程度不同,盐分和离子变化情况各异,因此对新疆干旱地区的土壤盐渍化修复时应进行有针对性地精确改良。     

不同深度土壤盐分和有机质含量的空间变异特征

以新疆阜康市为研究区,选取55个采样点,获得各层土壤样本,综合运用经典统计学和地统计学方法,研究不同深度土壤盐分和有机质的空间变异特征。结果表明:(1)随深度的增加,土壤盐分含量先增大后减小,极大值在40～60 cm深度,为42.38 g/kg,有机质含量逐渐减小,且各层土壤盐分和有机质含量均属于中等变异。(2)在土壤深度为0～20、20～40 cm处,土壤盐分含量和有机质含量呈显著负相关,而在40～60、60～80、80～100 cm处呈显著正相关。(3)不同深度土壤盐分含量块基比为1.23%～23.42%,均具有强烈的自相关性,表层和亚表层有机质含量属于中等程度自相关,后3层空间相关性强。研究结果为干旱地区盐渍化土壤的水盐运移提供了初步论证,同时为该区土地合理分区与改良提供了技术支持。     

干旱区农田土壤水分地温变化规律及其相互关系

以干旱区农田灌溉后土壤水分、地温实测数据为基础,研究了其土壤水分、地温各自的变化规律及两者的相互关系.结果表明,各层含水量之间具有高相关性,基本达到了极显著的水平.这与土壤水分灌溉时由上而下的逐渐下渗,以及蒸发时由下而上的逐层上升有密切的关系.各层地温间的相关性大,除地面温度外,其余各层地温间的相关水平为显著或极显著水平,且相邻土层地温间均呈极显著相关.土壤水分及地温剖面垂直变化特征明显,并具有动态性.土壤水分含量大时,两者的垂直变异系数小,反之变异系数大.0～20 cm、地面(0 cm)分别为剖面含水量及地温变异强度的最大层,属中等变异强度.土壤水分及温度之间的负相关性明显.地面温度是预测表层、底层土壤水分的良好指标,利用回归分析法建立的土壤水分与地温间的函数关系可为推测土壤水分提供依据.