土壤含水率对近红外传感器标定模型的响应研究

为提高近红外传感器测量的准确度,进一步理解不同标定模型对土壤含水率测量精度的影响。利用土壤表面的近红外反射光强来预测土壤含水率,通过归一化处理将反射光强转化为相对吸收深度和相对反射率,采用2种标定方法,分别建立土壤含水率与相对吸收深度之间及土壤含水率与相对反射率之间的线性模型与非线性模型。选取我国东北地区的黑土进行标定,并用独立的试验数据对模型进行检验。结果表明,吸收深度法的线性和非线性模型的预测值和实测值符合度较好。反射率法的线性模型和非线性模型对土壤的含水率预测均方根误差(RMSE)分别为2.89%和2.95%,相对吸收深度法非线性模型的RMSE值明显大于其他3种模型,预测准确度最低。说明不同标定方法会影响土壤含水率的预测结果。4种模型的预测精度能够满足测量要求。     

东北典型黑土区土壤侵蚀过程顺坡起垄垄沟水力学特征分析

垄沟是垄作长缓坡耕地土壤侵蚀过程的重要汇流路径。明确垄沟的水力学特征,对于模拟东北典型黑土区垄作坡耕地土壤侵蚀过程至关重要。研究采用室内模拟降雨的方法,系统分析不同垄作方式、坡度、雨强等条件下垄沟的主要水力学参数和变量。结果表明:不同垄作方式下,坡面侵蚀量整体为窄垄宽垄无垄,并与坡度和雨强乘积呈线性正相关。水力半径随雨强和坡度的变化曲线呈对数关系;宽垄水力半径比窄垄高8.4%～11.6%,平均为10.0%。在坡度和雨强相同的情况下,宽垄垄沟糙率整体高于窄垄垄沟糙率;且在坡度递增后,宽垄垄沟糙率相较于窄垄垄沟减小幅度更弱。已有土壤侵蚀模型的坡面糙率建议取值低于本区实际观测值,需结合实际情况对其重新率定,其结果可为研究区土壤侵蚀过程模拟提供依据。     

东北黑土区横垄坡耕地的产流产沙过程

[目的] 在漫川漫岗黑土区开展横垄坡耕地冲刷试验研究,为黑土地保护工作提供理论依据。[方法] 采用野外现场放水冲刷试验,研究了10,30,50和70 m横垄坡耕地径流小区,在不同上方来水量下的产流、产沙过程。[结果] 3种冲刷流量（0.34,0.67和1.00 L/min）条件下的径流系数和含沙量均随坡长的增加持续波动,但不同冲刷流量达到稳定的大小和时间不同;累积产流量和累积产沙量均随冲刷流量的增强而增大,但相同冲刷流量下受坡长变化影响二者最大值出现的坡长却不同;冲刷流量为0.34 L/min时,10,30,50和70 m这4种坡长的径流系数和含沙量相关性均显著;累积产沙量随累积流量的增加而增加,坡长越短,且线性关系越强。0.34 L/min冲刷流量侵蚀量大小顺序依次为：30 m>10 m>70 m>50 m;冲刷流量为0.67和1.00 L/min侵蚀量大小顺序为：30 m>50 m>70 m>10 m。1.00 L/min冲刷流量情形下30 m坡长侵蚀量是10 m坡长的4.2倍。[结论] 坡面侵蚀量随冲刷流量增大而增大,30 m坡长是横垄坡耕地侵蚀的临界坡长,细沟发育是横垄坡耕地坡面土壤侵蚀的主要来源。     

流化床生物质快速热裂解试验及生物油分析

在自行研制的一套进料量为5 kg/h流化床上,选用高铝矾土为流化床床料,选择450℃、475℃、500℃和525℃ 四个反应温度对玉米秸秆粉的快速热裂解规律进行了研究,主要考察了不同反应温度对热裂解产物收集率的影响。在热解温度为500℃左右时,生物油收集率具有相对高的数值：37.5%。所得到生物油有两个分层,利用气相色谱－质谱联用仪对各自成分进行了定性分析。     

鸸鹋油纳米乳剂对急性高脂血症小鼠血脂的影响

采用微射流技术制备鸸鹋油纳米乳,研究其对高脂饲料诱导的急性高脂血症模型小鼠血脂的影响,并评价鸸鹋油纳米乳的辅助降血脂功能。以昆明种小鼠为实验动物,采用腹腔注射75%蛋黄乳剂建立高脂血症模型,口服灌胃不同剂量的鸸鹋油纳米乳（按鸸鹋油剂量计,分别为1 mL/kg、2 mL/kg、3 mL/kg）,给药结束后分离小鼠血清,测定血清中甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）含量。结果显示采用微射流方法成功制备得到粒径较小且粒度分布均一的鸸鹋油纳米乳;服药后,高脂血模型组与正常对照组相比较, TG、TC明显升高（P＜0.001)、HDL-C变化不明显（P＞0.05);与模型组比较,鸸鹋油纳米乳剂组TG、TC含量降低,且呈剂量依赖性,高剂量组最为明显（P＜0.01),而且与鸸鹋油对照组比较,作用更为明显,表明制备的鸸鹋油纳米乳具有辅助降血脂功能。     

不同坡面草被格局下的侵蚀产沙量及其连通性指数表征

为探寻植被格局的定量表征参数,并建立其与侵蚀产沙的关系,深入揭示植被格局阻蚀减沙作用机制,该研究采用室内人工模拟降雨试验,以40%盖度的高羊茅草被坡面为研究对象,探讨了不同坡度（5°、15°和25°）和植被分布格局（裸地、带状横坡、带状顺坡、块状镶嵌、点状均匀格局）下的坡面侵蚀产沙过程变化,并分析了不同草被格局下平均汇流路径长度指数（Mean Flow Length Index,MFLI）、连通性指数（Index of Connectivity,IC）变化及其同坡度和土壤侵蚀量的关系。结果表明：带状顺坡、点状均匀、块状镶嵌和带状横坡的草被坡面平均侵蚀量分别较裸地减小42.9%、55.7%、62.4%和78.0%,带状横坡的阻蚀减沙作用最优。不同草被格局坡面间的MFLI和IC总体也与平均侵蚀量的差异关系一致,从小到大依次为：带状横坡、块状镶嵌、点状均匀、带状顺坡、裸地。MFLI和IC可分别与坡度结合用于模拟评价不同草被格局坡面的侵蚀产沙,决定系数（R2）达0.84以上。其中,IC与坡度的协同性更佳、依赖性更小,是表征植被格局对坡面侵蚀产沙影响的较佳参数。结果可为快速优选水土保持型植被格局、促进生态脆弱区林草植被格局优化和提质增效提供依据。     

蒙自断陷盆地不同土地利用方式土壤养分特征

为探讨喀斯特断陷盆地不同土地利用类型土壤养分含量本底特征,以蒙自断陷盆地内林地、农地、园地以及荒草地为研究对象,设置固定样地,采集0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100cm土壤样品,测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、pH以及机械组成,并采用主成分分析的方法选取具有代表性的指标进行土壤质量指数的计算。结果表明:土地利用类型显著影响土壤有机质含量,草地土壤有机质含量最高,其次为农地和林地,果园土壤有机质含量最低;不同土地利用类型之间土壤全氮含量差异显著,农田土壤全氮含量较高,其次是草地与林地,果园最低。林地土壤全钾含量最高,而全磷含量最低,草地土壤全磷含量最高,而全钾含量最低。4种土地利用类型土壤偏酸性,pH变化范围5.82~6.67。土壤质量指数计算结果表明,各类土地利用方式土壤肥力质量较为接近,林地土壤肥力质量最好。研究结果以期为喀斯特断陷盆地土壤养分含量变化范围以及土壤养分现状提供依据,并为评价喀斯特生态系统植被恢复的改良土壤效应提供基础支撑。     

玉米秸秆热解生物油主要成分分析

生物质热裂解产生的生物油是一种含氧量极高的复杂有机成分混合物,在流化床热解实验台上使用玉米秸秆粉为原料来制取生物油。为此,对生物油进行预处理并利用气质联用仪对生物油成分进行了定性分析,初步鉴定出醛、酮、酸、酯、醇、呋喃和酚类等17种主要化合物。这些有机物对生物油的特性有一定影响,分析结果为有效地进一步利用生物油提供了一定的科学依据。     

近红外土壤含水率传感器设计与试验

设计了一种适用于快速测量土壤含水率的近红外传感器。发光二极管(LED)作为传感器的光源,中心波长为1 940 nm的光为测量光,1 800 nm为参考光,土壤含水率对这2个波长的光有不同的吸收特性。光源发出的光照射到土壤表面,经反射后进入光电转换器,将光信号转换为电信号,送至两级放大电路、模数转换器(A/D)、显示和存储设备,输出的反射光强与土壤含水率存在一定的关系。仪器性能试验表明:光源传感器到土壤表面的距离对采集信号的强度有一定影响,根据传感器的结构,可以选择一定的距离使反射信号的强度和稳定性最好。两波长光的反射光强随着土壤粒径的增大而减小;土壤含水率与相对吸收深度之间具有很好的线性相关性,回归分析的决定系数为0.863。     

东北漫川漫岗和山地丘陵黑土区侵蚀沟形态特征遥感分析

侵蚀沟形态特征反映其侵蚀发生发展的环境条件,探究侵蚀沟形态参数特征及空间分异规律对深入理解侵蚀沟的侵蚀进程具有重要意义。该文选择漫川漫岗和山地丘陵2个典型黑土地貌类型区,基于高分遥感影像(QuickBird(0.61 m)、GeoEye-1(0.5 m)及Worldview 2(0.5 m))和地形数据(ASTGTM2(30 m分辨率)),采用目视解译法提取计算侵蚀沟沟长、沟宽、周长和面积等形态参数值,分析侵蚀沟形态特征;探究地形因子影响下侵蚀沟形态参数的分异规律。研究结果显示:1)2个典型区的各形态参数间存在显著性差异,漫川漫岗区侵蚀沟各形态参数均大于山地丘陵区;2)侵蚀沟形态呈现"细长状",和漫川漫岗区相比,山地丘陵区侵蚀沟更细长,沟缘位置更复杂;3)侵蚀沟形态参数随坡度的增加总体上呈先增大后减小的趋势,在3°～6°范围内参数值达到最大,坡度越小侵蚀沟沟缘位置越复杂;坡向上,漫川漫岗区和山地丘陵区的侵蚀沟的形态参数值在SE或SW上值最大,说明阳坡或半阳坡侵蚀沟发育强烈。该研究结果对于侵蚀沟易发区确定及防治具有重要意义。