基于距离反比法的土壤盐分三维空间插值研究

以新疆兵团一块面积约70 hm2的盐碱地为研究对象,采用EM38与土钻取样相结合的方法得到了126个点不同土层(0~200 cm)的1 386个土壤盐分数据,应用三维距离反比法(3D-IDW)对土壤盐分进行了空间插值,探讨了垂向坐标扩大倍数和搜索点数对插值结果精度的影响。结果表明,研究区0~140 cm土层盐分平均含量较高,为1.84~2.11 g/kg,盐分变异较大,而140~200 cm土层盐分平均含量较低,为1.74~1.79 g/kg。所有土层盐分含量的统计特征值(平均值、标准差和变异系数等)均随土层加深而呈现递减的趋势。土壤盐分实测值和估计值的均方根误差随垂向坐标扩大倍数的增大而减小,随搜索点数的增加而增大,其值在0.1~0.4 g/kg范围内变化,当垂向坐标扩大300倍、搜索点数为6个时,插值效果较优。采用确定的参数对研究区的土壤盐分进行了三维空间插值,结果表明土壤盐分空间分布特征与实测值比较吻合,大部分区域土壤盐分含量小于2.5 g/kg,靠近北部和南部边界区土壤含盐量较低,属于非盐化土区,而大于4 g/kg盐化土主要分布在中间和南部局部区域。研究区80%土壤为非盐化土和轻度盐化土,20%为中度和重度盐化土。影响该区盐化土分布的主要因素有灌溉、局部地形、粘土层位置、地下水埋深和矿化度。当不同方向的取样间距相差很大时,选取合适的垂向坐标扩大倍数和搜索点数对保障3D-IDW法的插值结果精度至关重要。     

中国土地整治“十二五”研究重点评述与“十三五”研究展望

以CNKI中国期刊全文数据库作为数据源进行文献检索,对我国“十二五”期间土地整治研究进展进行系统梳理,展望“十三五”国内土地整治研究趋势,为土地整治学科发展及进一步研究提供参考和借鉴。采用文献综述与归纳对比分析法,对“十二五”期间公开发表的土地整治相关研究成果进行归纳分析综述。结果表明:在土地整治战略基础理论、土地整治潜力与绩效评价、土地整治规划设计模式、土地整治生态环境影响以及土地整治工程措施方面取得重要进展,“十三五”期间,应加强土地整治的景观生态效应、土地整治的多功能性、土地整治工程技术标准以及土地整治监管运行机制方面的相关研究,进一步发挥土地整治在提高农业生产能力与促进城乡统筹发展方面的作用。     

基于高光谱反演的复垦区土壤重金属含量经验模型优选

以工矿复垦区为实验区域,基于ASD Field Spec 4高光谱遥感数据,结合实测的土壤重金属含量,利用回归分析与特征选择方法,开展了基于高光谱数据的土壤重金属含量反演研究与实验并进行了经验模型优选。通过对光谱曲线进行一阶微分、对数一阶微分以及对数倒数的一阶微分等数学变换有效提高了光谱数据与土壤重金属含量的相关性。在此基础上采用偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)、随机森林回归(Random forest regression,RFR)、支持向量机回归(Support vector machine regression,SVMR) 3种回归分析模型开展土壤重金属含量反演实验,结果表明偏最小二乘回归(PLSR)对研究区内土壤中重金属含量的反演最为有效,尤其对区域内主要障碍因子镉(Cd)元素含量的反演效果最佳,验证集决定系数R2为0. 76。基于粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)、遗传算法(Genetic algorithm,GA)、Relief F算法3种特征选择方法对偏最小二乘回归(PLSR)模型进行优化,结果表明粒子群算法(PSO)可有效降低特征波段变量维度,进一步提高模型反演精度,使决定系数R2由0. 76提高至0. 84。综上,基于高光谱数据,采用偏最小二乘回归(PLSR)与粒子群算法(PSO)相结合的方法,可有效对工矿复垦区土壤中的重金属含量进行测度,可为复垦区土地的质量和生态指标监测提供理论方法和技术支持。     

土地整理对生态环境影响的研究进展与展望

中国土地整理在上世纪90年代后期正式提出并运作,十多年来,土地整理在增加耕地面积、提高耕地质量和增加土地收益方面发挥了重要作用。随着中国土地整理工作的全面推进,其对生态环境的影响日益受到专家学者的重视。本文分析了土地整理对土壤、水环境、植被、生物资源、小气候和景观格局的影响,总结了土地整理环境影响评价的指标和方法,借鉴吸收国外土地整理生态保护的先进理念,结合中国土地整理的实际,提出了土地整理对生态环境影响的研究趋势：1）强化土地整理与生态环境变化过程的研究;2）加强土地整理的多区域、多尺度的生态环境效应研究,建立“土地整理－生态环境影响－时间－程度－幅度”关系;3）构建适合土地整理活动对生态环境影响研究的科学方法和技术。     

不同土水比土壤浸提液与饱和泥浆电导率的比较研究

针对饱和泥浆调制时饱和点的不确定性及其电导率测定的不稳定性等问题,为了统一和准确地表征暗管改碱的盐碱土盐渍化程度,采用室内化验与统计分析的方法,系统比较研究了饱和泥浆所需水量与饱和土壤溶液所需水量及其电导率和全盐与土水比1︰5、1︰2.5、1︰1、1︰0.5系列的相关和换算关系。研究结果表明:在黄河三角洲盐碱土(氯化物类型)区,可采用通过计算土壤孔隙度得到的饱和土壤溶液含水量来定量确定原来定性判定饱和点的饱和泥浆含水量,以饱和土壤溶液电导率可完全代替饱和泥浆电导率;饱和泥浆电导率数值和全盐含量均不是土水比1︰5、1︰2.5、1︰1、1︰0.5系列中的最高值,但均与其存在极显著的相关关系,饱和泥浆电导率与土水比1︰5土壤浸提液的电导率、饱和泥浆全盐含量与土水比1︰0.5全盐含量相关性最高,可分别用最佳拟合回归函数模型进行换算:一元线性函数模型Ece=2.042 8×EC1︰5+0.089 5、一元二次函数模型Tse=0.064 1×(TS1︰0.5)2?0.059×TS1︰0.5+0.397 9。     

西北特干旱区农业水资源利用潜力与粮食增产的关系

在西北生态区农业水资源利用现状的基础上,利用AEZ法,从理论上分析了该区种植业不同水资源有效利用率下水资源的利用潜力及相应的粮食增长潜力。结果表明:整个西北区目前存在水资源有效利用率低,水资源短缺与浪费并重的状况。水分的限制成为发挥该区光温潜力,提高土地生产力的瓶颈。将水分有效利用率从目前水平再提高10%～20%,土地的生产潜力将有一个非常显著的突破     

我国区域土地整理的方向

在全国土地整理区划的基础上，对一级区和二级区的土地整理方向进行了初步探讨。提出在东部发达地区土地整理的方向是以市场为导向，建立以有机农业为特征的高标准农田，进行土地深层次整理；中部农业区土地整理面向我国大型现代化的商品粮生产基地建设，维护我国粮食安全作为该区土地整理的主要方向；西部开发区土地整理以提高水资源有效利用率、改善生态环境同加强农田基本建设相结合为土地整理的主要方向。同时，在一级区的控制下，分别探讨了全国22个亚区土地整理的发展方向。     

基于高分辨率遥感影像的土地整理区农用井识别

农用井等小地物识别是土地整理遥感监测的重要内容之一。针对目前相关系数模板匹配方法效率低的缺点,该文提出一种基于土地整理规划图约束下的灰度归一化相关系数模板匹配方法,对整理区农用井进行识别。选择北京市顺义区赵全营土地整理区2006年QuickBird遥感影像作为基础数据,以TITAN IMAGE二次开发平台作为算法实现环境进行试验。结果表明,该方法在选择合适的农用井模板影像和归一化相关系数阈值后,识别准确率可达88.8%,验证了该文提出的土地整理区农用井遥感识别算法的可行性,同时为土地整理区其他小地物识别提供了一种有效途径。     

发达国家农地保护政策比较研究

农地保护是我国的一项基本国策。新时期随着城市化进程的加快和人口的增加，我国农地保护政策面临着新的挑战。该文在简单介绍了发达国家农地保护政策的基础上，结合各国的国情，比较分析了各国农地保护政策的特点、农地保护经验以及对我国有借鉴意义的农地保护措施。     

基于文献数据统计的中国土地整治研究现状与趋势分析

通过对中国土地整治文献进行系统梳理,客观分析我国土地整治的研究现状,明确当前的研究前沿与热点问题,为土地整治领域的土地管理决策者和科研工作者提供参考。基于CNKI文献数据库,对文献数据采用定性与定量的分类与统计方法,根据论文发表数量、期刊、研究机构、被引频次等指标,分析我国土地整治的研究现状、前沿热点、发展趋势等。结果表明:土地整治领域文献数量在20世纪80年代开始增长,到2010年之后达到高峰,不同期刊在论文发表数量和影响因子上具有一定差异性,研究机构以高等院校和土地管理部门为主,并逐步形成了土地整治研究的核心团队,随着土地整治目标转型,我国土地整治发展经历了4个阶段,土地整治研究尺度主要是宏观、中观、微观三个层次,未来土地整治技术研究应进一步加强,近期土地整治研究热点主要集中在5个方面。研究结论:中国土地整治处于转型发展期,今后应继续深化土地整治基础理论研究,重点在国土综合整治,耕地数量、质量、生态管护,地力退化土地整治,工程装备与技术四个方面加强相关研究,支撑土地整治学科发展。