基于工作流的农业污染模型构建方法与应用

【目的】 农业面源和土壤重金属污染严重威胁了我国农业绿色可持续发展,开发服务于污染监管业务的污染管理决策系统,建立基于工作流的农业污染管理决策模型,有利于为加强土壤污染防治和开展土壤修复工作提供科学的指导和决策。【方法】 文章以工作流技术和污染评价模型组织方法为切入点,将农业污染模型的构建和工作流流程执行分开设计,使得工作流流程设计更加易于理解和分析,同时可以降低了农业污染评价模型和运行环境之间的依赖,使其可以适用于不同粒度和层次的农业面源和重金属污染管理。 【结果/结论】 通过工作流技术建立不同决策场景下农业污染的模型构建、重组、复用和调配的工作流框架,使得农业污染评价模型在计算机环境下自动化运行、控制、管理,最终实现一种灵活的范式组织和使用模型。基于工作流的农业污染模型构建可以保护和合理利用土地资源、规范并简化决策管理过程中的数据分析过程,并且提高数据利用效率。     

海南农村气象科普宣传现状分析及发展建议

为了解海南农村气象科普宣传的现状,提出有针对性的发展建议,通过“问卷调查”从天气预报关注程度、天气与气象要素认知程度、气象信息途径认知程度、气象科普知识需求程度进行调查分析。结果表明,海南农村气象科学知识普及率仅为59.58%,明显偏低,提示气象科普知识在海南省农村的宣传力度不足,且存在对与生活、生产密切相关的天气与气象要素认知程度欠缺,对获取气象信息途径的了解程度较低,对普及气象科普知识及宣传方法的需求不高等问题。针对宣传现状,气象部门需大力拓宽气象科普宣传的渠道,以打造“三驱+立体智慧化”宣传模式,发挥气象科普在农业生产和防灾减灾中的重要作用。     

鄂南第四纪粘土红壤团聚体的稳定性及其稳定机制初探

用湿筛法和LeBissonnais法研究了鄂南第四纪红粘土母质发育的两种侵蚀程度的红壤团聚体的稳定性,并且分析了影响供试土壤团聚体稳定性的土壤性质。结果表明,轻度侵蚀的耕作土壤团聚体的稳定性较低,在水的作用下易崩解成较小粒径的水稳性团聚体;强度侵蚀的土壤表层团聚体的稳定性较高,崩解后产生较多的水稳性大团聚体。引起土壤团聚体破坏的主要作用机制是土壤团聚体中的闭蓄空气爆破引起的消散作用;研究区第四纪红壤团聚体的主要胶结物质是土壤中的粘粒、游离氧化铁铝和无定形铁。由于供试土壤中有机质含量很低,在本研究中,有机质含量与土壤团聚体稳定性之间没有显著正相关关系。     

三峡库区消落带典型草被对氮磷污染物迁移的影响

为明确三峡库区消落带草被对农业面源污染防治的作用,采用野外放水冲刷试验,分析草带对地表径流中氮磷的拦截率和冲刷前后氮磷含量在土壤内的空间变化,研究消落带典型草被对氮磷污染物迁移的影响。结果表明:(1)草带拦截污染物的效率总体较好,对NO_3~--N的拦截率最高,达93.5%～99.3%。拦截率与草带宽度成正比,与冲刷强度成反比。(2)冲刷前后TN、TP、NO_3~--N和NH_4~+-N污染物含量的变化率最大值分别为2.30,1.96,5.01,4.75,均出现在小区下坡。随着草带宽度增加以及冲刷强度的减弱,污染物含量的变化率增大。(3)各氮磷污染物在0—10 cm土层的变化率较大,变化范围为0.91～5.01。TN、TP和NH_4~+-N在10—30 cm土层的变化率普遍接近1,而NO_3~--N在该土层依然存在较大的变化率。(4)RDA结果显示,影响冲刷前后污染物变化最大的因子是土层深度,其次是坡位、草带宽度、冲刷强度。综上,消落带草被能够有效拦截污染物并促进其向土壤内部迁移,在消落带草本植物恢复及面源污染防治过程中应注意增加消落带草被覆盖宽度,减小高强度降雨径流的影响,促进污染物在上坡位被拦截并进一步向土壤内部迁移,降低污染物向上覆水释放的风险,为三峡库区消落带草本植被恢复及农业面源污染防治提供理论依据。     

崩岗信息咨询系统的设计与实现

信息技术的飞速发展给水土保持信息管理和知识的普及提供了新的手段和方法。为提高人们对崩岗这种水土流失现象的认识,并对崩岗相关数据进行有效地管理,建立了崩岗信息咨询系统,实现了对崩岗知识的浏览检索和信息发布功能。并以湖北省崩岗信息咨询系统的建设为例,对系统的总体结构、功能、数据库和系统实现等方面进行了探讨。     

坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度研究

为了明确坡面水流中运移距离对不同层次红壤团聚体自身剥蚀程度的影响,选取3个地区(咸宁、进贤、长沙)典型红壤为研究对象,通过团聚体稳定性分析和室内冲刷水槽试验,就不同层次红壤团聚体稳定性与坡面水流中自身剥蚀程度间定量关系进行了初步探讨。研究结果表明,湿筛法及Le Bissonnais法中的快速湿润、预湿润振荡测得不同层次团聚体稳定性为表层红壤最弱,其次为网纹层,铁锰淀积层最强,而慢速湿润无明显规律,消散作用和机械破碎作用是不同层次红壤团聚体的主要破碎机制;不同层次红壤团聚体在5个运移距离后的剥蚀程度均表现为铁锰淀积层<网纹层<表层;描述团聚体相对机械破碎指数的RMI与5种运移距离后的团聚体剥蚀程度Wr/Wi、剥蚀系数α相关关系显著,利用RMI和运移距离x2个参数建立了坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度预测方程,方程决定系数较高(R2=0.88),显示了较好的预测性能。该结果为研究红壤侵蚀机理提供了参考,对完善土壤侵蚀模型具有一定的参考价值。     

植被恢复对三峡库区土质道路边坡抗剪强度的影响

通过在道路边坡进行植物防护和原位剪切试验,研究了不同植被防护措施对边坡抗剪强度(τ)影响.结果表明,植被根系随土壤深度增加而减少,表层(0 ～10 em)根系长度密度(Root length density,RLD)占总RLD的34％～78％;植被根系含量及盖度与土壤水分含量(Soil water content,SWC)呈指数正相关.表层(0～ 10 cm)土壤抗剪强度主要受植被根系及盖度影响,随着根系长度密度(RLD)、根系重量密度(Root weight density,RWD)、植被盖度(Vegetation cover,VC)增加呈指数形式增大.30 cm深度土壤抗剪强度值显著低于10 cm值和50 cm值.随着土壤深度增加,土壤容重和水分对抗剪强度影响力增大,在50 cm处两者分别与抗剪强度呈线性正相关和指数负相关关系.     

黏粒阳离子交换量估测模型的优化研究

为了优化土壤黏粒阳离子交换量估测模型,提升估测结果准确性,为土壤系统分类检索提供可靠数据支持,以江西省土壤为主要研究对象,根据有机质、粉粒阳离子交换量对现有估测模型的影响,将有机质含量低于6 g·kg^-1的土壤样本定为低有机质样本,高于6 g·kg^-1的土壤定为高有机质样本开展分类建模。高有机质样本中主要误差因子为有机质,按照土壤质地不同开展分类建模;低有机质样本中主要误差因子为粉粒CEC₇,在实测粉粒CEC₇的同时根据pH、年均气温、纬度估测粉粒CEC₇大小,建立低有机质样本间接估测模型。分类优化后的黏粒CEC₇估测模型的估测值更加接近实测值,提升了土壤系统分类检索的准确度。     

基于GIS和RUSLE的小流域农地水土保持规划研究

通过遥感和野外调查进行信息采集，利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)和IDRISI地理信息系统进行数据分析，获取了王家桥小流域土壤侵蚀的时空分布信息。根据土壤经济容许流失量(T_EP)和水土保持规划原则，调整现有农地的利用方式或配置水土保持措施，即调整RUSLE中植被与经营管理因子(C)和水土保持措施因子(P)的值，完成流域农用地的水土保持规划。该研究提出的以RUSLE-GIS相耦合的水土保持规划工具比较简单实用。     

基于本体的土壤系统分类逻辑表达与检索

中国土壤系统分类(Chinese Soil Taxonomy, CST)是建立在诊断层和诊断特性基础上的定量化土壤分类体系，它的不断成熟为实现土壤类型自动化检索提供了理论基础。野外土壤描述与采样规范的形成为土壤分类的语义规范提供了依据。目前，我国已出现一系列基于CST的土壤类型检索系统，但仍存在以下问题。首先，现有的土壤类型检索系统仅注重分类规则的表达，忽略了诊断对象、土壤类型与检索框架（推理过程）的耦合性对系统更新的影响。其次，土壤信息的载体并不是单一的，从空间结构上可分为土壤层次(Horizon)、剖面(Profile)、单个土体(Pedon)和聚合土体(h)，但现有的检索系统并未将上述结构区分开来，不利于土壤信息的管理。最后，现有的检索系统均是通过传统计算机语言表达土壤特征的范围以及土壤特征之间复杂的逻辑关系，表达方式繁琐且冗余。因此，本文引入本体概念，以土壤地理学和CST规则为理论基础，分析土壤实体的空间结构及其与土壤类型、诊断对象之间的相互关系，在此基础上建立了关于土壤实体、土壤特征和CST对象（土壤类型与诊断对象）的本体模型，并定义了相应的谓词逻辑来表达三类本体模型的逻辑、隶属关系。本文采用Python语言实现了本体模型和谓词逻辑模型，研发了CST中土纲到亚类的检索系统，并采用湖北省土系调查数据完成系统测试。