基于GIS的陕北黄土高原土地生态系统固碳释氧价值评价

 【目的】定量评价生态系统固定CO2和释放O2功能，是生态系统服务功能研究重要内容之一。论文旨在对土地生态系统固碳释氧价值进行遥感测量和评价，为改善区域生态环境提供参考。【方法】论文依据光合作用方程式，采用遥感估算模型，基于植被NPP（第一性生产力）物质量测算结果，分别测算陕北黄土高原绿色植物固碳释氧物质量。以此为基础，分别采用造林成本法和工业制氧法测算其价值量。探讨陕北黄土高原生态系统固碳释氧价值的时间变化、空间分布。【结果】陕北黄土高原固定CO2的价值在1978、1990、2000和2005年分别为141.27亿元、177.46亿元、170.09亿元和247.08亿元，平均值为187.72亿元；释放O2的价值取两种测评方法的平均值，分别为150.07亿元、188.52亿元、192.97亿元和281.48亿元，年平均值为203.26亿元，比固定CO2的平均值多15.54亿元。从土地利用类型来看，固碳释氧价值表现为林地＞耕地＞牧草地＞园地＞其它类型。【结论】陕北黄土高原北部各县的单位面积固定CO2和释放O2价值普遍低于南部各县，总体上分布沿北部向南部逐渐升高。南部的子午岭和黄龙山具有很高的单位面积价值，如黄龙县、黄陵县、富县和甘泉县。北部农牧交错带和中部黄土沟壑区水土流失比较严重的地区固碳释氧的单位面积价值较低，这与生态环境脆弱有关。     

2000-2012年陕西省复种指数时空分布及潜力分析

利用MODIS数据,经过去云和Savitzky-Golay平滑处理,根据农作物生长曲线变化特征剔除干扰峰,结合陕西省土地利用数据、统计数据和气象数据,运用地统计趋势分析、年际变化分析和标准差的方法,获取陕西省2000-2012年复种指数时空分布及潜力分布.结果表明:陕西省复种指数地域差异显著,由北向南先增后减,呈现一定的纬度特征.复种指数年际变化也存在地域差异,与地貌类型和农业现代化水平密切相关.陕西省平均复种指数为160.32％,平均复种潜力为184.29％,陕南地区可挖掘潜力最大,其次是陕北地区和关中地区.研究结果可为陕西省农业政策制定及粮食估产提供依据.     

银川盆地净初级生产力估算和趋势分析

【目的】基于2000—2010年间的遥感数据、气象数据,利用净初级生产力(NPP)估算模型模拟银川盆地NPP,分别从逐月、逐年对其时空变化过程进行分析,并进行预测分析,阐述11年期间银川盆地植被NPP的时空格局与变化特征,探讨NPP与植被健康指数(VHI)之间的耦合关系。【方法】选取2000—2010年间的SPOT VEGETATION数据、归一化植被指数(NDVI)、遥感数据、考虑了研究地区内及其周边气象站点数据等,利用CASA模型,一元线性回归、奇异值分解等方法对银川盆地NPP空间分布进行估算与分析。【结果】2000—2010年,银川盆地逐月NPP平均值呈现小幅度增长,月均增加0.51 g C·m~(-2),以7月、10月NPP值增长最为显著;2000—2010年,银川盆地逐年NPP平均值也呈小幅度增长,年均增加0.24 g C·m~(-2),NPP年平均值总体呈波动趋势,以2007、2009年NPP增长最为显著,降水直接导致了2005、2006年的NPP值出现低值;2000—2010年,从银川盆地NPP空间变化来看,行政区域年平均NPP物质量大小依次为:大武口区永宁县灵武市西夏区青铜峡市利通区平罗县贺兰县惠农区兴庆区金凤区。银川盆地NPP平均值表现出"南北高中间低、东高西低"的空间格局,其中NPP低值集中在西夏区、兴庆区、金凤区等区域;NPP趋势的好坏与村镇点数量大小、人口数量呈异步变化关系;银川盆地的VHI变高(低)时,NPP随之变低(高),第一模态左右场的相关系数为-0.69,呈现异步耦合关系。【结论】采用光能利用模型对银川盆地的NPP进行估算模拟和实测验证,发现其模拟结果与实测数据接近,该模型测算银川盆地的NPP较为合理;银川盆地NPP总体趋于良好,但局部区域出现恶化情况;银川盆地NPP波动明显,主要受土壤湿度的影响,因此NPP对干旱具有一定的指示作用。     

陕西省气候变化及其气候生产潜力的时空变化

利用陕西省及其周边44个气象站点1955—2013年气象资料分析了该区域的平均气温、降水量的时空变化规律;利用Thornthwaite memorial模型并结合EOF、R/S分析以及相关分析对陕西省气候生产潜力时空序列进行研究,在此基础上探讨了陕西省的气候资源利用率情况。结果表明:1)59年来陕西省气温呈增加趋势,为0.19℃/10年,年降水量下降率为0.84 mm/10年;2)陕西省的气候生产潜力微弱增加,上升率为1.31kg/(10年·hm~2),区域差异性明显,东南高,中部偏西区域低;3)农业气候生产潜力主要受到降水量和气温的制约,其中降水量居于主要限制地位,气候生产潜力大约有94%受到气温和降水的共同影响的,未来气候生产潜力呈增加趋势。59年来,陕西省粮食产量与气候生产潜力的相关性不显著,但两者的波动特点相似,其气候利用率逐年代增加,研究区未来仍存在作物可能增产空间。     

2001—2010年榆林市土壤侵蚀动态变化趋势

土壤侵蚀在水土保持和荒漠化防治中扮演着重要角色,在区域水土资源的开发、保护及其利用中具有重要意义。以通用土壤流失方程为工具,采用格网技术、空间插值、空间分析、一元线性回归等技术,对栅格数据进行采样、重分类、空间统计分析,对榆林市连续10 a土壤侵蚀动态变化及其分布进行分析,并对其未来土壤侵蚀情况进行预测。研究表明:1 2001—2010年榆林市总体土壤侵蚀平均模数平稳,但在2003年和2009年出现跳跃性的拐点,2003年土壤侵蚀平均模数达到最小值,2009年土壤侵蚀平均模数达到最大值;2榆林市土壤侵蚀面积逐年增大,轻度和中度土壤侵蚀面积所占比例呈增大趋势,中度以上侵蚀面积占总面积的21.68%,轻度土壤侵蚀面积占总面积的37.91%;3工矿用地和能源开发区等土壤侵蚀较为严重;4未来几年,土壤侵蚀主要发生在府谷大部、神木中部、部分能源开发区及其周边和定边中部等地区。     

喷头喷洒雨滴粒径测试的改进研究

色斑法是一种应用广泛的测试雨滴粒径大小的方法。但以往的雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系，忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上对数据进行多元回归分析，把高度因素作为影响雨滴粒径测量公式中一个因子。通过数据处理，得到关于高度和色斑直径双因子共同作用下的雨滴粒径的率定公式。并在处理数据过程中对公式的相关性进行了分析，经过与试验数据的比较，发现公式的拟合性好。     

高度对色斑法测量雨滴粒径影响的试验研究

以前的色斑法雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系，忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上，通过回归分析，得到了以色斑直径和高度为变量的率定公式。研究表明，水滴下落高度小于5m时需考虑高度的影响；高度大于5m时，高度的影响可以忽略。通过相关性分析，公式的拟合性较好，对以后的色宽法测量雨滴粒径有指导意义。     

全射流喷头的磨损试验

全射流喷头的接嘴插拔深度对喷头的正常运转及转动频率有着重要的影响,理论分析与试验结果有着相同的结论:接嘴插拔深度深时,转动快;接嘴插拔深度浅时,转动慢。试验表明,PXH10型全射流喷头接嘴h值最大移动范围为0.25mm。自行设计制作了自循环喷头耐磨损试验台,对喷头的耐磨性进行了测量。试验表明,喷头运行200h后,接嘴磨损0.13mm,出口盖板磨损0.15mm。此时转动频率变慢,喷头流量增大2.92%。