黄土高原半干旱区人工林地土壤水分环境的研究

对黄土高原半干旱丘陵沟壑区主要造林树种林地水分进行了研究。结果表明,该区域不同树种林地土壤含水量很低,接近于凋萎湿度,2002年5月,6 m深土壤平均含水量为5.02%~5.12%,2003年5月为4.65%~6.35%,降水作用仅发生在地表至2 m左右土层内,在1.8~4.0 m有明显的土壤干化现象,含水量保持在凋萎湿度。土壤干层的存在是该区域林地和荒坡土壤水分分布的普遍规律,主要是由特殊的气候条件造成的土壤水分收支长期亏损的积累结果,并非林木生长的必然现象。     

几种人工牧草在黄土高原干旱半干旱区的表现及利用意见

介绍了 7种引进人工牧草在黄土高原干旱半干旱地区的表现 ,提出了以生态治理为重点 ,推广种植小冠花、红豆草、紫花苜蓿 ;以养殖为重点 ,推广种植普那菊苣、籽粒苋、冬牧 70黑麦草 ;生态治理与养殖兼用 ,重点推广种植紫花苜蓿、红豆草、籽粒苋、冬牧 70黑麦草 ,适度搭配种植串叶松香草、普那菊苣的人工牧草利用意见。     

伏旱与土壤湿度对春玉米和冬小麦产量的影响

利用甘肃省庆阳市黄土高原8个气象站1971—2018年共48年伏期降水量资料,分析了伏期降水和伏旱的空间分布特征、伏期降水的时间变化规律以及伏旱与春玉米和次年冬小麦产量的关系,用以代表黄土高原塬区董志塬上的西峰农业气象试验站1994—2018年春玉米田和1986—2015年冬小麦田伏期土壤相对湿度资料,分析了伏期土壤相对湿度与春玉米和冬小麦产量等的关系。结果表明,伏期降水量最少的是镇原气象站,为123.7 mm,次少的是环县气象站,为125.3 mm,最多的是正宁气象站,为162.5 mm,次多的是华池气象站,为149.9 mm。伏期降水量由东向西递减。伏旱频率最高的是合水、庆城、华池,为41.7%,伏旱频率最低的是宁县,为31.1%,频率从东北向西南递减。伏期降水量20世纪70年代降水偏少,80、90年代偏多,21世纪头10年偏少,2011—2018年偏多。伏期多雨年份比伏旱年份春玉米平均单产高960.0 kg/hm2;冬小麦平均单产高1 599.0 kg/hm2。伏期土壤相对湿度大年比小年玉米平均单产高2 287.5 kg/hm2;冬小麦平均单产高705.5 kg/hm2。     

干旱半干旱区公路水土保持措施对土壤物理性质的影响

为了更好地开展干旱半干旱区的公路水土保持工作,保护干旱半干旱区公路沿线的生态环境,以国道045主干线赛里木湖至果子沟口段高速公路为例,分析研究了水土保持措施布设6年后的土壤物理性质变化。结果表明,该区域挖方边坡适宜采用无防护措施,任其自然恢复,其土壤的抗冲抗蚀性更好;填方边坡适宜采用工程措施+本土适生植物相结合的措施进行防护,在不影响边坡稳定性的前提下,长边坡下部可适当采用无防护措施,土壤抗冲抗蚀性相对更好,工程措施倾向拱形骨架措施。     

基于多源遥感数据的TVDI方法在荒漠草原旱情监测的应用

为探讨近年来广泛使用的低空间分辨率的MODIS数据以及高空间分辨率的Landast 8数据对同一地区的旱情状况,选择内蒙古自治区干旱频发的乌审旗荒漠草原为研究区,借助分裂窗算法反演地表温度(Ts),获取归一化植被指数(NDVI),建立温度植被干旱指数(TVDI)的干旱监测模型,分别反演MODIS-TVDI和Landast8-TVDI,并与同期野外实测的不同深度土壤含水量进行回归分析。结果发现,基于MODIS和Landast8 2种遥感数据计算得到的TVDI与各层的土壤水分线性相关显著,两者都能表征地表的干旱分布,且Landast8-TVDI与各层土壤含水量的相关性大于MODIS-TVDI与各层土壤含水量的相关性,其中0~10 cm表层土壤含水量的相关性要好于0~20 cm、0~30 cm的相关性。因此Landast8-TVDI能够更好地反映乌审旗荒漠草原的土壤水分状况,更适宜于旱情监测。     

黄土高原半干旱地区休耕条件下深翻次数对土壤理化性状的影响

为了了解休耕条件下深翻次数对土壤理化性状的影响,旨在为休耕条件下耕地管理模式提供科学依据。本研究采用3年田间定位试验,以免耕为对照,研究了黄土高原半干旱地区休耕条件下年深翻1次、2次、3次对土壤容重、水分和养分的影响。结果表明：深翻纳墒是土壤管护不可缺的必要措施,效应随着年限的增加逐渐增大,总体上耕翻次数以2次为好,与1次相比,土壤容重有所减小,土壤含水量、有机质有所改善及提高,3年平均0～100cm土层含水量可增加0.62个百分点、0～40cm土层容重多降0.032 g/cm3、0～60 cm土层有机质提升0.004个百分点。     

四湖中下区旱地土壤表层相对湿度的遥感反演

通过对2010年5月31日ENVISAT ASAR IMM(Image mode medium-resolution image)数据的预处理,并运用中国环境资源卫星数据计算出三景(2010年1月2日、3月16日和5月23日)NDVI指数空间分布,结合地面物候特点,提取了湖北四湖中下区旱地空间分布;通过对地面0～10c...     

基于Meta-analysis的中国干旱半干旱区土地利用变化的土壤碳氮效应研究

通过整合分析方法,对中国干旱、半干旱区农田、林地、灌丛和草地4种土地利用方式下地表土壤有机碳、氮含量进行了定量分析。结果表明,不同土地利用方式对表土碳、氮含量影响显著;草地转化为农田将降低土壤有机碳、全氮含量（-60.9%和-54.3%）,草地转化为林地将导致土壤有机碳、全氮含量的降低（-21.5%和-31.3%）;草地转化为灌木林地将增加土壤有机碳含量（＋33.6%）和降低土壤全氮含量（-5.9%）。可见,受人类活动干扰最为强烈的农田的土壤有机碳、全氮含量最低,而草地、灌木林地具有较好的土壤肥力和土壤质量保持功能。因此,开展灌草植被恢复和农田弃耕（自然恢复）可有效改善土壤肥力和增加土壤碳、氮存贮     

基于HJ卫星数据的土壤含水量反演及其旱情预测

干旱是影响中国农业生产的重要自然灾害之一。为确定温度植被干旱指数(TVDI)法在苏北地区干旱监测中的适用性,本试验构建基于HJ卫星数据的NDVI-Ts特征空间,提取TVDI并结合实测数据将遥感指数转化为土壤相对湿度。结果显示:特征空间构建时,考虑NDVI0.2区间可提高干、湿边的拟合精度;TVDI与各层土壤含水量均有一定的相关性,其中与10~20 cm土层土壤含水量的相关系数达-0.649~-0.854(P0.01)。结合同期降水数据,可认为基于HJ卫星数据的TVDI法对苏北地区旱情具有较好的监测效果。     

干旱半干旱区坡面覆被格局的水土流失效应研究进展

植被恢复与建设是控制水土流失的重要措施.在干旱半干旱地区,植被在空间上的分布呈现离散特征,在坡面上形成的裸地-植被镶嵌和植被条带分布等覆被格局对水土流失过程具有重要影响.覆被格局与水土流失关系研究是景观生态学格局与过程研究的重要内容.从植被斑块、坡面覆被格局对水土流失的影响与耦合覆被格局与水土流失的手段和方法三个方面对国内外相关研究进行总结分析.从中发现,植被类型、层次结构和形态特征是植被斑块尺度上影响径流泥沙的关键因素;不同覆被类型的产流产沙特征与覆被格局的准确描述是研究覆被格局水土流失效应的重要基础;坡面覆被格局对水土流失的影响关键在于其改变了径流泥沙运移和汇集的连续性,应重点关注径流泥沙源汇区的连通性和空间分布在水土流失中的作用;以坡面的精确覆被制图为基础,建立基于水土流失过程的覆被格局指数和耦合格局信息的径流与侵蚀模型是定量研究覆被格局影响的有效手段.今后应加强以下研究:以动态系统的观点研究覆被格局的变化对水土流失的影响,系统理解覆被格局与水土流失之间的相互联系与反馈机制,探讨两者间动态关系随尺度变化的规律性并发展尺度上推方法;构建过程意义明确且简单实用的格局指数,将覆被格局与水土流失过程有机联系起来;发展覆被格局的动态信息与产流产沙过程相结合的水文模型,加强对格局与径流泥沙反馈系统的耦合,建立真正意义上的覆被格局-水土流失过程耦合模型.     

基于ASAR数据的2011年四湖地区干旱遥感反演

利用ENVISAT-ASAR GM卫星监测数据,根据其后向散射系数与土壤水分呈明显正相关的特点,反演正常情况和干旱状况下江汉平原四湖地区农田土壤湿度的空间分布.通过正常情况和干旱情况的差异,计算出两个时间土壤水分的减少量,进而得出四湖地区干旱程度的空间分布.通过比较荆州气象局发布的干旱指数空间分布和荆州农业局发布的干旱面积数据资料发现,运用ENVISAT-ASAR GM卫星监测数据反演四湖地区干旱情况是可行的.     

遥感在农作物估产中的应用与发展

本文以遥感估产为出发点,介绍了遥感的概念、原理、方法特点及国内外遥感估产方面的研究进展。     

基于可见光影像分析的黄土高原小流域植被指数研究

小流域植被状况的快速、高精度和低成本监测是评价退耕还林还草与生态环境建设功效的基础工作。为丰富植被指数多样性,本文旨在提出一种适宜黄土高原小流域植被状况监测的可见光植被指数。基于无人机遥感技术获取小流域可见光影像,论文构建了简化可见光植被指数(Simplified visible light vegetation index,SVVI),结合样本统计法确定阈值,以支持向量机(Support vector machine,SVM)的监督分类结果对比了8种常用可见光植被指数提取效果,并以黄土高原2个典型流域为例,以混淆矩阵检验指数精度及其适用性。结果表明：1)SVVI能有效抑制非植被地物信息,在提取地物种类丰富且植被覆盖度相对较低的区域时,SVVI提取精度高达96%。2)在地物相对单一且植被覆盖度较高的验证区,SVVI提取精度依然在90%以上,表明SVVI有较好的适用性。相比较于监督分类结果,基于SVVI进行植被覆盖度计算可以有效保留植被信息,实现黄土高原小流域植被状况高精度监测。     

新疆喀纳斯国家自然保护区植被叶面积指数观测与遥感估算

叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)是重要的植被结构参数,调控着植被与大气之间的物质与能量交换,在生态环境脆弱的我国西北部开展植被LAI的研究对阐明该地区植被对气候变化和人类活动的响应特征具有重要的科学意义。利用LAI-2200和TRAC仪器观测了新疆喀纳斯国家级自然保护区森林和草地的有效叶面积指数(LAI_e)和真实LAI,构建了其遥感估算模型,生成了研究区LAI_e和LAI的空间分布图。在此基础上,分析了LAI随地形因子(海拔、坡度、坡向)的变化特征,探讨了将其应用于估算研究区森林生物量密度的可行性,并评估了研究区MODIS LAI产品的精度。结果表明:研究区阔叶林、针阔混交林、针叶林、草地LAI_e的平均值分别为4.40、3.18、2.57、1.76,LAI的平均值分别为4.76、3.93、3.27、2.30。LAI_e和LAI的高值主要集中分布在湖泊和河流附近;植被LAI随海拔、坡度和坡向的变化表现出明显的垂直地带性的特点。LAI随海拔和坡度的增加呈现先增加后减小的变化趋势,坡向对针叶林和草地LAI的影响明显,但对阔叶林和针阔混交林LAI的影响较弱;森林生物量密度(BD)随LAI增加而线性增加(BD=44.396LAI-25.946,R²=0.83),研究区森林生物量密度平均值为120.3 t/hm²,估算的总生物量为5.0×10⁶t;MODIS LAI产品与利用TM数据生成的LAI之间具有一定的相似性(森林R²=0.42,草地R²=0.53),但森林和草地的MODIS LAI产品分别比利用TM数据生成的LAI偏低16.5%和24.4%。     

LAI无人机多光谱遥感估测及其在盐渍土改良中的应用

【目的】植被产量能综合直观地反映盐渍土改良效果,冬小麦生长旺盛期的叶面积指数(LAI)是植被产量的常用衡量指标。本研究利用无人机多光谱遥感获取冬小麦生长旺盛期的叶面积指数分布数据,对盐渍土改良效果进行客观准确评价,为人们筛选盐渍土改良技术和产品提供科学指导。【方法】以无棣县渤海粮仓滨海盐渍土改良试验区为研究区,基于无人机多光谱遥感数据,利用线性回归分析、偏最小二乘、随机森林和支持向量机等方法,构建拔节期冬小麦LAI反演模型;并利用因子分析法对盐渍土地区抽样地块进行改良效果评价,建立盐渍土改良效果LAI评价模型,基于该评价模型对整个试验区盐渍土改良效果进行评价。【结果】对冬小麦LAI遥感估测而言,并不是分辨率越高越好,而是5×5均值平滑后的光谱数据与一垄小麦叶面积指数的对应最佳。LAI遥感估测模型中,利用支持向量机建立的模型精度最高。改良效果LAI评价模型的预测结果表明,LAI对盐渍土改良效果的预测精度较高,改良效果最优地块的编号为26、27、28、29、30和31,最优改良方法为引黄淤灌和增施有机肥综合改良措施。【结论】无人机遥感可对盐渍土地区拔节期冬小麦的叶面积指数进行准确反演,基于...