土壤总氮和总磷含量的高光谱遥感预测

用遥感技术监测土壤养分是精准施肥中的一个重要手段。为此,在对118个风干的土壤样本的室内反射光谱进行预处理的基础上,分析了土壤总氮和总磷浓度与预处理后的反射光谱的相关性。分别选用与总氮和总磷浓度具有较强相关性的3个波段(分别是684,724,1 890,2 002nm和2 342,1 092,639,2 262nm),用偏最小二乘方法建立了土壤总氮和总磷含量预测的高光谱分析模型。结果显示,利用预处理的反射光谱建立的土壤总氮与总磷模型的决定系数分别是0.842和0.622,其均方根误差分别是0.132g/kg和0.208g/kg。     

湖泊水体中溶解氧和高锰酸盐指数多时间尺度相关性的分形测量

深入理解水质指标之间的相关性演化,有助于阐明水华发生及演化机理。为探究湖泊水体中溶解氧(DO)和高锰酸盐指数(I_Mn)水质指标的多时间尺度非线性相关性特征及演化规律,应用集合经验模态分解法(EEMD)和多重分形去趋势互相关分析法(MFDCCA),对泸沽湖和邛海湖2022年2月1日～2023年8月31日DO和I_Mn之间相关性的长期持续性及多重分形特征进行研究。结果表明：1)泸沽湖和邛海湖DO演化主要受到不同时间尺度上气象条件的影响。前8个模态叠加后构成DO的高频成分模态,可以更好地反映藻类生长对DO的影响,而减少气候季节变化对DO的影响。2)在研究时间尺度内,DO高频分量和I_Mn指标相关作用的强度随时间以幂函数形式缓慢衰减,其相关性在一定时高的U形变化。气象条件变化是导致Δh值和藻密度具有互相关关系的主要原因。研究湖泊水体中DO和I_Mn之间相关性的多重分形变化模式,可为完善湖泊水体中藻类演化动态及水华预测预警模型提供新的动力参数。     

土壤中总氮与总磷含量的近红外光谱实时检测方法

以浙江省潮化盐土为研究对象,用近红外光谱分析技术探测土壤氮(N)和磷(P)的含量.从试验田采集6组土样,每组取20个样品,共计120个样品.利用均值法、卷积滤波确定最终光谱数据,然后采用偏最小二乘回归法(PLS)及最小二乘支持向量机(LSSVM)分别建立了土壤总氮和总磷的近红外光谱模型,其中采用PLS所建模型的相关系数分别为0.9454(N)、0.9327(P),预测标准误差分别为0.0321(N)、0.0089(P).采用LSSVM所建模型的预测相关系数分别为0.9503(N)、0.9547(P),预测标准误差为0.0378(N)、0.0101(P).分析结果表明采用近红外分析技术可以预测土壤总氮(N)和总磷(P)的含量.     

水氮耦合条件下烤烟叶面积指数变化的模型研究

在蒸渗仪条件下,对不同水氮互作处理的烤烟叶面积指数随时间(移栽后天数)的变化曲线,建立相关模型,进行拟合分析研究。结果表明,烤烟全生育期内叶面积指数变化呈现缓慢增长,快速增长和衰退3个阶段,水氮互作处理间的叶面积指数相差不大;线性模型和指数模型均能较好的拟合叶面积指数的动态变化,经筛选,指数模型拟合的相关系数和精度较高,参数少,具有更强的实用性。     

水氮耦合对冬油菜氮营养指数和光能利用效率的影响

于2012—2013年和2013—2014年在冬油菜蕾薹期,设置3个施氮水平0、80、160 kg/hm2(分别记为N0、N1和N2)和3个灌溉水平0、60、120 mm(分别记为I0、I1和I2),探究蕾薹期不同灌溉、施氮量对冬油菜氮营养指数(NNI)、光能利用效率(RUE)、产量、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(NPFP)的影响。2 a田间试验结果表明,灌水且施氮能明显提高冬油菜地上部干物质量、光能利用效率和产量。I1N1处理的地上部干物质量比I1N2、I2N1和I2N2分别低0.80%、9.18%和11.12%。冬油菜在I0N1、I0N2、I2N1和I2N2处理下,均会出现氮素亏缺状况,不利于油菜生长;在I1N1和I1N2处理下,不同时期的NNI均大于1,I1N1的NNI在1附近波动,I1N2的NNI则远大于1,表明氮素过剩。2 a施氮和灌水处理对RUE的影响有显著的交互作用(P0.05),I1N1无论在干旱年(2012—2013年)或降水量较多年份(2013—2014年)均能显著提高冬油菜的RUE,而过量灌溉或施氮对冬油菜RUE促进作用不明显,甚至有下降趋势。2 a灌溉和施氮处理对冬油菜籽粒产量、耗水量、WUE和NPFP影响的交互作用均达显著水平(P0.05),2 a中灌水量为120 mm、施氮量为80 kg/hm2(I2N1)处理的产量最高,平均产量为3 385 kg/hm2,平均耗水量374 mm,平均WUE为9.1 kg/(hm2·mm),而2 a中灌水量为60 mm、施氮量为80 kg/hm2(I1N1)处理的WUE最高,其平均WUE比I2N1提高8.79%,平均耗水量减少42.5 mm,仅减产3.57%。从节水和生态可持续发展角度出发,灌水60 mm、施氮80 kg/hm2为冬油菜蕾薹期较优的灌溉施氮策略。     

基于粒子群算法优化光谱指数的甜菜叶片氮含量估测研究

为对甜菜叶片氮含量进行快速估测,利用高光谱成像仪获取甜菜冠层叶片高光谱图像数据,通过凯氏定氮法测定叶片氮含量。基于精细采样法在全波段范围内构建归一化光谱指数(Normalized difference spectral index,NDSI)和土壤调节光谱指数(Soil-adjusted spectral index,SASI),并提出了基于粒子群算法的植被冠层调节参数L优化方法,探寻任意波段组合下SASI的最佳L值及其变化规律。在筛选出特征光谱指数基础上,开展甜菜叶片氮含量的定量估测和可视化研究。结果表明,各生育期SASI对甜菜冠层叶片氮含量(Canopy leaf nitrogen content,CLNC)的敏感度高于NDSI,尤其在NDSI易发生饱和现象的近红外区域。相比常规光谱指数,叶丛快速生长期基于SASI1(R430. 20,R896. 76)和SASI2(R433. 03,R896. 01)建立的CLNC估测模型预测效果最优,2015年验证集R~2为0. 78,RMSE为2. 48 g/kg,RE为4. 18%;糖分增长期以SASI3(R952. 09,R946. 11)和SASI4(R760. 37,R803. 48)的建模效果最佳,2015年验证集R~2为0. 67,RMSE为2. 71 g/kg,RE为4. 72%;糖分积累期的最优建模参数为SASI5(R883. 30,R887. 79),2015年模型R~2为0. 72,RMSE为2. 54 g/kg,RE为4. 49%。为直观显示甜菜CLNC在时间和空间尺度上的变化规律,基于上述估测模型计算并生成甜菜CLNC的预测分布图,实现了甜菜CLNC的可视化。研究结果表明,提出的甜菜CLNC估测方法具有可行性,可为及时了解作物长势及营养估测提供技术支持。     

玉米叶绿素CCI值及氮营养指数在氮诊断中的研究与应用

叶绿素仪因其方便、快捷、非破坏性的优点而被越来越多的运用在作物氮营养诊断上。通过分析叶绿素CCI值与氮营养指数NNI之间的相关性,可以把两者的优点结合起来,达到准确方便检验作物氮营养状况的目的。本研究以河套灌区典型作物玉米为研究对象,设置5个氮肥处理(0、135、180、225、280kg/hm~2),通过田间试验,研究了河套灌区玉米叶绿素CCI值和NNI在氮营养诊断上的可行性。结果表明,叶绿素仪的测定值与施氮量、产量和氮营养指数之间均有较好的相关性。本研究叶绿素测定值推荐玉米的适宜施氮量为225kg/hm~2。     

基于叶面积指数的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线研究

为构建基于叶面积指数(LAI)的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线,于2018、2019年在关中地区进行了不同水氮供应的田间试验,试验设置了3个水分水平:雨养(RF)、亏缺灌溉(DI)和充分灌溉(FI),4个氮肥水平:0、90、150、210 kg/hm2,研究基于LAI的夏玉米叶片临界氮浓度稀释曲线对不同水分供应的响应,分...     

概念性水文模型对气候及覆被变化的敏感性研究

探讨了概念性水文模型TOPMODEL模型参数对地表覆被与气候条件变化的敏感性差异。选用覆被基本无变化而气候变化显著的年份进行模拟,研究模型对气候条件的敏感性;通过对气候条件相似而地表覆被变化较大的年份模拟情况进行比较,分析模型对地表覆被的敏感性。结果表明,模型本身对地表覆被条件的敏感性远大于气候条件。给运用TOPMODEL模型虚拟地表覆被变化情况下的水文循环提供了论证。     

糙米发芽过程中总糖和还原糖的含量变化研究

长期以来,白米是我国传统的主食,因而对白米加工利用的研究报道较多,而对糙米尤其是对糙米在发芽过程中的成分变化以及发芽糙米的开发利用缺乏研究。该研究以糙米为原料,以自来水为浸泡液,于28℃浸泡9h,再转入30℃恒温培养箱培养20h,在此生产工艺条件下制备的发芽糙米,其发芽率可维持在80%左右、发芽糙米中总糖的含量降低为糙米的70%左右、还原糖的含量显著升高为糙米含量的90倍左右。由此可见发芽糙米是一种低热量,易消化的健康食品。     

农村公共服务指数的建立及应用研究——以天津市为例

农村公共服务指标体系包括农村基础设施、农村公共教育、农村公共医疗卫生、农村公共文化、农村社会保障和农村环境治理6个一级指标和22个二级指标.在运用层次分析法计算出每个指标的权重后,选取天津市2003～2007年的数据说明了农村公共服务指数的建立、计算及应用.     

利用NDVI指数识别作物及土壤盐碱分布的应用研究

利用监督分类、NDVI指数等遥感影像处理方法,在黄河上游的宁夏青铜峡灌区开展识别作物及土壤盐碱分布的应用研究。基于LANDSAT卫星遥感影像,依据NDVI指数推断作物及土壤盐碱分布,得到灌区作物及土壤盐碱分布状况和相应的估算结果。研究结果表明,灌区上、下游之间在作物长势上存在着较大差异,北部地区明显低于南部,土壤盐碱分布差别是造成该差异的主要原因之一。受盐碱影响的作物面积在年度内随气候条件的改变呈现出明显的季节性变化,灌区年内受土壤盐碱危害的面积约为100000hm2,近1/3的作物面积受到程度不一的土壤盐碱化影响,且灌区下游的盐碱地面积及盐碱化程度均高于上游。     

基于植被健康指数的内蒙古干旱时空特征分析及驱动因素研究

【目的】探究内蒙古地区1982—2020年干旱时空演变特征及驱动因素。【方法】基于1982—2020年内蒙古植被健康指数（VHI）,从时间、空间及时空耦合角度分析该区域干旱时空特征,采用交叉小波方法分析厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、北极涛动（AO）、太阳黑子对干旱的驱动作用。【结果】(1)内蒙古地区干旱总体呈增加趋势,夏季干旱化趋势最明显。内蒙古干旱呈现出一定的交替性特征,第一主周期、第二主周期分别为8、12 a。(2)内蒙古中部偏北地区的旱情较为明显。(3)干旱明显加重地区主要位于内蒙古中部及东北部少许地区,南部呈干旱减轻趋势。(4)1982—2020年,内蒙古西部、中部、东部地区分别发生了23、20、17场干旱事件。最严重的干旱事件发生于1988年12月—1990年3月。(5)大气环流因子及太阳黑子与内蒙古干旱间均存在相关关系,ENSO对干旱的影响最大,太阳黑子对干旱的影响最小。【结论】1982—2020年,内蒙古干旱表现出加重趋势,具有周期性特征,且ENSO对干旱的影响最大。     

基于CMIP5模式与VIC模型耦合的滦河流域未来气候及径流变化研究

滦河流域是京津冀地区重要的生态屏障,在全球变暖的背景下,研究滦河流域未来气候及径流变化情势对京津冀地区的发展具有重要意义。基于VIC模型模拟滦河流域历史径流,利用相关系数、中心均方根误差、标准差和均值构建CMIP5未来全球气候模式评价指标体系,并对其做归一化处理,从各模式中选取最优的降水、最高气温、最低气温及风速数据以分析滦河流域未来气候变化。采用Delta法进行气象要素空间降尺度,将VIC模型与CMIP5全球气候模式耦合,开展滦河流域未来径流变化情势分析。结果表明：VIC模型在滦河流域的径流模拟效果令人满意。在年际上,未来年降水量、日最高与最低气温均呈上升趋势,未来日平均风速无明显上升趋势。在年内分配上,与历史期同月份相比,未来月平均降水量有增有减,其中10月份增加率最高,达138.64%;未来月平均最高气温均升高,9月份变化最大,平均升高2.45℃;未来月平均最低气温平均升高3.24℃,其中2月份变化最大,平均升高4.45℃;不同月份未来风速有升有降,其中8月份变化最大,平均升高0.23 m/s,升高率达16.35%。未来期的多年平均流量为134.41 m3/s,比历史期增加9.9...     

结合遥感数据对云贵地区蒸散发量及干湿变化特征的研究

利用卫星遥感观测MOD16和全球陆面数据同化系统(GLDAS)的逐月实际蒸散量(MOD16_ETa及GLDAS_ETa)与潜在蒸散发(MOD16_ETp及PM_ETp),探讨了2000-2014年云贵地区蒸散发时空变化规律,并综合利用蒸散发数据与降水数据计算多种干湿指数,分析了云贵地区近15年的干湿变化状况以及蒸散发、...