沉水植物苦草属在水体环境修复中的研究进展和应用现状

为掌握具水生态修复功能的沉水植物苦草属的研究现状,综述了国内外近30年关于该属植物的生物学特性,与各类环境因子之间的相互作用,以及在工程中的具体应用等方面的内容。已有研究结果表明,有序地种植苦草属植物,并与其他水生植物进行合理搭配,既形成优美的景观,又具有十分重要的生态修复意义。同时,为使苦草属植物发挥良好的生态恢复效益,指出现有研究中尚存在的问题,并提出今后的3个研究重点:(1)加大教育宣传,扩大应用范围;(2)规范种植管养,开发实用工具;(3)提倡资源化利用,实现持续发展。     

花生品种抗光氧化特性的鉴定与评价

为评价不同花生品种的抗光氧化特性,并为选育广适性品种提供依据,本研究利用夏季强光高温的自然条件,人为创造一个光氧化胁迫条件,对不同花生品种进行抗光氧化特性的鉴定。结果表明,2015 年筛选到8 个抗光氧化品种,占鉴定品种的6.67%;中等抗光氧化品种占87.5%,不抗光氧化品种占5.83%。2017 年从2015 年材料中挑选45 个品种继续进行鉴定,3 个品种表现为抗光氧化特性,占鉴定品种的6.67%;中等抗光氧化品种占51.11%,不抗光氧化品种占44.22%。不同等级抗光氧化品种的相对叶绿素含量均存在显著或极显著差异,其中,2017 年不同等级抗光氧化品种的相对叶绿素含量明显低于2015 年对应等级的品种。本研究筛选到了抗光氧化差异明显的花生品种,验证了本方法在鉴定评价花生品种抗光氧化特性上的可靠性。此外,光氧化特性鉴定中光氧化胁迫时间应结合胁迫期间的温光条件和研究目的综合考虑。     

沉水植物苦草和轮叶黑藻对水环境的影响

为了研究沉水植物苦草和轮叶黑藻的对水环境的影响,在控制条件下单独种植苦草、轮叶黑藻和二者混种,笔者比较研究了苦草、苦草+黑藻、黑藻组合水体中总氮(TN)、总磷(TP)、铵氮(NH4+-N)、叶绿素a、总悬浮质(TSS)及总有机氮(TOC)浓度的区别。结果表明:苦草和轮叶黑藻对水环境的影响不同,单独种植苦草时,上覆水中总氮和氨氮含量高于其他处理,但总磷、叶绿素、TSS和TOC含量都低于轮叶黑藻单种和混种处理。研究结果说明,苦草对于降低上覆水中总磷和叶绿素含量作用优于轮叶黑藻,对维持水体水质有良好效果。     

基于遥感影像的云南甘蔗种植区优势评估

为运用遥感手段掌握云南省甘蔗种植区域空间分布特征,评估甘蔗种植优势度,以云南甘蔗种植区为研究对象,采用Landsat8-OLI为数据源,结合地面调查结果,通过极大似然法提取甘蔗种植区域空间分布及面积,利用比较优势指数法、使用甘蔗遥感面积评估各区甘蔗种植优势度。2014—2016年遥感影像监测显示,云南省甘蔗种植面积约为24.12万hm ²,主要集中分布在该省西南以及南部地区的主要河流沿线地带,临沧、德宏、保山、普洱、文山等区域的甘蔗面积约占全省的88%。比较优势指数法评估结果显示,临沧、德宏、普洱、保山、西双版纳的甘蔗规模优势指数分别为4.76、5.25、2.07、1.53、3.26,为云南甘蔗种植的优势区域;文山、玉溪、红河、大理等地区规模优势指数均小于1,种植优势不明显。研究结果可为云南甘蔗种植空间布局与优化调整提供参考。     

基于GF-1卫星影像的中国冬小麦制图研究

旨在实现冬小麦面积自动化提取,本文提出一种基于冬小麦NDVI加权指数(WNDVI)的分类算法。将影像分割成标准的小区域,从而构建冬小麦分类单元,采用自适应方法确定冬小麦种植区和非种植区WNDVI分割阈值。以2013年10月至2014年5月期间的GF-1卫星WFV影像为例,构建了全国14个省（市、区）的1180个分类单元的WNDVI,实现了2014年全国主产区冬小麦种植区的空间分布图;采用14233个样本对结果进行验证精度,总体精度达到了90.6%。本方法自动化程度高,结果稳定,适合大范围冬小麦面积监测业务化运行。     

基于WRF的城市热岛效应高分辨率评估方法

为解决城市总规尺度气候评估工具缺乏的问题,分析了不同气候评估方法的特点和应用范围,研究了气象学工具WRF在城市热岛效应评估中的应用方法及有效性。建立了针对城市总规尺度的高精度城市规划信息数据库、气象数据库生成WRF模拟边界的方法;明确了高精度城市热岛效应模拟所需的WRF物理方案。以沿海城市大连夏季典型晴朗高温天气为例,利用WRF模型进行了300 m的高分辨率模拟。结果表明,WRF可以较好地模拟出城市热岛效应的强度和时空变化;将模拟结果与气象站和现场观测值进行了对比,两者变化趋势一致,偏差在可接受的范围之内。     

基于HJ1A-HSI超光谱影像的县域耕地土壤盐渍度预测研究

针对目前干旱半干旱地区存在的土壤盐渍化问题,以北疆典型盐渍化地区玛纳斯县为研究区,以HJ1A-HSI超光谱影像为主要数据源,结合实测耕地土壤含盐量,分析光谱反射率及其变化形式与盐分含量的相关性,筛选耕地盐分响应的敏感波段,利用多元回归分析方法,建立基于环境卫星影像的耕地含盐量定量反演模型。结果表明,盐分的HSI影像响应波段均位于可见光与近红外波段间,以500~549 nm和696~776 nm范围最佳,相关系数均大于0.5;HSI反射率对数(lgP)预测模型精度最高,可实现对研究区耕地土壤盐分遥感反演。     

基于ETM+影像的棉花低温冷害遥感监测方法研究

为了能及时、大范围地遥感监测棉花的低温冷害状况,以便安排救灾及灾后评估,应用棉花影像特征参量及植被指数变化分析的方法,对2001年7月25日和2001年8月10日ETM+数据,经过几何校正、辐射校正、行星反射率转化等,分别形成基于DN值、辐亮度、行星反射率的NDVI,分析2001年7月28日-2001年8月1日强低温入侵前后棉田的影像参量及光谱特征变化情况。结果表明,受害前影像的DN值、辐亮度、行星反射率均值比受害后影像分别高出了29.07%、30.1%、3.15%,在方差方面,受害前各物理量的方差值均大于受害后的值,分别高出了67.5%、40.3%、33.3%,而NDVI均值下降的幅度分别为21.6%、19.57%、12.79%。高分辨率遥感影像数据可以间接反演出受低温冷害棉田的变化情况,可以作为监测强低温冷害的一种有效方法,对于灾害评估提供了定量化指标。     

基于Landsat8遥感影像的地表温度反演方法对比研究

随着数据的自由共享,Landsat8系列卫星的遥感数据已经成为地表温度反演的重要数据之一。本文基于Landsat8数据的地表温度反演算法,选择大兴安岭地区漠河市作为研究区域。采用基于Landsat8热红外波段的辐射传输模型法、单窗方法、劈窗算法等不同方法对地表温度进行反演,探究高纬度地区地表温度分布规律,并运用野外实测地温数据进行验证。结果表明：针对本研究区的3种地表温度反演的拟合效果都较好,温度误差在1℃左右,其中辐射传输方程法所得结果精度更高,可为高纬度地区夏季地表温度反演与冻土退化等研究提供一定的参考价值。     

基于颖果微形态特征探讨异颖草属的系统位置

为探讨异颖草属颖果微形态特征的分类学意义,利用体视显微镜和扫描电子显微镜对异颖草属及近缘属8种植物的颖果微形态进行了观察.结果显示,异颖草属颖果长椭圆形,稍背腹压扁,腹面凹,具沟,种脐披针形至缝状,胚比1/4左右,纹饰为条纹状.颖果微形态特征为异颖草属系统位置的确定提供了一定的依据,支持将异颖草属置于野青茅属.     

基于无人机遥感图像的苎麻产量估测研究

本研究旨在探索一种利用无人机-RGB系统提取的苎麻株高和可见光图像光谱信息估测产量的新方法。试验于2019年在湖南农业大学耘园苎麻基地进行,利用无人机搭载高清数码相机获取二季苎麻苗期和成熟期的图像。首先利用Pix4Dmapper生成苎麻冠层2个生育期的数字表面模型和高清数码正射图像;然后基于数字表面模型采用"差分法"计算试验小区的平均株高(DSM-based H);基于正射图像提取试验小区RGB通道均值,进而计算遥感图像数码变量和植被指数,分析苎麻种质间的图像光谱表型性状和产量株高比性状的差异性与多样性;最后采用逐步回归方法建立苎麻产量预测模型,并对各项产量解释因子进行相关性分析。结果表明:(1)基于无人机-RGB系统遥感株高与实测株高显著相关(r=0.90),修正遥感株高的均方根误差为0.04 m。(2)苎麻产量与株高信息存在极显著相关性(r=0.91),而与图像光谱表型相关性不明显。(3)融合遥感图像株高和种质特征差异构建的苎麻产量估测模型精度较高, R²=0.85, RMSE=0.71。因此,基于无人机遥感图像的苎麻产量估测是可行的,这对苎麻种质特征评价和产...     

Estimating canopy leaf nitrogen concentration in winter wheat based on multi-angular hyperspectral remote sensing

Real-time, nondestructive estimation of crop nitrogen (N) status is highly important for precision N management in winter wheat production. Developing a new N indicator based on the direct link between spectral index and chlorophyll content is important for crop N diagnosis. In this study, we investigated the quantitative relationships between leaf N concentration (LNC) and ground-based multi-angular remote sensing hyperspectral reflectance in winter wheat (Triticum aestivum L.). Field experiments were conducted from 2011 to 2014 across different sites, cultivars, growth stages, N rates, and planting densities, and a novel Multi-angular vegetation index (MAVI_SR) was developed to improve the prediction accuracy and stability of LNC measurement. The optimum vegetation indices (VIs) obtained from 40 traditional indices reported in the literature, as well as normalized difference spectral indices (ND) and Simple Ratio Indices (SR), were tested for their stability in estimating LNC at 13 viewing zenith angles (VZAs). Overall, the coefficient of determination (r²) of spectral reflectance and traditional VIs with LNC decreased with increasing VZA in both the forward and backward scattering directions and reached maximum values at a viewing angle of −20°. Ratio index (RI-1 dB) exhibited the best linear relationship to LNC (r² of 0.837) at the −20° viewing angle, but Enhanced vegetation index (EVI-1) showed the highest r² (0.819) with LNC at the nadir direction. The relationships between the LNC and two-band combinations indicate that there are three sensitive regions with high r², which vary with VZA, usually comprising combinations of blue–red wavelengths, green–red edge wavelengths, and between-red edge wavelengths. To further analyze the relationship between the combination of the three sensitive regions and the sensitive VZAs with LNC, the MAVI_SR index in the form of MAVI_SR = (R538/R768)₋₂₀ − (R478/R634)₊₁₀ was calculated and found to be highly correlated with LNC (r² = 0.897). When independent data were fit to the derived equations, the average relative error (RE) values were 15.5%, 14.3%, and 12.6% between measured and estimated LNC using EVI-1_0°, RI-1 dB_−20°, and MAVI_SR, respectively. These results suggest that the models can accurately estimate LNC in wheat, and the novel MAVI_SR is more effective for estimating LNC than previously reported VIs, independent of years, sites, and growth periods. The results also indicate the importance of taking into account angle effects when analyzing VIs.     

Evaluation of the suitability of arable fields for field trials by means of remote sensing

Summary The use of aerial photography for mapping the heterogeneity of trial fields was evaluated by comparing the pattern of infrared reflectance of a barley field with its spatial pattern for grain yield.The regression of yield on the infrared reflectance factor of barley appeared to be linear (correlation coefficient of 0.90). The high correlation encountered in this study justified the use of reflectance factors for estimating yield and it rendered aerial photography a good technique for mapping heterogeneity.Two kinds of maps were created in order to locate the heterogeneous parts of the field studied. One map was used for visualizing global heterogeneity and the other for visualizing local heterogeneity. These maps showed that trials performed on this particular field might be improved by using only parts of the field and by altering the shape of the blocks. The latter assertion was confirmed by field trials simulations.     

基于GF-1/2卫星数据的冬小麦叶面积指数反演

叶面积指数(leafareaindex,LAI)是监测作物生长状况的重要参数,准确、快速、大面积估算LAI不仅有助于更好地监测农作物,而且也有助于其在建模、总体作物管理及精准农业中的应用。本研究为了利用国产遥感影像快速、大面积反演冬小麦LAI,以GF-1/2影像作为数据源,提取常用植被指数,结合不同生育期(起身期、拔节期、开花期)实测LAI数据,建立反演冬小麦LAI的单变量和多变量经验模型,并对其进行验证。结果表明, GF-1起身期、GF-1拔节期以及GF-1开花期提取的植被指数中,MSR(modifiedsimpleratio)、GNDVI(greennormalizeddifference vegetationindex)、EVI(enhancedvegetationindex)与LAI间的相关系数最大,分别为0.708、0.671和0.743,说明这些植被指数与冬小麦LAI间的相关性较显著;GF-1不同生育期的反演模型相比,基于拔节期GNDVIGF-1建立的二次多项式模型和基于开花期EVI_GF-1、GSR_GF-1 (green simp...     

不同生育时期玉米洪涝胁迫遥感监测与评估

为建立玉米洪涝灾害遥感监测和评估技术,本研究开展不同生育期不同程度的模拟试验,持续活体监测叶片叶绿素、冠层光谱和覆盖度并测产。结果表明,拔节期洪涝胁迫可显著降低叶绿素含量,最大程度相对变化值达-56.30%,吐丝期胁迫对叶绿素无影响,灌浆期胁迫促使叶绿素下降但并不明显。洪涝胁迫能降低覆盖度,拔节期影响最大,胁迫严重的覆盖度仅46.33%,吐丝期次之,灌浆期较小。洪涝胁迫造成的减产,生育前期影响比后期严重。拔节期和吐丝期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈负相关关系,近红外平台波段达到极显著水平,绿峰波段次之,达到显著水平。灌浆期各波段反射率与洪涝胁迫程度呈正相关关系,相关性未达到显著水平。与胁迫程度呈极显著相关的光谱反射率和植被指数可以用于监测玉米洪涝灾害。最终基于胁迫之后与胁迫前的结构不敏感色素指数SIPI的差值DSIPI,建立拔节期和吐丝期洪涝胁迫产量损失率评估模型。     

土地利用/植被覆盖动态变化及其预测——以河北省涉县为例

本文以河北省退耕还林典型县涉县为研究对象,根据1999年和2007年2期TM影像资料和其它辅助资料,分析了涉县土地利用变化、区域差异特征和各类型之间的转化情况,并利用马尔可夫模型对2015年土地利用动态变化趋势进行预测研究。结果表明：河北涉县1999-2007年,因为退耕还林工程的实施,林地和高覆盖草地的面积有较大幅度增加,分别增长了6.41%和5.61%;耕地和中覆盖草地面积有较大幅度降低,分别减少了7.68%和4.60%;可以看出林地,草地和耕地是本地区土地利用变化的主导类型,与其他土地利用类型间的相互转化分布较广。到2015年林地和高覆盖草地持续增加,分别增长了2.00%和1.23%;耕地面积持续降低,减少了3.74%;林地,草地和耕地始终为主要的转化类型,占据主导地位,因此,合理利用与保护该区的林地,草地和耕地资源,是该区生态环境建设的必要途径。     

不同生育时期玉米洪涝胁迫遥感监测与评估

In order to set up remote sensing monitoring and evaluation technology of maize flood stress and loss, a simulation experiment with different flood stress degrees was developed at different stages. Chlorophyll content, canopy spectral reflectance and coverage were monitored in vivo, and yield level was tested finally. The results showed that chlorophyll content decreased under flood stress at jointing and filling stages. The decreasing extend was significant at jointing stage and the value of maximal relative change reached -56.30%. There was little influence on chlorophyll at silking stage. Flood stress could reduce the coverage, especially at jointing stage, the most serious treatment was only 46.33%, followed by silking stage and filling stage. Flood stress reduced production at last, and the reduction was more serious in the early stage than in the later stage. There was a negative correlation between reflectance and flood stress degree at jointing stage and silking stage. It was extremely significantly difference at near infrared platform bands and significantly at green peak bands. There was no significant positive correlation between reflectance and flood stress degree at filling stage. Reflectance and spectral indexes with extremely significant correlation can be used to monitor flood. Two models with DSIPI were set up to evaluate flood loss at jointing and silking stage separately.     

基于乡村振兴背景的县域乡村发展综合评价———以国家贫困县四川省马边县为例

本研究根据国家关于乡村振兴提出的“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的要求建立5 个准则层,结合贫困山区实际筛选出20 个反映乡村发展水平的指标,以四川省贫困县马边县为案例,综合德尔菲法(Delphi)及主层次分析法(AHP)评价分析马边县乡村发展指数及障碍度。根据乡村发展指数将马边县20 个乡镇分为3 个梯队,比较分析各区域发展的不平衡和差异性。同时根据障碍度分析,得出影响马边乡村振兴的障碍因素依次为生态适宜性(45%)＞产业发展水平(34.3%)＞生活水平(10.7%)＞乡村治理(5.1%)＞乡风文明(4.9%)。建议：（1）树立生态发展理念,建设生态宜居乡村;（2）选好优势特色产业,加快农业现代化步伐;（3）持续开展移风易俗活动,提升乡风文明水平;（4）激活人才、土地、资金等要素,在乡村形成人才、土地、资金、产业汇聚的良性循环。     

基于遥感技术的沙坨草甸交错带玉米农业气象灾害评估——以科尔沁左翼后旗为例

为了评估农业气象灾害对沙坨草甸交错带玉米产量的影响,于2013 年灾后在科尔沁左翼后旗进行实地测产,结合遥感估产和生态分类的方法,以遥感图像数据为主,地面测试数据为辅,获取农作物受灾面积,进而对科尔沁左翼后旗玉米进行灾害评估。结果表明,科尔沁左翼后旗农业区各镇玉米地受气象灾害影响程度的大小顺序为：双胜镇＞金宝屯镇＞查日苏镇,其绝产面积分别达到669.87、55.23 和6.77 hm2。玉米产量受损主要受气象灾害影响,除此还与土壤类型、玉米生育期、地形地貌等因素有关。利用玉米长势衰减表现在光谱响应特征差异的特性,估测玉米不同受灾程度的受灾面积成为可能,对于农业上遥感估产具有非常重要的作用。     

星载高分辨率SAR土地利用调查监测应用潜力评价

近年发射的1 m/3 m高分辨率合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）卫星为多云多雾地区土地利用动态遥感监测提供了重要数据源。为进一步检测高分辨率SAR卫星的适用性,采用对比分析和统计评价法,对TERRASAR、COSMO SkyMed、RADARSAT-2高分辨率SAR卫星中1 m聚束模式和3 m条带模式数据新增建设用地监测能力进行综合评价。结果表明,1 m聚束模式新增建设用地属性识别准确率可达到80%,3 m条带模式识别准确率约75%,基本新增建设用地监测应用需要。