内蒙古地区玉米农田土壤墒情动态预测模式

根据多年实际观测资料,在土壤水分平衡参数模拟方法的基础上,利用初始土壤有效水分贮存量、降水量和实际蒸散量三要素,建立了０ｃｍ～５０ｃｍ土层的土壤水分动态预测模式,提出了玉米农田土壤墒情评估方法。通过１０个区域的试用,土壤水分预测准确率在８０％左右,墒情预测准确率可达９０％以上。     

ARIMA模型预测土壤墒情研究

土壤水分的动态模拟是土壤墒情(旱情)监测及预测预报的重要内容。采用AR IM A模型进行土壤水分时间序列的拟合与趋势预测。在建立模型后,用实测数据与模型的预测数据相比较说明AR IM A时间序列模型能较好地拟合与预测土壤墒情的变化趋势。     

农田土壤墒情预报研究现状及不同预报方法的对比分析

土壤墒情预报是实施农田土壤水分有效调控的基础和前提。回顾总结了国内外土壤墒情预报研究发展的历史和现状,并对几种预报模型进行了重点对比分析。在此基础上,对现有研究中存在的问题及发展趋势和今后研究的重点进行了展望。     

冬小麦生物量卫星遥感估测研究

生物量是反映冬小麦长势的重要群体指标,及时、大面积获取冬小麦生物量信息有利于掌握早期冬小麦长势和产量形成动态,对于生产管理措施制定意义重大。以江淮麦区的泰兴、兴化两市大田冬小麦为研究区域,基于冬小麦生物量模型(WBM),利用环境星(HJ-1)进行冬小麦拔节期生物量监测预报研究。在提取研究区域小麦面积信息的基础上,利用泰兴市冬小麦拔节期遥感影像反演的LAI及时修订生物量模型的参数,再利用模型对兴化市冬小麦生物量信息进行预测。结果表明:(1)利用生物量模型预测的冬小麦生物量为1897.03～3800.78kg/hm2,平均为2866.33kg/hm2。实测的生物量为1932.30～3689.44kg/hm2,平均为2711.75kg/hm2,相对误差为5.70%,生物量模型的预测性较好;(2)利用预测生物量与卫星影像NDVI的转换模型,可制作冬小麦生物量预测专题图,并能准确、大面积获取不同等级生物量的冬小麦面积分布与长势信息。     

基于多源信息的山西省土壤墒情监测站网规划布局研究

综合考虑全省地形地貌、农业气候、土壤类型等自然属性信息,以及灌溉和雨养农业区、粮食主产区、易旱区等空间分布特点,提出了基于多源信息的土壤墒情站网规划布设原则和方法,运用Arc GIS技术实现空间信息的叠加、提取和融合;并在已有站网基础上对研究区土壤墒情监测站网进行了规划布局。全省共规划土壤墒情监测站392个,其中已有墒情站71个,新增墒情站321个;规划墒情站平均代表面积399.49km2,站网密度每县3.92个。该方法可为抗旱管理部门墒情站网规划建设提供技术支持和参考。     

水量订单制度下黄河下游灌区水资源实时分配模型及管理软件开发

针对黄河下游引黄灌区水量订单随意性大、水资源利用率低的问题,本文紧密结合当前调度管理制度,基于实时灌溉预报与模糊聚类理论,提出了黄河下游灌区水资源实时分配管理模型,模型包括考虑土壤墒情、雨水资源及天气情况影响的作物需水预测模型和灌区实时水量订单模型两部分内容.在典型灌区,进行了模型的应用,并开发了相应的水资源管理软件;应用结果的合理性表明了模型的正确性,该模型可广泛用于黄河下游灌区的用水管理和调度.     

草地螟监控技术研究与示范推广

在研究明确草地螟越冬区域和有关生物学特性基础上,制定了农区草地螟预测预报技术规范,提出了秋耕春耙压低虫口基数,灯光诱控成虫,种植非喜食作物和诱集带灭(避)卵及适时除草灭卵,保护利用自然天敌和科学使用环保型农药防治幼虫等关键技术.集成应用这些技术,在提高预报准确率、应急处置草地螟生物灾害突发公共事件、大面积防治草地螟灾害等方面取得了显著效果.     

绿洲区域土壤盐渍化主要参数的空间异质性分析

通过研究土壤盐渍化主要参数的空间异质性,反映绿洲不同程度盐渍化的空间分布.借助传统统计学、地统计学与野外实测数据相结合的方法,以渭库绿洲为例,分析土壤三个剖面层(0-10cm,10-30cm,30-50cm)盐渍化主要参数(电导率、含水量、含盐量、pH)的空间异质性.对研究区域各层土壤盐渍化的监测采样控制在95％置信水平、15％相对误差的可接受范围.研究表明:土壤盐分表聚强烈,呈现出东南高,西北低的盐渍化空间格局.土壤盐渍化严重威胁绿洲的生态安全,因此了解盐渍化空间分布,有利于土壤盐渍化的快速诊断,对进行合理的水资源灌溉利用,防治和改良土壤盐渍化具有科学指导意义.     

基于生物量的土壤水分动力学模型研究进展

土壤水分是农作物生长发育的基本条件和农作物产量预报的基本参数,土壤含水量的多少和空间分布,能有效反映作物当前的生长状况,以及研究区域的干旱情况.利用遥感技术监测土壤水分,具有实时、动态、大面积的优势.随着土壤水分动力学的发展,如何将两者结合起来,建立较少依赖于非遥感数据的模型,实现土壤水分的大面积监测,是监测土壤水分的...     

BP神经网络方法在土壤墒情预测中的应用

利用多年实测土壤水分资料和气象资料,建立了考虑多个因素如:外界气象因素及土壤特性、作物生长等对土壤墒情影响的BP人工神经网络模型。应用结果表明:所建立的模型具有较好的预测效果;用BP人工神经网络建立土壤墒情预测模型的方法是可行的。     

华南农作物覆盖区土壤水分ENVISAT-ASAR与MODIS数据联合反演算法研究

准确、及时地获取大面积地表土壤水分信息在农业科学领域具有较大的应用潜力。本文以地域特色突出的广东省徐闻县为试验区,联合使用双极化ENVISAT-ASAR数据和光学遥感MODIS数据,充分利用MODIS数据的高重复覆盖率,提取试验日期内的归一化差分水指数(NDWI),计算各试验点所对应的植被含水量(VWC)数据,相较于NDVI,NDWI具有不易饱和的特点,更加适合于本次研究所在的高植被覆盖区。最后利用"水—云模型"从ASAR数据总的后向散射中去除植被的影响,建立裸土后向散射系数与实测土壤含水量之间的关系,拟合结果VV极化优于HH极化,相关系数为VV极化R=0.865,HH极化R=0.676,总体上针对农作物覆盖地表土壤水分变化的估算算法还需要更进一步发展和改进,以提高反演精度。     

内蒙古地区土壤水文特征的空间分布

以全区93气象台站观测得到的0～50cm分层土壤水文物理特征(田间持水量、凋萎湿度、容重)资料为基础,结合南京土壤所编制的1:100万土壤类型图,依托GIS中地统计学方法,构建并分析了内蒙古典型土壤类型水文特征的空间分布特征。     

科尔沁沙地坨甸交错区土壤水分的空间变异规律

科尔沁沙地沙丘-草甸相间地区,地貌形态多样、土地利用类型众多,从而导致土壤水分空间分布的复杂性。通过对科尔沁沙地典型沙丘-草甸相间地区的调查取样与试验分析,运用统计学理论和方法,研究土壤水分的空间变异性及其空间分布规律。结果表明：水平方向上,土壤水分总体表现为草甸地大于沙丘地,过渡带介于两者之间。就草甸地而言,植物生长越好,其土壤水分越高,保水持水性能也越好;沙丘地则与之相反,植被最稀疏的流动沙丘,其土壤含水量大于半流动半固定沙丘与固定沙丘,且有良好的储水条件。垂向上,高覆盖草甸、低覆盖草甸和农田（草甸）土壤含水量在地表下0～40 cm波动最大,40～160 cm随深度增加而递增;流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘土壤含水量随深度增加呈微弱加大趋势。林地、撂荒地、农田（沙丘）变化程度居中。从空间分布看,研究区中东部土壤水分偏大,且向南北两侧区域递减。     

基于高分遥感影像的亚高寒草甸土壤水分含量反演

通过高分卫星遥感影像计算植被供水指数来反演亚高寒草甸土壤水分含量,结合高分辨率遥感影像(GF-2)和中分辨率的遥感影像(Landsat-7)进行土壤水分反演模型建模验证,揭示高分遥感影像结合植被供水指数法在青藏高原东北缘亚高寒草甸草原上的适用性,同时分析研究区土壤水分分布及其影响因素。基于高分二号（GF-2）、Landsat-7影像数据,以甘南藏族自治州当周草原为研究区,利用植被供水指数（VSWI, vegetation supply water index）构建土壤水分反演模型得到研究区土壤水分含量反演图,通过半方差函数及主成分分析法探索研究区土壤水分空间分布及影响因素。结果表明：研究区土壤水分含量分布状态呈现出一定程度的空间变异,体现在整个研究区内以及各个地块之间,土壤水分含量主要介于0.11%~60.44%之间;土壤水分含量与坡度、海拔、坡向、NDVI、地表温度均呈正相关关系,分布主要受NDVI、坡向、坡度、海拔的影响。综上,利用植被供水指数法结合高分遥感影像监测土壤水分含量是可行的,基于GF-2遥感影像所建立的模型拟合度最优,较Landsat-7遥感影像更具优势。     

孙家岔流域坡面不同土地利用的土壤水分变化分析

以甘肃省兰州市孙家岔流域为研究对象,采用1982—1983年和2011年土壤水分实测资料,分析该流域坡面防护区不同土地利用土壤水分的年内、年际变化特征。结果表明,在黄土丘陵区小流域内,农坡和荒坡土壤水分的年内动态变化具有相同的规律,但农坡年内平均含水量要高于荒地。流域内降雨量的多少以及时空分配是土壤水分变化趋势的主要影响因子。土壤水分的变异程度随降雨量和土层深度的增加而减小,土壤深度在1.20~1.40 m内含水量受季节气候动态变化影响显著,土壤深度超过1.60 m内含水量在相同年度具有一定的时间稳定性。土质较好的荒地,选择适宜的农作物(如洋芋),可提高缓坡区(5°~15°)降水资源的有效利用率。     

宁夏半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型土壤贮水量变化分析

气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性,通过农地、林地、草地等土地利用类型0-20cm、20-100cm和20-180cm土壤贮水量的分析,研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似,与降雨具有极大的相关性,都是在土壤解冻后下降,然后随着雨季的到来逐步升高,或者升高后在降低的趋势,主要以＂V＂型为主进行波...     

西北旱区农业水土资源空间变异特征研究

农业水土资源是人类赖以生存的物质基础。为合理利用和开发西北旱区农业水土资源,利用经典统计学和地统计学方法研究了其水资源指数和耕地资源指数的空间变异特征。结果表明:西北旱区水资源指数和耕地资源指数均具有中等变异性特征,其半方差最优拟合模型分别是高斯模型和指数模型,且均呈现空间不均衡分布,分别具有较强和中等空间相关性,其空间变异主要受结构性因子的影响。研究结果不仅可为西北旱区农业水土资源的配置、高效利用和优化提供依据,也为在较大研究范围内开展空间因子变异特征研究提供了方法参考。     

气温变化条件下融雪速率和土壤水分变化的同步观测试验

气候变化可以改变积雪持续的时间、雪盖储水量及积雪开始融化的时间,从而影响土壤水分时空分配。利用TFACE（temperature free air controlled enhancement）的增温装置,在中国科学院天山积雪与雪崩研究站的融雪季节进行为期一个月的室外增温试验。试验包括3种处理：自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。结果表明：气温的升高和增温区内局部空气热对流加入的黑色粉尘物质加速了积雪的消融;在增温Ⅰ和增温Ⅱ条件下,积雪将提前19 d和25 d 消融,相应的各土层土壤水分也出现不同程度的增加。与此同时,土壤水分最大值也提前13 d和22 d。土壤水分极值的提前预示着以融雪水为重要来源、以超渗产流模式为主的河流洪峰的提前,或者超渗产流模式向蓄满产流模式的转变。这将给区域内水资源的时空分布和管理分配带来影响。     

Spatial distribution of soil moisture,salinity and organic matter in Manas River watershed,Xinjiang,China

With the classical statistical and geostatistical methods,the study of the spatial distribution and its influence factors of soil water,salinity and organic matter was carried out for 0-70 cm soil layers in Manas River watershed.The results showed that the soil moisture data from all soil layers exhibited a normal distribution,with average values of 14.08%-21.55%.Geostatistical analysis revealed that the content of soil moisture had a moderate spatial autocorrelation with the ratios of nugget/sill ranging from 0.500 to 0.718,which implies that the spatial pattern of soil moisture is influenced by the combined effects of structural factors and random factors.Remarkable spatial distributions with stripped and mottled features were found for soil moisture in all different soil layers.The landform and crop planting had a relatively big influence on the spatial distribution of soil moisture;total soil salinity was high in east but low in west,and non-salinized soil and lightly salinized soil appeared at the northwest and southwest of the study area.Under the effect of reservoir leakage,the heavily salinized soils are widely distributed in the middle of the study area.The areas of the non-salinized and lightly salinized soils decreased gradually with soil depth increment,which is contrary to the case for saline soils that reached a maximum of 245.67 km2 at the layer of 50-70 cm.The types of soil salinization in Manas River watershed were classified into four classes:the sulfate,chloride-sulfate,sulfate-chloride and chloride.The sulfate salinized soil is most widely distributed in the surface layer.The areas of chloride-sulfate,sulfate-chloride,and chloride salinized soils increased gradually along with the increment of soil depth;the variation range of the average values of soil organic matter content was between 7.48%-11.33%.The ratios of nugget/sill reduced gradually from 0.698 to 0.299 with soil depth increment,which shows that the content of soil organic matter has a moderate spatial autocorrelation.The soil organic matter in all soil layers met normal distribution after logarithmic transformation.The spatial distribution patterns of soil organic matter and soil moisture were similar;the areas with high organic matter contents were mainly distributed in the south of the study area,with the lowest contents in the middle.     

关中盆地地下水硝酸盐含量的空间变异特征

通过对关中盆地225个潜水样点进行采样分析,应用地质统计学方法中的变异函数和克里格插值工具对盆地地下水的硝酸盐含量的空间变异和分布特征进行研究。研究结果表明:关中盆地地下水硝酸盐含量的空间相关性属中等程度,随机性因素对于该区地下水硝酸盐含量分布的影响较大,人类活动在该区造成的硝酸盐污染已是区域性的;关中盆地地下水的硝酸盐含量普遍较高,总体分布特点为东部高于西部,由南至北有逐渐递增的趋势;盆地中东部的礼泉-兴平-武功一带和三原-富平-蒲城一带的阶地及黄土台塬区是地下水硝酸盐含量超标最为严重的区域。由于是关中重要的农灌区,施肥灌溉等农业活动是造成这两个区域地下水硝酸盐激增的主要原因。