石羊河流域下游民勤荒漠植物光谱特征分析

选取石羊河流域下游民勤10种典型荒漠植物进行地面反射光谱测定,通过分析荒漠植物光谱特征、红边参数及对比荒漠植物与农作物光谱数据,提取荒漠植物识别的波段和所需波段光谱分辨率。结果表明:1)10种荒漠植物具有相似的光谱曲线形状,但是不同荒漠植物种由于叶子的组织结构、色素含量和含水量不同,使得反射率大小又具有各自的特点;5个波段区间光谱曲线差异显著,用于识别荒漠植物。2)荒漠植物红边位置都靠近长波方向;沙蒿的红边幅值最大,锦鸡儿最小;沙拐枣的红边面积最大,泡泡刺最小。3)荒漠植物光谱反射特征在680nm、970nm、1450nm和2190nm附近与农作物有较大差异,光谱分辨率在可见光和近红外波段需要30nm或更窄,在中红外波段需要50nm或更窄。     

河西走廊中部荒漠植被在改善生态环境中的作用

笔者采用调查、测定相结合的方法，根据生态学原则和本区荒漠植被建群层片群落结构的性质，对河西走廊中部荒漠植被类型及其在改善生态环境中的作用做了探讨。     

土地资源结构与农林牧合理用地布局的探讨——以甘肃省河西走廊为例

本文以土地资源结构理论为依据,论述了甘肃省河西走廊地区的农业分区,土地资源质量数量结构、农林牧合理用地构成及区域开发的整体布局。     

凝结水对温带荒漠一年生植物生态作用研究

选取一年生草本植物雾冰藜作为研究对象,设计有凝结水和无凝结水2个处理,每个处理又分干旱条件和人工浇水2组控制试验,研究凝结水的发生对雾冰藜的叶相对含水量、叶水势、净光合速率、气孔导度、生物量及生物量分配比例的影响。结果表明:2种土壤水分状况下凝结水的发生改善了一年生荒漠植物的叶片相对含水量。但只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著提高了荒漠一年生植物的叶水势。只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著提高了荒漠一年生植物的净光合速率及其最大值。凝结水对气孔导度的影响只发生在干旱条件下,而且只对上午10:00以前的气孔导度有显著影响。无论在人工浇水还是在干旱条件下,凝结水的发生均显著增加了一年生荒漠植物的生物量。但只有在干旱条件下,凝结水的发生才显著降低了一年生植物黄叶生物量。无论哪种水分处理,凝结水的发生都促进了荒漠一年生植物地上部分的生长,减少了根/茎比例,促进了光合产物在整个植株叶片中的积累,而相应减少了在茎中的分配比例。     

祁连山区植被生长与水热组合关系研究

气候条件,主要是热量和水分以及二者的配合状况,是决定许多植被类型呈带状分布的根本因素。本文以位于我国三大气候分区过渡带中的河西走廊南部的祁连山为研究对象,借助遥感数据中的植被指数方法定量地描述该地区植被的生长状况和空间分布,结合相应的降水与气温的空间化栅格数据,通过GIS空间叠加与多因子复合分析,合理地揭示了水热组合对于植被分布的影响。     

Ratio of rice reflectance for estimating leaf blast severity with a multispectral radiometer

 Rice reflectance was measured to determine the spectral regions most sensitive to leaf blast infection with a multispectral radiometer. As disease severity increased, reflectance also increased in the 400–500 nm (blue), 570–700 nm (red), and 900–2000 nm regions but decreased in the 500–570 nm and 700–900 nm regions. The increased reflectance in the blue and red regions may be attributed to decreased chlorophyll and carotenoid contents in response to the blast infection. The maximum and minimum reflectance differences occurred at 680 nm and 760 nm for the nondiseased and diseased rice, respectively. The spectral location of maximum sensitivity was 675 nm regardless of disease severity. Rice reflectance ratios were evaluated as indicators of leaf blast severity. Two ratios, R550/R675 (reflectance at 550 nm divided by reflectance at 675 nm), and R570/R675 quantified the significant disease severity. These wavelengths were selected based on the sensitivity minima and maxima. The ratios of nondiseased rice plants varied depending on growth stage. The variation in ratios must be considered when they are used to estimate leaf blast severity. Received: April 2, 2002 / Accepted: August 12, 2002     

基于高光谱的渭北旱塬区棉花冠层叶面积指数估算

以棉花冠层高光谱反射率与冠层叶片叶面积指数(LAI)为数据源,在分析LAI与原始高光谱反射率、一阶微分光谱反射率、光谱提取变量和植被指数相关性的基础上,采用一元线性与多元回归的方法构建了棉花LAI高光谱估算模型,并进行精度估算。结果显示,在可见光范围内随着生育期的推进及施氮量的增加冠层光谱反射率逐渐降低,在近红外范围内从苗期到花铃期随着施氮量增加反射率逐渐增加,花铃期到吐絮期反射率明显降低;各生育期冠层光谱的提取变量与LAI的相关性不强,全生育期各种光谱提取量及植被指数与LAI的相关性高于不同生育期;棉花冠层叶片LAI在反射光谱1 461 nm处相关系数达到最大值(r=-0.726);对于一阶微分光谱,LAI的敏感波段发生在742 nm处,r=0.744;以敏感波段742 nm一阶微分光谱反射率建立的逐步回归估算模型精度最高,RMSE=0.94,RE=26.27%,r=0.78。说明以全生育期为基础,采用一阶微分光谱敏感波段,并根据实际条件选择有效的估测模型,可以进行棉花LAI的预测。     

甘肃河西走廊春末夏初降水高空环流特征

对河西走廊1961-2002年19个气象站的春末初夏降水,采用EOF,REOF分析了其空间分布及其多雨与少雨年的500 hPa高度场700 hPa流场的特征.结果表明:多雨年中纬度500 hPa高度距平场东正西负, 东亚大槽弱,欧洲低槽强.700 hPa流场非洲至欧洲、西伯利亚海和菲律滨海盆为辐散区,印度和中国河西走廊为辐合区;少雨年500 hPa高度距平场西正东负,中亚到新疆的高压脊强,东亚槽偏强.700 hPa河西走廊春末夏初矢量风距平场,欧洲、西西伯利亚、泰国为辐合区,中国河西走廊为辐散区.     

植被盖度及太阳/观测角度对疏勒河上游NDVI和SAVI值的影响

随着太阳高度角及观测角度的变化,同一地物产生的反射率、辐射信息也会有很大差异。文中主要研究了不同植被覆盖度(PVC)情况下,太阳/观测角度对归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SA-VI)的影响。在疏勒河上游分别选取植被盖度为17%、59%、73%的样地和裸地进行试验。在太阳高度角变化的情况下,采用ASD便携式地物光谱仪分别在3个角度下进行反射率观测,观测的波长范围为350nm-1100nm,利用采集的光谱数据模拟Landsat TM红光(620nm-690nm)和近红外(760nm-960nm)波段的反射率,计算得到归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SAVI)。研究结果表明:与天底(0°)垂直观测的结果相比,ASD的传感器角度(±45°)变化能使植被指数的变化高达61.7%,NDVI和SAVI在不同的太阳/观测角度下变化相反,NDVI由前向-45°(传感器探头背着太阳)向后向+45°(传感器探头迎着太阳)方向增加。进一步分析得出:SAVI与红光及近红外波段的线性关系要强于NDVI与红光及近红外波段的线性关系。     

甘肃河西绿洲边缘积沙带所表征的气候环境信息

绿洲边缘积沙带的研究是一个新的科学问题。甘肃河西地区经过半个多世纪的防沙治沙,在绿洲边缘形成了一条积沙带。为了研究积沙带的形成和发育与气候环境因子之间的关系,对河西走廊东端至走廊中西部绿洲边缘的积沙带进行了调查。结果表明：① 年降水量是决定积沙带高度和宽度的关键因子;② 降水量是决定植被盖度的关键因子,降水对天然植被盖度的影响大于对包括人工植被在内的植被总盖度的影响,随着降水增加,背风坡植被盖度增加幅度大于迎风坡;③ 积沙带不同样点之间植被盖度的差异主要是由植株个体大小引起的,亦即降水对植株个体大小的影响大于对植株密度的影响。     

马铃薯受马铃薯甲虫危害后冠层光谱特征的初步研究

使用美国ASD野外便携式光谱仪测量马铃薯受马铃薯甲虫危害后冠层光谱反射率,进行光谱微分、相关分析,得出结论：在750～975 nm范围内,受害后的马铃薯与健康的马铃薯相比冠层光谱反射率下降,红边斜率降低。选择了马铃薯受害后的敏感波段为736～920 nm。     

1961-2015年河西走廊强降水的时空演变及其对植被的影响

基于1961-2015年河西走廊的降水及卫星遥感资料的分析,发现河西走廊强降水出现次数增加,1991年以来强降水出现站数明显增多、最大日降水量增多较大,河西走廊强降水的变化呈现出区域集中、强度增大的变化趋势.历年连阴雨出现站数趋势平稳,在2007年以来站数和次数均出现减少趋势,最长持续时间呈缩短趋势,但连阴雨最大雨量呈增大趋势,尤其是2000年以来,区域性连阴雨出现次数增多,最大雨量增大,连阴雨事件强度增强.年降水量和连阴雨雨量与植被中覆盖度面积主要呈正相关,与低覆盖盖度多呈负相关,河西西部连阴雨有效数据较少,东部相关性可能受到灌溉率等的影响.     

基于Sentinel-2数据的干旱区典型绿洲植被叶绿素含量估算

以渭干河-库车河绿洲(渭-库绿洲)为研究区,采用在机器学习方面具有明显优势的随机森林回归算法,对绿洲内的4种典型植被(棉花、芦苇、杨树、大枣)叶片的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)考。进行估算和验证。首先基于"红边"处光谱信息丰富的哨兵2号(Sentinel-2)影像和由其衍生的一阶微分、二阶微分影像各提取23种对叶绿素敏感的宽波段光谱指数,加入3种影响植物生长的土壤参量(土壤含水量,土壤有机质,土壤电导率)作为影响叶片SPAD的特征变量,再根据以上特征变量对每种植被叶片各建立3种方案的SPAD估算模型,从而实现对绿洲内植被叶绿素的监测。结果表明:①影像经一阶微分再提取的植被指数相比原位光谱植被指数,在SPAD估测模型中起到了更重要的作用,在随机森林算法的重要性排序中位居前列;②4种植被叶片的SPAD估测模型都取得了不错的效果,芦苇叶片尤为显著,确定系数(R^2)达到了0.926;③分析对比3种方案下模型预测能力,方案3(包含土壤参量)的预测能力卓越〔2.143<相对百分比偏差(RPD)<2.692〕,其预测能力排序为:方案3>方案1>方案2,土壤属性和模型预测结果有较强的非线性相关。Sentinel-2数据具有理想的估算绿洲植被叶绿素含量的潜力,提供了一种高效、低成本、潜在高精度的方案来估算叶绿素含量,可为干旱区绿洲农业、生态系统实现更有效的保护和管理提供参考。     

基于地表高光谱与OLI影像的土壤含盐量和pH值估测

针对宁夏银北地区大面积土壤盐碱化监测的需要,利用实测植被冠层光谱与Landsat 8 OLI影像相结合进行土壤含盐量和pH值估测研究.对实测植被冠层高光谱与影像多光谱反射率进行倒数、对数、三角函数及其一阶微分等一系列变换,确定最佳光谱变换形式,筛选敏感植被指数和敏感波段,分别建立基于实测植被光谱与Landsat 8 O...     

河西走廊地下水资源

本文利用已有的水文地质资料 ,广泛收集、系统整理了河西走廊地区内最新的水资源利用、水利化现状、勘探实验及水文气象资料 ,在此基础上采用基流分割法、径流模数法、大气降水入渗法、和水均衡法对河西走廊不同区段的地下水天然资源量进行了最新的计算评价。经计算 1 999年河西走廊地下水资源总量为 5 5 8395 .5 5万 m3 /a,其中祁连山 -阿尔金山2 3840 0万 m3 /a,走廊区 2 4 670 2 .74万 m3 /a(已扣除重复量 ) ,北山 -阿拉善中低山区 (包括腾格里、巴丹吉林沙漠 ) 732 92 .81万 m3 /a。     

甘肃河西地区生态问题与生态环境建设

生态问题是制约河西地区可持续发展的关键因素 ,南部祁连山水源涵养林减少 ,中部绿洲人为破坏和北部荒漠区土地沙漠化是主要的生态问题。自然因素和人为因素共同作用 ,导致河西走廊生态环境呈恶化趋势。欲实现河西地区可持续发展 ,需从水土资源适宜配置、加大投资、改变经济结构、控制人口增长、提高公众环境保护意识和法律意识等方面采取措施     

我国防沙治沙科研的突破口初探-以河西走廊沙区为例

河西走廊的防沙治沙科研在我国广大沙区具有代表性。河西走廊防沙治沙科研存在的主要问题是 :⑴宏观战略研究薄弱 ,研究缺乏系统性。主要表现在 :治沙措施散件得不到优化组合 ,其功能得不到充分发挥 ;研究客体之间互相割裂 ,缺乏从总体上控制沙漠化的研究 ;农业开发与生态资源保护的结合点问题没有解决 ;研究课题重复。⑵散件成果多属定性结论 ,缺乏操作性。运用系统科学的思想方法是治沙科技发展的突破口 :只有运用系统科学的思想方法才能科学处理生态资源保护、生态环境建设和资源开发利用三方面的关系 ,才能实现各种防沙治沙措施的优化配置 ,才能实现治理结果的持续稳定。运用现代数学方法建立沙区生态环境综合治理数学模型才能科学处理多系统的复杂关系。现代数学方法是系统科学的主要方法。运用系统科学的思想方法和现代数学方法是治沙科技发展必须达到的 ,是治沙科技发展的突破口。     

河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理分析

应用马尔科夫模型法 ,对河西走廊荒漠化区域景观动态及变化机理进行分析研究 ,结果表明 :河西走廊的景观基质以沙漠和戈壁为主 ,在过去近半个世纪里没有发生根本性变化 ;各景观要素的斑块大小及变化特点是戈壁、流动沙地和半固定沙地等类型的平均斑块面积较大 ,且呈增大态势。而林地、固定沙地、水域和耕地等类型的平均斑块面积较小 ,并且呈减小态势 ;1 949～ 1 995年 ,景观要素转化速率较高的类型主要为耕地、草地、林地、固定沙地和半固定沙地 ,主要的转化形式有流动沙地与固定沙地、半固定沙地间的相互转化 ,盐碱地、耕地、草地、固定沙地、水域等向半固定沙地的转化 ,草地和水域向固定沙地的转化 ,各种不同土地类型向潜在沙化土地转化 ,以及耕地、林地、草地三者之间的相互转化。景观动态表明 ,该区域土地退化极易发生 ,而生态恢复则相对困难 ,区域景观格局总体上呈现向荒漠化方向发展态势。     

新疆北部不同类型土壤光谱特征及对有机质含量的预测

对北疆地区淡栗钙土、冷钙土、石灰性黑钙土、石膏灰棕漠土等4种土壤类型的反射光谱进行分析,研究土壤有机质含量与光谱反射率之间的关系。结果表明,石灰性黑钙土的反射率明显低于其它土壤类型。有机质含量高于14 g·kg^-1时光谱反射率与有机质含量呈负相关,有机质含量很低（<8 g·kg^-1）时,土壤的光谱反射率与有机质含量之间呈正相关。分别采用593.6 nm波段的原始光谱反射率、661 nm波段的反射率去除包络线和547.4 nm波段反射率的一阶微分与土壤有机质含量建立回归模型,经检验三种模型均能较好地预测有机质的含量,其中光谱的一阶微分预测精度相对较高,可较好地预测北疆主要类型土壤的有机质含量。     

河西走廊东部人工增雨试验效果评估

采用非随机试验,运用序列试验法、区域对比试验法、区域双比试验法和区域回归试验法,分析了1997-2004年5～9月份在河西走廊东部进行的人工增雨作业.试验发现,实施人工增雨作业后,8年平均累计增加降雨量131.5 mm,平均相对增雨率为26%.说明河西走廊东部进行的人工增雨效果是明显的,进行人工增雨是可行的.人工增雨为河西走廊东部开发利用空中水资源、改善环境、增加水库蓄水开辟了新的途径.