黄土高原多沙粗沙区植被适宜性空间分析与制图

 以黄土高原多沙粗沙区为研究区,以植物自然分布为基础,利用DEM地形分析方法,对降雨、温度等因素的空间变化进行分析,并结合物种的生态环境需求,利用GIS空间分析功能,对该区38个物种适宜性的空间变化进行分析,并以此为基础,评价立地对植物生长型的适宜性。结果表明:利用DEM地形分析与GIS空间分析,可以很好地将物种适宜性的空间变化表现出来;利用VB编程,结合GIS,将物种适宜性与立地适宜性的空间变化予以图形显示。随着数据的积累和数据采集手段的改进,所采用的方法对于区域植被空间适宜性评价可提供积极的借鉴作用。     

纸坊沟流域黄土丘陵区土地生产力变化与生态环境改善

该文以黄土丘陵区纸坊沟为研究区,系统分析了该流域土地利用变化及其对生态环境变化的影响,并深入探讨了土地生产力变化与生态环境改善间的关系及政策在其中的作用。结果表明,由于林草植被在控制水土流失方面的特殊作用,林灌草用地与农耕地间的相互转化,是导致流域生态环境发生变化的直接原因。在1958年,由于植被的彻底破坏,流域不仅土壤侵蚀剧烈,而且土地生产力也为历史最低水平,生态环境极度恶化。随着林草植被的恢复,尤其是随着退耕还林（草）工程的实施,流域生态环境得到明显改善。流域生态环境的变化与土地生产力的变化切相关。土地生产力的提高,可以有效地降低人均最小耕地面积,大大缓减了由于人口增长而引起的农耕地的扩张,间接促进农耕地向林草等生态用地的转移,有效地促进了生态环境的改善。政策可以通过新技术的推广等提高土地生产力进而促进生态环境的改善,但政策也可以通过直接的实物补贴等对土地利用结构产生影响,如退耕补贴。政策途径的选择与特定的社会经济条件有关。     

基于3S技术的土地资源动态监测系统设计与建立

介绍了土地资源动态监测信息系统的技术基础、系统内容、应用模块设计与建立,并阐述了系统进一步的发展趋势。在3S技术支持下,建立土地资源动态监测信息系统,构筑土地资源评价和土壤侵蚀评价2个应用模块。     

小流域土地资源形成评价研究

在野外考察和遥感制图的基础上，深入分析了研究土地形成的环境条件和分异过程，从农业生产和生态环境建设的角度,对土地资源进行类型 划分与质量评价，全面阐述了各种土地类型的形态特征、利用状况、质量差异和存在的主要问题，提出了土地资源的开发方向和应采取的措施。     

基于CNN-RNN网络的中国冬小麦估产

在大范围内快速、准确地预估作物产量,对作物管理、粮食安全、粮食贸易和决策有重要意义。遥感为大规模作物估产提供了便利,大多数研究者结合深度学习和遥感影像取得了较好的结果。然而,农作物生长状态随时间变化,其产量具有非线性时空特征,单一的深度学习方法无法充分利用影像信息。因此,该研究提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）和门控循环单元（Gated Recurrent Unit,GRU）混合神经网络估产模型（CNN-GRU）,利用CNN从多光谱遥感影像中提取丰富的空间-光谱特征,在此基础上,结合GRU从多时相遥感影像中自适应学习冬小麦生育期各阶段之间的时间依赖,从多尺度融合冬小麦的生长特征并对其产量进行回归预测。该研究以全国冬小麦主产区为研究区,选取2001-2018年MODIS影像和冬小麦产量数据,构建了冬小麦估产数据集,并验证了CNN-GRU估产模型的性能。结果表明：1）以2016-2018年估产样本作为测试集,CNN-GRU估产模型的均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）年平均值为818.3 kg/hm2,相较于CNN、GRU、支持向量回归（Support Vector Regression,SVR）、随机森林（Random Forest,RF）和决策树（Decision Tree,DT）模型分别降低了20.13%、18.81%、29.51%、34.84%和36.57%;2）将冬小麦整个生育期划分为6个时间窗,CNN-GRU估产模型在灌浆-成熟期时精度最高,RMSE为817 kg/hm2,而抽穗-开花期的RMSE为823 kg/hm2,相较于灌浆-成熟期高0.7%。因此,该估产模型有能力提前2个月预测全国冬小麦主产区产量。     

小流域地形因子影响下的土壤水分空间变异性研究

在黄土高原丘陵区,了解土壤水分的空间分布对植被恢复空间布局具有重要意义。以黄土丘陵区纸坊沟小流域为研究区,以DEM为基础,通过采集土壤水分样本,利用薄板光滑样条函数插值方法,对各地形因子对土壤水分空间变异性的影响与趋势进行研究。结果表明：（1）利用薄板光滑样条函数法所生成的具有规则栅格的土壤水分空间数据,使离散而不规则的土壤性质数据功能得到了扩展,而且能更清楚地表现地形因子对土壤水分的影响;（2）与克立格法相比,样条函数法比克立格法插值精度可提高2倍,更能准确和清晰地表现土壤水分随地形的变化特征。     

黄土丘陵区小流域横断面土壤水分的空间分布特征

以黄土丘陵区的纸坊沟小流域为研究对象,研究了横断面上土壤水分空间变化特征,得出如下规律:①从总体来看,土壤水分含量大致是阴坡高于阳坡,坡下高于坡上,地形起着决定性作用,但植被的影响也非常重要。②在小流域断面水分分布中,乔木林地的平均含水量最低,灌木林次之,草本植被最高。表明丘陵区最适宜的植被应是草本植被和灌木群落。③植被的生长弱化了断面地形变化的影响,刺槐的阴阳坡、上下坡的土壤水分含量趋于接近,柠条的生长良好时的大耗水量也使阴坡和坡下的水分优势减弱,长势良好的草本群落使梁峁坡上的土壤水分状况优于其他坡位。④纸坊沟小流域除阴坡草本植被外,全部有土壤干层的存在,但并不影响植被的正常生长,因此,在植被恢复良好的地区,干层的产生是正常的。     

河南省土地利用景观格局变化研究

基于2000、2005、2012年的土地利用数据和景观格局指数,对河南省7种主要土地利用类型的演变情况和景观空间格局变化进行分析,探索河南省近期的景观空间格局演变规律及其成因.结果表明,2000-2005年、2005-2012年在河南省土地利用各类型中耕地(旱地和水田)面积始终最大,未利用土地面积始终最小;耕地(水田和旱地)、草地和林地面积总体呈减少趋势,水域、建设用地、未利用土地面积总体呈增加趋势,其中耕地中的旱地面积减少最多,建设用地面积增加最多;景观水平指数中斑块数量、斑块密度、平均分维数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数呈增大趋势,而平均斑块面积呈减少趋势,土地破碎化加剧,斑块形状变得不规则,景观空间连接性下降,景观要素空间分布不均衡.总体而言,河南省土地受城市化发展影响较大,在以后的经济战略制定时要注意把握人与自然的协调,做好城市化对耕地影响的度量.     

黄丘区退耕地植被与土壤水分养分的互动效应

对典型黄土丘陵区的延安、安塞和吴旗不同退耕年份植被特征、土壤水分和养分的调查和测定,研究了退耕地植被与土壤水分和养分随时间变异及其互动效应规律。结果表明,退耕初期土壤有较高的水分和养分,在较高的土壤水分和养分支持下,植被指数呈增长趋势,随着耕作施肥活动的停止和植被恢复对土壤水分和养分的消耗,使土壤水分和养分含量降低,土壤水分和养分的变异幅度也较大;从变化趋势看,植被指数和土壤贮水量变化呈相反趋势,植被指数与土壤水分之间的关系比其与土壤养分之间的关系更加密切,表明土壤水分对植被恢复和植被群落演替的作用更加显著;在退耕初期,土壤水分和养分对植被恢复和群落演替的作用要大于植被恢复和群落演替对土壤水分和养分的作用,随着植被群落演替的进行,植被对环境的适应能力不断增强,它们之间的作用关系不断改变,这种相互作用使植被群落以自己的方式改变着土壤水分和养分,并使自己逐步达到稳定。