基于BP神经网络的太湖典型农田土壤水分动态模拟

收集太湖典型农田2010年10—12月和2011年3—6月2个时间段的逐日气象资料和土壤水分资料,运用BP(back propagation)神经网络和缺省因子分析法确定影响该地区土壤水分动态的主要气象因子(降水量、蒸发量、平均气温和平均地表温度以及平均风速),以这些主要影响因子作为输入变量建立该地区土壤水分动态模拟的BP神经网络模型。利用100组实测样本对神经网络进行训练,用剩余的64组实测样本进行检验。结果表明:0～14 cm和14～33 cm土壤含水量模拟的平均相对误差(MARE)最大为0.062 9,均方根误差(RMSE)最大为1.764,不同土壤层次的训练样本和检验样本的精度(PA)都在0.87以上。因此,BP神经网络用于太湖典型农田的土壤水分动态模拟是可行的。     

太湖地区小麦生育期麦田土壤铵态氮和硝态氮含量的模拟与预测

[目的]以T-FACE(temperature-free air carbon dioxide enrichment)模拟的气候情景下的田间实测数据为参照,对DNDC模型在太湖地区的适用性及拟合效果进行分析,并预测农田土壤中无机氮素的变化趋势。[方法]基于太湖地区稻麦轮作体系的T-FACE田间试验,采用DNDC模型研究了温度升高和CO2含量升高对土壤中硝态氮和铵态氮含量变化的影响。[结果]DNDC模型对试验区耕作层土壤中硝态氮和铵态氮含量的模拟值与田间实测值较为吻合,相关系数分别为0.942 1(P<0.01)和0.763 6(P<0.05),具有较高的可信度。年降水量和氮肥使用量的敏感性指数较大,分别为-2.282、0.692(铵态氮)和-3.417、0.433(硝态氮)。[结论]试验区耕作层土壤内无机氮素含量受气候因子的影响较大,并存在明显的季节性差异。模拟结果在小麦生长季后期与实测值较接近;在生长季前期和施肥后以及CO2含量和温度升高处理后较实测值偏高。降水量和施肥量是影响无机态氮含量的关键因素,年平均温度、p H值也有一定影响。DNDC模型对其他参数的敏感性不高。     

上海市青浦区生态用地建设评价指标体系研究

生态用地是生态环境的载体,其在生态环境保护和农业的可持续发展中具有重要的意义。采用频度分析法筛选指标,应用AHP-Delphi法确定各指标的权重,并根据上海市青浦区2020年的规划目标确定了一些基准值,在此基础上建立了上海市青浦区生态用地的综合评价指标体系,并对研究区生态用地建设的现状进行了综合的分析与评价,结果表明:该区评价等级处于Ⅲ级,具有很大的建设优化潜力,与实际调查情况相符。文中的分析指标体系具有极强的针对性和可靠性等特点。     

太湖地区农田水环境中氮和磷时空变异的研究

试验研究了太湖地区农田水环境中N和P的动态变化结果表明:太湖地区农田水环境均受到不同程度的N、P污染,且3~7月间呈加重趋势;目前地表水特别是太湖水中N、P含量已远远超过富营养化的极限值,富营养化程度十分严重;地下水中总P和NO3--N含量变化明显,NH4 -N已劣于V类地下水质量标准,基本不适合饮用;浅层地下水中的NH4 -N含量与土壤黏粒含量呈负相关关系,深层地下水(井水)中NO3--N含量与pH值呈正相关关系。该研究可为太湖地区水环境保护和农业面源污染治理提供参考依据。     

苏北滩涂区水盐调控措施对土壤盐渍化的影响研究

苏北沿海滩涂区具有大面积存在盐渍化风险的可利用耕地。近年来不合理的开发利用使该地区土壤盐渍化程度加重。通过微区定位试验,对该区典型滩涂盐渍化土壤进行微咸水灌溉结合农艺处理的试验研究,探讨了利用水盐调控措施防控该地区土壤盐渍化程度的可能性。结果表明,在低矿化度(3 g/L左右)的微咸水灌溉条件下,石膏处理和秸秆覆盖处理均可以有效降低各层土壤SAR值,降低耕层土壤盐分含量,并且促进作物生长;当灌溉水矿化度达到6 g/L时,石膏处理仍具有一定控盐效果,但覆盖处理已不能控制土壤表层盐分含量的升高,作物的生长开始受到影响;当灌溉水矿化度达到10 g/L时,各处理耕层均显著积盐,作物生长受到显著影响。因此,6 g/L及以上矿化度的咸水不能用于该地区的灌溉,6 g/L以下浓度的咸水灌溉须配合石膏和秸秆覆盖处理使用。该研究为苏北滩涂区农田管理提供一定的参考依据。     

农田尺度下土壤有机质的空间变异

应用地统计学方法结合空间分析技术,对太湖流域典型土壤白土O～12.0 cm、12.1～20.0 cm、20.1～30.0 cm的3层土壤样本和乌栅土0～15.0 cm、15.1～28.0 cm、28.1～42.0 cm的3层土壤样本进行了数据处理和分析,并对土壤有机质含量的空间变异特征进行了探讨.结果表明:各层土壤有机质的空间相关性较弱,白土有机质含量的空间相关性低于乌栅土.     

复合污染对水稻种子萌发及酶活性的影响

[目的]为制定保护农田生态环境对策提供试验依据。[方法]研究SDBS、EDTA、Cd、Hg复合污染对水稻种子萌发及部分酶活性的影响。[结果]结果表明:与未加处理的对照(CK)相比各处理组的蛋白含量均有所升高,而SOD酶活性降低,POD活性除SDBS-Cd、EDTA-Cd复合处理低于对照,其余均高于对照,各复合处理的α-淀粉酶、β-淀粉酶活性均比对照低。[结论]需加强重金属元素在土壤-水稻系统中的迁移、转化机制研究。     

太湖地区旱季、雨季水体污染影响因素分析

面源污染物越来越成为导致太湖地区富营养化的主要原因之一,利用SPSS进行基于因子分析的主成分分析法,研究了太湖地区旱季和雨季水质污染状况的差异及其主导影响因子.结果表明,研究区总磷、总氮、铵态氮超标最为严重,其中总氮含量雨季明显大于旱季;辛庄地区地下水中总磷平均含量明显高于宜兴和王庄的地下水.研究区域内太湖的磷污染比灌溉水和城市河水严重,且长期处于富营养化状态.地表水水质最大的影响因素是氮、磷营养盐以及CODMn>,影响地表水质的主要氮盐为铵态氮.     

封丘地区主要土壤中硝态氮运移规律研究

采用室内土柱模拟试验方法对封丘地区农田土壤中硝态氮垂直运移规律进行了研究。结果表明,在饱和条件下,2种土壤中硝态氮垂直运移的穿透曲线(BTCs)存在空间差异性,风沙土和黄潮土0～30cm土层中的硝态氮出流时间早,输入的硝态氮全部流出土体所需时间短,BTCs的峰值高,但黄潮土30～60cm土层BTCs的变化则相反,硝态氮溶液全部运移出土体的时间越长,穿透曲线越平缓、峰值越低;伴随SO42-离子对2种土壤表土层中硝态氮的BTCs无明显影响,但使黄潮土中、下土层中硝态氮出流时间提前。非饱和条件下,2种土壤中硝态氮BTCs的峰值降低,输入的硝态氮速率越慢,硝态氮运移时间增长,BTCs变得越平缓,曲线的不对称性和脱尾现象越明显。农田土壤中硝态氮的含量受季节变化的影响,冬、春季硝态氮含量较高;夏、秋季则较低。     

红壤地区典型农田土壤饱和导水率及其影响因素研究

研究了湖南祁阳红壤地区旱地、水田的原状土和扰动土的饱和导水率,并分析了土壤的有机质含量、土壤质地、土壤容重等土壤基本性质对土壤饱和导水率的影响状况。结果表明:原状土的饱和导水率变化于44.8×10-4~1.94×10-4cm/s之间,扰动土的饱和导水率变化于2.59×10-4~1.09×10-4cm/s之间;同一水稻土剖面上的饱和导水率基本呈现由上向下逐渐减小的趋势,且原状土的饱和导水率普遍大于扰动土的饱和导水率。原状土和扰动土的饱和导水率与土壤的主要物理性质之间存在着一定的相关性。通过SPSS统计软件分析显示,土壤容重是影响饱和导水率的最主要因素,而其它如有机质含量和粘粒含量等因素也有着一定的影响。