基于集对分析的农用地集约利用评价研究

针对国家对于节约集约用地的要求,基于集对分析原理,通过构建农用地集约利用评价模型,探讨了农用地集约利用评价新方法.即通过建立农用地集约利用指标值和等级划分标准值两个集合,由这两个集合构成一个集对,对构成的集对进行联系度分析,利用平均联系度评价农用地的集约利用程度,并以潜江市为实例探讨了具体的评价方法和过程,通过对评价结果的分析为其农用地的利用提供科学依据.     

江汉平原农田土壤环境质量与生态风险分析

对江汉平原后湖地区农田的土壤环境质量和污染状况进行了系统的调研,采用单因子指数、内梅罗综合指数、Hakanson生态风险指数法对研究区Cd、Hg、Cu、Zn、Pb、Ni、As、HCH、DDT进行分析与评价.结果表明,研究区9种单要素污染程度依次为Cd>As>Cu>Zn>DDT>Hg>Cr>Pb>HCH,相比较而言,Cd污染为主要污染元素,8个地块已受到Cd的轻度污染,土壤中的农药残留主要成分为DDT;3.81%的农田的综合污染指数大于1(轻度污染),15.59%的农田处在警戒限;研究区潜在生态风险指数整体偏小,除两个地块的Cd属中潜在风险外.其他都属低潜在风险.整体而言,江汉平原农田土壤环境质量属清洁和安全范围.符合发展现代农业的要求.     

武汉市园林土壤理化性状的空间分布规律

基于湖北省武汉市中心城区及远城区主要园林土壤412个采样数据,运用ArcGIS技术研究武汉市园林土壤pH值、有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量的空间分布规律。结果表明,武汉中心城区园林土壤pH值在7.9以上,远城区土壤pH值接近中性,有向碱性发展的趋势。中心城区土壤OM含量为1.9%～2.0%,处于中等水平,远城区为0.9%～1.4%,含量较低。中心城区土壤TN含量的均值为0.05%,远城区为0.02%～0.03%,整体全氮含量处在正常范围。中心城区及远城区土壤TP含量分别为0.095%～0.12%,0.017%～0.04%,全磷含量略低于正常水平。土壤TK含量为1.3%～1.4%,属正常范围。整个城区土壤AN含量为16～60 mg/kg,处偏低水平,AP和AK平均含量分别为15.28、100 mg/kg,含量较高。数据化系统的建立,可以为今后决策部门规划与管理提供科学依据,推动城市绿化事业健康平稳发展。     

基于3S的土壤肥料专家系统研究

随着计算机技术和3S(GIS、RS、GPS )技术在农业上的广泛应用,传统农业正向精细农业转化,农业专家系统应运而生。针对目前我国土壤养分管理和施肥技术的现状,本文从与土壤肥力、施肥、作物有关的因素着手,采用面向对象的编程语言(VB)、数据库(Access)和3S等技术手段,探讨土壤肥料专家系统的设计过程。这种专家系统不但能指导农民合理施肥,也能为决策者和肥料供销商提供决策服务,具有很好的实用性和推广价值,尤其在滨湖平原能收到良好的经济效益和社会效益。     

基于GIS和NFM的耕地多宜性评价方法与应用研究

生态位适宜度是对经典生态位理论和方法的深化与发展，在合理优化利用环境资源，发挥作物、环境最大共生效应，及工农业布局和指导农业生产中具有重要的实际意义。在可持续发展理论的指导下，以江汉平原后湖地区耕地为研究对象，将生态位适宜度模型引入到多宜性评价研究中，采用加权平均和限制因子模型对各评价单元水稻、油菜、小麦和棉花4种作物的生态位适宜度进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高，生境条件基本能满足作物的需求；部分地块的生境条件需要改善；限制该地区土地生产潜力的生态因子主要为：CEC，速效磷和全氮。研究结果能直接指导农业生产实践，促进耕地的合理利用与管理。     

乙烯利和多效唑对簕杜鹃生长开花及生理特性的影响

【目的】探索外源激素乙烯利和多效唑对簕杜鹃观赏性状及其生理特性的影响,分析植株开花过程与生理生化特性的相关性,为实际生产中簕杜鹃的花期调控、提高开花率提供理论和实践依据。【方法】对植株分别叶面喷施25、50、75、100、125 mg·L~(-1)的乙烯利及100、300、500、700、900 mg·L~(-1)的多效唑,以喷清水为对照(CK)。2016年8月23日开始第1次处理,每隔10天喷施1次,共喷施3次。观察植株生长发育过程中观赏性状的变化,同时采用酶联免疫法测定植株生长开花过程中内源激素、碳水化合物及可溶性蛋白质含量。【结果】花芽分化初期,较低的IAA、GA_3以及较高的ABA、ZR有利于植物开展花芽分化;分化后期,高水平的IAA、相对稳定的GA_3以及较低的ABA、ZR对花各部位的发育有益。形态分化初期,总氮含量较低,可溶性总糖、可溶性蛋白质较高能够促进植株开花。75 mg·L~(-1)乙烯利使ABA/IAA、ABA/GA_3、ZR/IAA、ZR/GA_3比值明显升高,叶片总氮含量降低,促进分化初期C/N比值,同时增加植株花枝数、花朵数,使植株花期起始时间提早5天,总时长较对照延长7天;多效唑100 mg·L~(-1)抑制ABA/IAA、ABA/GA_3、ZR/IAA、ZR/GA_3比值及总氮水平,使植株花期起始时间延后1天,末花期不变。【结论】75 mg·L~(-1)乙烯利处理对植株花枝数、花朵数、始花期及开花总时长均有明显的促进作用,生产栽培中可依据此结论进行植株的促进栽培;而多效唑处理对簕杜鹃生长开花则表现出不同程度的抑制现象。     

基于改进灰靶模型的耕地质量评价方法与实证

耕地质量评价是掌握耕地质量现状、促进耕地资源可持续利用的基础。论文基于耕地“三位一体”保护的需要,综合考虑土壤质量、生态质量和管理质量,应用指标权重确定（Criteria Importance Though Intercriteria Correlation,简称CRITIC）法改进灰靶评价模型,提出了一种三重质量维度下的县域耕地质量评价新方法,并以赤壁市的耕地为例进行了实证。结果表明：有机质含量等17个指标能够较好地从土壤、生态、管理三个维度表征耕地多功能质量水平;赤壁市耕地质量处于中等偏上水平,靶心度?的取值范围在0.66～0.85之间,耕地质量级别以二、三级为主,约占耕地总面积的80.49%;但耕地质量的区域空间差异较大;赤壁市耕地管理质量差异较小,土壤质量、生态质量对耕地综合质量的限制性较大,是制约耕地生产能力的主要质量维度;研究结果与现有的耕地质量等级评价结果基本一致,表明改进后的灰靶评价模型不仅赋权和评价过程更为客观,且利于测算耕地单维度质量,是对已有耕地质量评价方法的重要补充,旨在为新时代耕地多功能质量评价提供理论和方法借鉴。     

利用OSC算法消除土壤含水量变化对Vis-NIR光谱估算有机质的影响

【目的】快速、准确地监测土壤有机质对于精准农业的发展具有重要意义。可见光-近红外(visible and near-infrared,Vis-NIR)光谱技术在土壤属性估算、数字化土壤制图等方面应用较为广泛,然而,在田间进行光谱测量,易受土壤含水量(soil moisture,SM)、温度、土壤表面状况等因素的影响,导致光谱信息中包含大量干扰信息,其中,SM变化是影响光谱观测结果最为显著的因素之一。此研究的目的是探讨OSC算法消除其影响,提升Vis-NIR光谱定量估算土壤有机质(soil organic matter,SOM)的精度。【方法】以江汉平原公安县和潜江市为研究区域,采集217份耕层(0—20 cm)土壤样本,进行风干、研磨、过筛等处理,采用重铬酸钾-外加热法测定SOM;将总体样本划分为3个互不重叠的样本集:建模集S~0(122个样本)、训练集S~1(60个样本)、验证集S~2(35个样本);设计SM梯度试验(梯度间隔为4%),在实验室内获取S~1和S~2样本集的9个梯度SM(0%—32%)的土壤光谱数据;分析SM对土壤Vis-NIR光谱反射率的影响,采用外部参数正交化算法(external parameter orthogonalization,EPO)、正交信号校正算法(orthogonal signal correction,OSC)消除SM对土壤光谱的干扰;利用主成分分析(principal component analysis,PCA)的前两个主成分得分和光谱相关系数两种方法检验消除SM干扰前、后的效果;基于偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)方法建立EPO和OSC处理前、后的SOM估算模型,利用决定系数(coefficient of determination,R~2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和RPD(the ratio of prediction to deviation)3个指标比较PLSR、EPO-PLSR、OSC-PLSR模型的性能。【结果】土壤Vis-NIR光谱受SM的影响十分明显,随着SM的增加,土壤光谱反射率呈非线性降低趋势。OSC处理前的湿土光谱数据主成分得分散点相对分散,与干土光谱数据主成分得分空间的位置不重叠,不同SM梯度之间的光谱相关系数变化较大;OSC处理后的湿土光谱数据主成分得分空间的位置基本与干土光谱数据相重合,各样本光谱数据之间相似性很高,不同SM梯度之间的光谱相关系数变化较小。9个SM梯度的EPO-PLSR模型的验证平均R~2_(pre)、RPD分别为0.69、1.7。9个SM梯度的OSC-PLSR模型的验证平均R~2_(pre)、RPD分别为0.72、1.89,校正后的OSC-PLSR模型受SM的较小,有效提升SOM估算模型的精度和鲁棒性。【结论】OSC能够消除SM变化对土壤Vis-NIR光谱的影响,可为将来田间原位实时监测SOM信息提供一定的理论支撑。     

江汉平原典型区农田土壤全氮空间变异的多尺度套合

随着精准农业的兴起,土壤学家们对土壤特征的空间结构研究投注了较多的热情和关注,在空间结构的拟合、多要素的协同效应、空间模拟结果的田间应用等方面均取得了一定的成果[1～3],然而对于同一土壤性状,不同的研究者所获取的变异特征往往相差很大[4]。土壤学家们认为,在不同研究中除了区域之间自然环境条件的差异以外,采样的空间尺度大小不一是形成研究结果较大分异的主要因素,人们将土壤特征变化对采样尺度的依赖,即某种空间结构特征只能在一定的采样尺度下表现出来的现象称为“尺度效应”[5],目前多数涉及空间变异的研究均会明确指出其选择的空间尺度[6～8],以解决和说明对应尺度的实际问题和应用难题。有少量报道专门论     

湖北省仙桃市农用地定级信息系统研究

利用GIS软件对湖北省仙桃市农用地进行定级评价研究结果表明,仙桃市农用地质量中等偏上,且以2、3级地为主,共占71.96%,该评价结果基本符合实际。