实测高光谱和HSI影像的区域土壤含水量遥感监测研究

基于典型研究区植被冠层实测高光谱数据和HSI高光谱影像数据,通过相关分析选择与不同深度土壤含水量响应敏感波段,建立两者的土壤含水量反演模型,并用实测高光谱土壤含水量反演模型校正HSI影像土壤含水量反演的模型。结果表明:土壤含水量响应敏感波段区域为450~650 nm和850~920 nm;两种土壤含水量反演模型对土壤深度为0~10 cm的土壤含水量估算效果最好,其中实测冠层高光谱土壤含水量反演模型精度高于HSI影像土壤含水量反演模型,判定系数(R~2)分别为0.659和0.557;经过校正的HSI影像土壤含水量反演模型精度有了较大的提高,判定系数(R~2)从0.557提升到0.719,均方根误差(RMSE)为0.043 5,较好地提高了区域尺度条件下土壤含水量监测精度,因此运用该方法进行土壤含水量遥感监测是可行的,为进一步提高区域尺度下土壤含水量定量遥感监测提供参考借鉴。     

土壤微生物敏感菌及信号调节途径对邻苯二甲酸二甲酯的响应

邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)是一类具有生物毒性的有机化合物,已被中国环境监测中心和美国环保署列为优先控制污染物之一。土壤微生物对土壤环境变化能够作出精准且快速的反应,并能预测土壤的污染状况。因此,研究土壤微生物对邻苯二甲酸二甲酯污染的响应显得十分必要。试验通过土壤微生物宏基因组测序,探讨了DMP污染对土壤微生物敏感菌的丰度、多样性及信号调节途径的影响。首先,用DMP处理未污染土壤,使DMP终浓度为0、5、10、20、40 mg·kg~(-1),然后,暗培养20 d,进行土壤宏基因组测序。结果发现与芳香族化合物降解相关的菌种的相对丰度受到DMP污染促进,而其余在土壤中占比例较大且变化较显著的菌种的相对丰度受到DMP的抑制,且抑制效应与污染物浓度呈正相关;DMP污染导致土壤微生物群落Simpon和Shannon多样性降低;土壤微生物的ABC转运系统、双组分系统(TCS)和磷酸转移酶系统(PTS)总基因丰度及相关酶的基因丰度均受DMP污染的促进。研究表明DMP污染改变了土壤微生物敏感菌种的丰度,干扰土壤微生物基因表达调控系统,进而有可能引起土壤生态系统失衡,影响土壤健康。阐述DMP对土壤微生物的生态毒理效应对优化环境生态系统服务功能、改善环境质量具有科学意义和实际价值。     

季节性冻融对色季拉森林土壤团聚体稳定性的影响

为分析季节性冻融对土壤团聚体稳定性的影响,以藏东南色季拉山森林土壤为研究对象,通过野外控制性试验利用湿筛法测定团聚体组成,分析了0—10 cm, 10—20 cm, 20—30 cm深度土层各粒径团粒结构变化,以及土壤含水量(SWC),0.25 mm水稳性团聚体含量(WSA)、平均质量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)、分形维数D、可蚀性K值各指标之间的关系。结果表明：(1)季节性冻融导致大团粒含量减少,小团粒含量增加,土壤结构失调。(2)含水量是影响团聚体稳定性的重要因素之一。(3)季节性冻融作用整体上导致MWD,GMD变小,D值与K值变大,降低了土壤团聚体稳定性。(4)当土壤冻融次数在一定范围内STF-One中,WSA有所增加,土壤稳定性有所增强。(5)土壤团聚体WSA,MWD和GMD均与D值和K值呈负相关。(6)在SFT-Ys类型土壤中土壤结构变化,0.5 mm粒级是重要临界点。综上,研究为季节性冻融对土壤稳定性的影响提供数据支持,为冻土潜在受侵蚀情况提供理论依据。     

关中平原黑惠灌区土壤重金属污染调查与评价

通过对黑惠灌区猕猴桃生产基地土壤样品的采集、监测,依据国家《土壤环境质量标准》GB15618-1995二级标准作为评价标准,重点分析评价了对人体危害较大的重金属元素镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)、铅(Pb)等项目。分析评价结果表明:黑惠灌区猕猴桃生产基地土壤基本无重金属污染,适宜于猕猴桃的种植。HS07 a、b,HS08 a、b两处土壤样品镉(Cd)超标属轻度污染,主要是人为长期不合理使用化肥农药所致。     

沙质农田表层土壤水分扩散率测定及氯化钴试纸的应用研究

非饱和土壤水分扩散率是研究土壤水分运动规律必不可少的基本参数之一。本文应用水平土柱入渗法测定了科尔沁沙地沙质农田表层土壤的非饱和水分扩散率,并对氯化钴试纸在测定水分扩散率中的应用作了初步尝试和研究。主要结论如下：沙质农田表层土壤湿润锋迁移速率随着入渗距离的增大而减小,呈幂函数关系;波尔兹曼参数与土壤含水量呈直线关系;土壤水分扩散率与土壤含水量之间的关系,符合经验公式并呈指数函数变化。在应用水平土柱法测定非饱和土壤水分扩散率的过程中,氯化钴试纸法可以用于测定湿润锋的位置,特别是在高土壤含水量时,相比目视法而言更能显示其优势,在一定程度上可以提高测定结果的可靠性。     

双季早稻品种机插对比试验

浙江省杭州市农业科学研究院自2010年起,围绕双季稻,把育种和栽培技术研究作为水稻研究的重点.其中早稻的引育和相关栽培技术研究取得较大进展,已引进筛选出多个适宜杭州市机插栽培、具高产潜力的双季早稻品种.     

穴盘育苗移栽机两指四针钳夹式取苗末端执行器

设计了一种穴盘育苗移栽机两指四针钳夹式夹钵取苗末端执行器。利用2根气缸机械手指伸出4根夹取针插入苗钵,气缸机械手指闭合夹取针捏紧苗钵来取苗,利用两根气缸机械手指撑开放松夹持苗钵,4根夹取针回缩脱离苗钵来放苗。根据穴盘苗自动取苗力学要求,进行了基于穴盘苗物理力学特性的夹取力设计。试制末端执行器,进行夹钵取苗效能测试。在40 mm/s提取速度下,各试验因素的夹钵脱盘力无显著性差异。取苗效能的正交试验分析发现,苗钵含水率水平高度显著影响根土破坏,入钵角度、深度以及根系等试验因素没有统计学显著性影响。当夹取针入钵角为11°,入钵深度为32 mm,苗数为4株,含水率为55%~60%时,所设计的取苗末端执行器对苗钵的夹取作用达到最小根土破坏程度。     

砒砂岩地区沙棘生态工程的土壤修复效果分析

本文以砒砂岩地区沙棘生态工程为研究对象,探讨沙棘生态修复工程实施对表层土壤理化性状的改良作用,初步研究结果表明：实施造林工程8年后,沙棘林地表层土壤的总孔隙度比荒坡地提高7.4%,土壤粘粒含量占49.15%,比荒地增加了75%;〉5mm的大团粒含量为43.38%,是荒地的2.99倍,有机质含量为13.92g/kg,是荒地的3.68倍;全氮、全磷、全钾的含量分别为荒地的1.72倍、1.13倍与1.36倍,有效氮、速效钾、速效磷含量分别为荒地的4.54倍、3.29倍与7.6倍。说明沙棘造林使造林区的土壤结构得到显著改善,沙棘生态修复工程的生态效益突出,可有效降低该地区降雨对土壤的侵蚀和地表径流的冲刷。     

森林植被与泥石流活动

泥石流是一种特殊的水土流失现象.其影响因素众多,森林植被的破坏促进了泥石流的形成和爆发,同时,森林植被在加强水土保持,对泥石流防止又有其重要作用.     

基于无人机多光谱的耐旱苎麻品种筛选方法

高温干旱是影响作物生长及最终生产力的主要胁迫源。当前,无人机遥感技术已在作物倒伏和病虫害的分级监测研究中取得重大进展,但有关利用无人机遥感进行作物抗旱等级监测的研究却鲜有报道。因此,以苎麻种质资源为研究对象,提出了苎麻抗旱性量化标准,并提供了一种利用无人机多光谱遥感鉴定苎麻种质资源抗旱性的方法。首先,由专家对36份苎麻种质资源进行抗旱性分级;然后,结合无人机多光谱遥感获取的植被指数,采用随机森林(Random forest, RF)、支持向量机(Support vector machine, SVM)、决策树(Decision tree, DT)3种机器学习方法分别构建苎麻抗旱性鉴定模型,并通过苎麻在高温干旱胁迫下的表型响应检验鉴定结果;最后,基于无人机获取的遥感表型,筛选高温干旱胁迫下优质苎麻种质资源。结果表明,利用SVM构建的苎麻抗旱性鉴定模型正确率达到0.74,不同抗旱级分类F1得分范围为0.69～0.79,说明该方法能用于苎麻种质资源抗旱性评估。利用无人机遥感数据反演得到的3项苎麻表型性状(叶绿素相对含量、叶面积指数、株高)均与人工测量值具有较强的相关性,在此基础上,研究从高温...