磴口县生态网络多情景模拟研究

复杂生态网络是近年来区域生态环境可持续研究的热点。以2016年磴口县的遥感影像数据、DEM数据等为研究素材,提出生态库伦力的概念并基于力导向算法构建生态网络多情景模拟模型,结合最小累积阻力面模型设置多个情景模式对磴口县现状生态网络的演化进行研究。研究结果表明:随着(1.0,0)模式到(0,1.0)模式的转换,生态源地斑块栅格逐渐消失,骨架廊道逐渐出现断裂;在(0,1.0)模式下生态网络遭到极大破坏,现状条件下若进行大规模土地经济开发会对生态网络造成极大的破坏;但在(0.9,0.1)模式下,虽沙漠边缘处出现破坏,但是在样圆内部生态网络却出现扩张,在现有自然资源的约束下,磴口县仍有发展经济的空间,但空间不大。本研究所提出的多情景模拟模型适用于生态网络的演化分析。     

基于无人机遥感影像的冬小麦氮素监测

精准氮素管理是一项提高作物氮肥利用效率的有效策略,利用无人机遥感技术精确估测小麦氮素状况是必要的。试验在山东省乐陵市科技小院实验基地进行,利用八旋翼无人机搭载Mini-MCA多光谱相机于2016年获取冬小麦4个关键生育时期(返青期、拔节期、孕穗期、扬花期)冠层多光谱数据,同步获取地上部植株样品并测定其生物量、吸氮量、氮营养指数,及成熟期籽粒产量,根据各关键生育期与全生育期分别构建植被指数与农学参数回归分析模型,评估基于无人机遥感影像的冬小麦氮素营养诊断潜力。结果表明:基于无人机遥感影像能够较好地估测冬小麦氮素指标(R2为0.45~0.96),决定系数随着生育期推移而逐渐增大。拔节期、孕穗期和扬花期估产效果接近且具有很好的估测能力,扬花期DATT幂函数模型对小麦氮营养指数的解释能力最强(R2=0.95)。因此,以多旋翼无人机为平台同步搭载多光谱相机对冬小麦有较好的氮素诊断潜力,可利用估测结果指导精准氮肥管理。     

基于Hadoop的区域土壤侵蚀强度计算GIS设计与实验

在开源分布式计算框架Hadoop的基础上,选择大凌河流域为研究区,构建降雨侵蚀力、土壤可侵蚀性、坡长等土壤侵蚀因子栅格数据分布式存储策略,利用MapReduce编程模式设计实现通用水土流失方程RUSLE的算法程序进行土壤侵蚀强度计算,并扩展Geoserver的栅格文件读取功能,增大对HDFS栅格文件的读取支持,实现土壤侵蚀强度计算结果的快速发布。结果表明,该系统可实现大数据量、高分辨率土壤侵蚀因子栅格数据的区域土壤侵蚀强度快速计算,可较好满足区域土壤侵蚀预测预报的时效性要求;程序运行过程中计算任务本地化效果明显,显著降低了计算过程中的网络传输压力,网络使用率约22%,且系统性能可通过增加计算节点进一步提升。本研究可为大数据量、高分辨率栅格数据下区域土壤侵蚀强度计算及发布GIS设计开发提供指导,为大凌河流域土壤侵蚀监测提供科学依据。     

2种草本植物根系对崩岗洪积扇土壤分离的影响

为探讨草本植物根系对崩岗洪积扇土壤分离的影响,以宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)和巨菌草(Pennisetumsp.)为研究对象,采用变坡水槽冲刷试验,研究种植草本植物后土壤分离的变化特征及影响因素。结果表明:各土层平均土壤分离速率大小为裸地(69.93g/(s·m2))宽叶雀稗(57.42g/(s·m2))巨菌草(43.28g/(s·m2)),且不同植被土壤分离速率均随着土层的加深呈幂函数增加;根长密度是影响土壤分离最重要的根系指标,宽叶雀稗小区土壤分离速率随各根系参数指标的增大呈对数函数下降,而巨菌草区则表现为幂函数下降,体现了不同植被根系构型对土壤分离效应的差异;2种草地土壤分离速率可以用水流剪切力、土壤抗剪强度和根长密度很好的模拟(NSE≥0.90)。研究结果可为崩岗治理措施的配置提供科学依据。     

基于AHP和ArcGIS的北京市农业节水区划研究

在总结国内外学者农业节水分区先进经验的基础上,结合北京市农业生态节水发展实际,充分考虑自然条件、水资源状况、工程管理和社会经济状况等,构建涵盖干旱指数、地下水超采、土壤类型、节水灌溉率、农民人均收入在内的北京市农业节水分区指标体系,分析各指标空间分布规律,界定各指标的分级标准,并划定相应分区。采用层次分析法(AHP)对各指标分级赋值,利用ArcGIS软件中的叠加分析功能将图层按权重叠加,对分区重分类并相应赋值,将各影响因素的分值和权重相乘并求和得到最终的评分结果,按照评分结果将北京市划分为农业节水优先发展区、农业节水适宜发展区和农业节水鼓励发展区,根据分区结果提出相应工程节水及农艺节水措施。     

2001—2010年策勒绿洲-沙漠过渡带的变化及其成因

通过分析多年的NDVI,探讨策勒绿洲-沙漠过渡带的空间结构变化,并结合同期自然环境和人为活动情况进行讨论。结果表明：① 过渡带植被变化总体上受地下水位控制,植被由绿洲向沙漠梯度递减;其内部植被覆盖区域与裸沙地并存,植被分布呈斑块状。根据过渡带NDVI的变化,将过渡带分为单向渐变型、双向渐变型和突变型过渡带。② 2001—2010年策勒绿洲-沙漠过渡带边界变化剧烈,过渡带内边界主要受控于人为活动;过渡带外边界主要受控于自然因素。③ 虽然绿洲地下水受到持续过度开采,绿洲-沙漠过渡带不断被开垦成为耕地,但是由于封育保护,2001—2010年过渡带植被略有改善,基本上保持其自身的稳定。④ 策勒绿洲-沙漠过渡带NDVI变化趋势与年降水量的变化趋势相一致,但变化幅度相差较大。     

亚致死浓度噻虫嗪对意大利蜜蜂工蜂的生存风险分析

噻虫嗪是一类较第一代新烟碱类杀虫剂更广谱、高效、低毒的农药,但它对意大利蜜蜂工蜂的生存风险尚不明确。本研究通过糖水混毒法测定了噻虫嗪对意大利蜜蜂新出房蜂(1 d)、哺育蜂(7 d)和采集蜂(22 d)的48 h急性经口毒性,确定其各自的亚致死浓度LC5、LC15和LC25,并分别研究了其在3个亚致死浓度下的生存风险。结果表明,新出房蜂、哺育蜂和采集蜂48 h后LC50分别为248.13、64.18和44.20ng/g。新出房蜂经LC5和LC15处理后其平均存活寿命与对照均无显著差异,经LC25处理后其平均存活寿命与对照缩短19.0 d。哺育蜂经LC5处理后其平均存活寿命与对照均无显著差异,经LC15和LC25处理后其平均存活寿命与对照分别缩短9.2和15.0 d。采集蜂经LC5和LC15处理后其平均存活寿命与对照均无显著差异,经LC25处理后其平均存活寿命与对照缩短10.9 d。上述结果表明噻虫嗪的使用可能会对蜜蜂的生存存在较大风险,因此,建议相关管理部门加强噻虫嗪在中国的田间残留监测,开展半田间和田间条件下噻虫嗪对意大利蜜蜂的风险评价工作。     

从土壤中高效分离苏云金杆菌的方法

在醋酸钠分离方法的基础上添加抗生素,能显著提高从土壤中分离苏云金杆菌的效率。当青霉素钠盐和硫酸庆大霉素的浓度分别达到４００μｇ／ｍｌ时,除地衣芽孢杆菌,短小芽孢杆菌和日本甲虫芽孢杆菌有产生长外,其它９种杂菌均不能生长。对２９个Ｂｔ亚种的生长抑制试验结果表明,仅４业种有轻度至中度的生长抑制,但仍能形成孢晶。其它各亚种均能正常生长和形成孢晶。醋酸钠－抗生素方法的可操作浓度为每克土壤稀土２０倍,较醋酸钠     

基于联合变化检测的耕地撂荒信息提取与驱动因素分析

撂荒地遥感提取方法主要为分类方法和变化检测方法。由于撂荒地覆被类型复杂,容易同草地、灌木混分,导致分类方法的提取精度不高。而变化检测方法易受非耕地变化因素干扰,且只能提取监测周期内的新增撂荒,无法提取监测周期之前的历史撂荒。此外,受遥感数据本身的制约,中低分数据受混合像元干扰而提取能力不足,高分遥感易受地形起伏、云层遮蔽、覆盖周期长等因素干扰而损失精度,因此,传统遥感方法提取撂荒地困难。本研究提出多源数据联合变化检测方法以提取撂荒地。利用多源数据的异质性和不同方法的互补性,针对不同类型的撂荒地制定不同的提取策略,并进行耦合分析以提取撂荒地。经实地调查验证,该方法提取总精度达到97. 6%。在此基础上,提取撂荒地的距离特征、高差特征、灌溉特征和邻域特征等自然地理指标,对其进行了显著性分析,判别了区域撂荒主导因素,为撂荒驱动力研究、定向提升撂荒地管理提供了依据。     

基于毛细管网的日光温室主动式集放热系统研究

为了对比日光温室传统保温蓄热后墙与基于毛细管网的主动式集放热系统（AHSCTM）的集放热性能,对AHSCTM的集放热性能进行了测试,构建了AHSCTM水温模型,利用一维差分法对相同环境条件下的外保温复合墙（370mm黏土砖和100mm聚苯乙烯板复合而成）日间储热量和夜间放热量进行了模拟。结果表明,AHSCTM的日间储热量和夜间放热量分别为相同条件下外保温复合墙的84.4%~111.3%和74.8%~100.7%,AHSCTM的COP（Coefficient of performance）为1.1~2.4。在夜间运行期间,AHSCTM放热量是相同时间段内外保温复合墙的98.2%~172.5%。因此,与外保温复合墙相比,AHSCTM有利于提高室内最低气温。改进AHSCTM的日间储热量和夜间放热量得到大幅提升,分别较外保温复合墙高67.6%~112.1%和69.0%~128.3%,COP可达2.8~7.0。改进AHSCTM的储放热性能优于外保温复合墙,说明利用改进AHSCTM配合保温墙体替代传统保温蓄热后墙是可行的。