陕西省农田土壤有机质时空变异与驱动因子定量研究

为揭示土壤有机质(Soil organic matter, SOM)时空变异性与驱动因子响应机制,保障区域耕地可持续利用与粮食安全,应用地理探测器、地统计和重心偏移方法对陕西省SOM含量时空变异格局与驱动因子进行研究。结果表明：整体上,陕西省2017年SOM分布呈南高北低格局,平均含量(质量比)为15.63g/kg,较2007年提升8.61%;空间上,2017年SOM含量重心整体向西南偏移,陕南向西迁移,关中向东迁移,陕北向西南偏移;2017年SOM含量空间变异主导驱动因子为土壤全氮含量(q为0.74);2007—2017年间,土壤全氮含量、年平均气温、机械总动力对SOM含量空间变异的驱动力提升较大;2007—2017年,自然与人文因素共同驱动SOM含量时空变异,但人类活动对两因素均具有重要影响。     

冬小麦冠层水平叶绿素含量的高光谱估测

【目的】利用高光谱数据对抽穗期冬小麦冠层叶绿素含量进行估测,旨在为叶绿素含量快速准确估测提供参考。【方法】利用ASD便携式野外光谱仪和SPAD-502叶绿素仪实测了冬小麦抽穗期冠层光谱反射率及叶绿素含量,并对原始光谱反射率及其一阶导数光谱与叶绿素相对含量进行了相关分析,建立了基于敏感波段、红边位置、原始光谱峰度和偏度、一阶导数光谱峰度和偏度的叶绿素估算模型,并进行检验,从中筛选出精度最高的模型。【结果】冬小麦冠层光谱曲线特征与叶绿素含量之间有着密切联系。基于原始光谱一阶导数偏度和峰度的冬小麦(抽穗期)叶绿素含量估算模型拟合精度优于其他4种估算模型,决定系数R2分别为0.847和0.572,均方根误差RMSE分别为0.397和0.697,相对误差RE分别为61.0%和119.0%,拟合精度优于其他4种估算模型。【结论】原始光谱一阶导数的偏度和峰度作为自变量能很好地估测抽穗期小麦冠层叶绿素含量。     

基于高光谱和BP神经网络的玉米叶片SPAD值遥感估算

为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量（soil and plant analyzer development,SPAD）值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与 SPAD的相关关系,构建了基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和 BP 神经网络的 SPAD 估算模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归（principal component regression,PCR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）以及传统回归模型与 BP 神经网络模型进行比较。结果表明：SPAD 值与一阶微分光谱在763nm 处具有最大相关系数（R=0.901）;以763 nm 处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分为自变量建立的传统回归模型可用于玉米叶片 SPAD 估算;将构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测 SPAD 值作为输出,构建 BP 神经网络模型,其建模与验模 R2分别为0.887和0.896,RMSE 为2.782,RE 为4.59%,与其他回归模型相比,BP 神经网络模型预测精度最高,研究表明 BP 神经网络对叶绿素具有较好的预测能力,是估算玉米叶片 SPAD 值的一种实时高效的方法。     

府谷县耕地糜子种植适宜性研究

为了更合理地开发和利用当地有限的耕地资源,维护和提高耕地生产力,采用府谷县2011年"测土配方施肥"项目数据,基于GIS技术平台,综合利用地统计学、特尔斐法、综合评价法等方法,结合"3414"田间肥效试验结果,建立府谷县糜子种植适宜性评价体系。结果表明:对糜子种植而言,府谷县土壤有机质含量偏低(<10g·kg-1),碱解氮含量中等(25~40 mg·kg-1),有效磷含量偏低(5~10 mg·kg-1),速效钾含量中等(70~100mg·kg-1)。研究区耕地糜子种植适宜性水平分异大,高度适宜的耕地面积占总耕地面积的11.20%,适宜占28.99%,二者多沿河流阶地分布;勉强适宜占54.62%,遍布黄土丘陵区;不适宜占5.19%,呈点缀状分布于中部黄土丘陵区。增施碱解氮和有效磷,提高土壤有机质含量,保持土壤速效钾含量,同时注意改善土壤结构,提高土壤抗旱保肥和供肥能力,进一步提高糜子种植适宜性水平。     

渭河平原县域农田土壤速效养分空间特征

土壤速效养分对评价土壤肥力水平具有很好的表征作用,对其充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本研究以兴平市为例,综合运用传统统计学、地统计学和GIS技术,结合“3414”田间肥效方案,研究渭河平原农田土壤速效氮、磷和钾的空间特征及其变化规律,为区域平衡施肥、农田保养和农业生产提供科学指导和理论基础。结果表明,兴平市农田土壤速效氮、磷和钾平均含量分别为38.38 mg·kg^-1,27.13 mg·kg^-1,202.07 mg·kg^-1,速效氮磷比值平均为1.99。在约400 m采样尺度下,3项土壤养分均表现出弱的空间相关性,主要受施肥管理、种植模式等人为活动影响。整体上,土壤速效钾含量丰富;速效磷整体较丰富,7.43%的农田缺乏;速效氮普遍不高,67.98%农田缺乏;速效氮磷比值偏低,92.27%农田比值小于2。30 a来,农田土壤速效氮普遍下降,降幅西高东低、北高南低;速效磷普遍增加,增速北高南低;速效钾北增南减,整体在增加;土壤氮磷比值分布格局逆转,变化上南增北减,整体在下降。盲目施肥和肥料利用率低是兴平市农业生产的主要障碍因素。今后的生产实践中应密切关注土壤氮素的有效补充,磷肥的控制及渭河阶地区土壤钾素的消耗,平衡土壤养分, 以提升区域经济和生态效益。     

基于ArcEngine的陕西省土壤信息系统构建

土壤信息系统的构建对于充分利用土壤资源,实现土壤资源的信息共享具有重要意义.以陕西省为例,采用Geodatabase模型和Access数据库分别建立了空间数据库和属性数据库,并结合ADO.NET技术,基于ArcEngine 9.2组件在VS 2005.NET环境框架中设计和构建了陕西省土壤信息系统.该系统具有图层管理、数据管理、输出管理、空间分析、专题评价等功能模块,对陕西省土壤信息化具有实践意义.     

GIS三维建模在城市规划中的应用——以江西瑞金市为例

以江西瑞金为例,利用GIS技术对城市规划三维建模的实现方法进行了研究,在发展旅游,保护历史遗迹需求的前提下,依据三维模型对研究区城市的功能结构布局进行合理的规划。结果表明,利用GIS三维建模可以为城市规划工作提供科学的决策依据。     

农牧交错带土地荒漠化动态景观格局分析——以靖边县杨桥畔镇为例

以20世纪80年代航片、90年代SPOT和2007年ALOS遥感图像为主要数据源,利用景观生态学方法定量分析小尺度区域20世纪80年代初期至2007年间土地荒漠化及其变化状况。结果表明:(1)研究时段内,研究区土地荒漠化面积呈先增后减趋势,总荒漠化面积减少1 246.5hm2,中度和轻度荒漠化土地面积分别增加2 247.1 hm2和1 236.1 hm2,严重荒漠化土地面积减少4 729.7 hm2,荒漠化主导类型由严重荒漠化转变为中度荒漠化,荒漠化程度有所减轻;(2)区域景观多样性和均匀性指数上升,轻度、中度荒漠化景观的边缘密度越来越高,边缘效应逐渐增大;(3)各荒漠化景观斑块数量呈增加趋势,斑块平均面积指数减小,景观破碎化程度明显增高,景观类型呈离散型分布;(4)研究区严重荒漠化景观形状趋于简单,轻度、中度荒漠化土地景观形状指数变得越来越低,斑块形状趋于复杂,易受周边景观和人类活动的影响。     

秦巴山区不同地貌类型土地利用分形研究

以陕西省汉阴县为例,运用分形理论计算不同地貌类型下土地利用类型图斑的分维数和稳定性指数,结果表明:该县的土地利用结构具有明显的分形特征,通过对比不同地貌类型上不同土地利用类型的分维数和稳定性指数,得出在不同地貌类型上各种土地利用类型的分布复杂状况,为进一步改善当地的土地利用结构提供一定的科学依据与参考。     

基于TM影像的黄陵县土地利用变化动态监测

以1987年和2002年两期TM影像为信息源,应用计算机自动识别分类与GIS空间分析相结合的方法,提取了黄陵县不同时期的土地利用现状信息及其动态变化。结果表明:研究区森林覆盖率高,林地占区域土地总面积的70%以上;耕地面积较小,占地比例不到7%。1987年至2002年,耕地和草地面积明显减少,园地增加突出,林地、居民点及工矿用地略有增长,其中面积变化最大的是耕地,减少111.13 km2;变化率最大的是园地,达到329.44%。