太行山区不同坡度NDVI变化趋势差异分析

山区坡度对土壤侵蚀和植被生长有重要影响。分析不同坡度NDVI变化趋势的差异有助于理解植被对不同坡度的响应情况,加深对植被变化影响机制的理解。本文基于MODIS数据和DEM数据,以生长季NDVI均值为表征指标,采用基于像元的趋势分析方法以及基于坡度的回归分析法,分析了太行山地区2000—2015年间植被变化情况,并且对植被变化趋势与坡度关系的规律做了系统性分析。同时,本文采用土地利用转移矩阵来分析2000年和2010年两期不同坡度土地类型流转的面积及方向,探讨土地利用变化对不同坡度植被变化的影响状况。结果表明:(1)研究时段内太行山区植被总体上得到改善,植被改善区域占该区总面积的93.5%。(2)NDVI增加趋势在中西部地区(山西省境内)最为明显,东部和南部部分中低海拔区出现减少趋势,主要集中在东部邻接华北平原的低山丘陵区。(3)坡度较大的区域生长季平均NDVI较高。(4)植被变化趋势(y)与坡度(x)之间的关系为非线性关系,可用二次函数来表示,其表达式为:y=?0.311x2+8.098x+28.027。(5)当坡度在7°~15°,植被变好趋势最为明显,其次是坡度为15°~20°,坡度7°~20°NDVI变化趋势均值分别比20°区域和≤7°区域高15.8%和29.8%。(6)2000—2010年在低(0°~7°)、中(7°~20°)和高坡度(20°)区域,耕地、林地、草地总面积均减少,主要流向了建设用地和水域。然而,3个坡度范围NDVI变化趋势均为正,且增加最明显的为中坡度地区,然后依次是高坡度地区和低坡度地区。(7)NDVI变化趋势受到土地利用类型和面积的影响较小,主要受到自身生化条件、自然环境条件和人为扰动(土地利用强度等)的综合作用。基于以上结果,本文对太行山区不同坡度土地资源的合理利用和生态环境保护具有重要意义。     

铁锰双金属材料对As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响

通过室内模拟培养实验,研究了铁锰双金属材料(FMBO)对3种As和重金属复合污染土壤钝化修复及其生态效应的影响。结果表明,在0%~5%范围内,随着FMBO添加量的增加,污染土壤中As和重金属的有效态含量逐渐降低,相比于对照,在5%添加量条件下,As、Pb、Cd、Zn和Cu的有效态浓度分别下降了93.7%~100%、30.8%~57.8%、81.3%~95.0%、66.7%~95.3%、55.8%~100%。由种子发芽实验结果可知,当FMBO添加量≤2.5%时,FMBO能够对污染土壤中植物的生长发育起到减毒作用;在添加量为2.5%时,污染土壤浸出液培养的小麦种子生长情况最优,种子发芽率、根长和株高能分别达到86%~92%、7.25~9.09 cm和8.62~9.91cm;而当FMBO添加量达到5%时,其对种子的萌发及生长产生抑制作用。由土壤微生物多样性分析结果可知,FMBO材料会使土壤微生物的香农-威纳多样性指数降低,群落组成发生变化。因此,在重金属污染土壤钝化修复前,需要从钝化效果和生态效应影响两方面进行考虑,确定修复材料的最佳添加量。     

基于景观结构和产出功能的东部县域耕地利用分区研究——以山东省平度市为例（英文）

[目的]利用聚类分析方法研究不同评价单元耕地利用的亲疏关系,进行耕地利用分区,可为县域耕地保护和合理利用提供科学依据。[方法]以山东省平度市为例,充分考虑耕地利用的主要因素,选取了反映耕地结构、产出、区域地理位置以及与它相关联的土地利用因子,构建了景观结构、产出和空间位置功能耕地利用指标,并进行聚类分析和耕地分区。[结果]平度市耕地利用分为四个类型区,其中一区和二区需要加强耕地,特别是优质耕地的保护,从而保障区域农作物的数量和质量;一区和三区的建设用地需要提高集中程度和利用率;四区应注重发展多样性的特色农业,避免盲目扩大种植业。[结论]在东部沿海农业区的城镇化过程和追求耕地高产出过程中,一要加强控制建设用地占用优质耕地,提高建设用地利用率,二要不断检测耕地集约利用过程中,特别是蔬菜种植过程中的农业面源污染问题,三要注重因地制宜保护土地利用的多样性,避免盲目扩大耕地,以利于整体耕地及其农产品环境条件的不断改善。     

提高小麦光能利用效率机理的研究进展

农作物产量依赖于生物量和收获指数,过去作物产量的增加主要得益于收获指数的增加而生物量增加很小,进一步提升作物产量在很大程度上依赖于生物量的提高,而光能利用效率是提高作物生物量的瓶颈。小麦（Triticum aestivum L.）是一种在全世界广泛种植的谷类作物,可为全世界人口提供约20.0%的能量,阐明小麦光能利用效率变化的内在机理与外在因素,对提高作物资源利用效率和生产力有重要意义。本文对光能利用效率的定义、主要过程、小麦的光能利用特性和内外影响因素进行综述,表明提高光能利用效率具有较大的潜力;论述了外部因素,即光、水分、养分和耕作制度等对小麦光能利用效率的影响,主要表现为在单株尺度上主要由光合作用等内部因素控制,而在田间尺度则由温度、降水、耕作栽培方式等非生物因素控制。进一步分析了目前存在的问题以及在气候变化背景下小麦的适应机制,旨在为提升小麦光能利用效率提供理论依据。未来光能利用效率的研究可利用高通量表型观测技术,与分子标记结合,设计在目标环境下的具有高光能利用效率的理想株型,为培育高产高效小麦品种提供科学依据。     

施药时间对马铃薯早疫病防治效果及产量和干物质含量的影响

为研究施药时间对马铃薯早疫病防治效果及产量和干物质含量的影响,以雪川农业种植园区选育的雪育1号马铃薯为研究对象,设置不施药的对照组和早疫病发病前(7月18日)开始施药的常规方案(每隔7 d施一次,共施5次)、早疫病发病初期(7月25日)开始施药的优化方案(每隔7 d施一次,共施5次)等3种处理,测定马铃薯早疫病的病情指数和病叶率、块茎数和块茎质量及干物质含量等指标.结果表明：与对照组相比,常规方案和优化方案的马铃薯早疫病病情指数和病叶率均显著降低;优化方案的马铃薯干物质含量达到(21.00±0.39)%,与对照组相比,提高了5.21%,满足薯条和薯片的加工标准(干物质含量≥20.0%).     

新疆伊犁地区草地土壤容重空间格局分析

以新疆伊犁地区146个草地样地表层土壤容重调查测定数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI间的相关及回归分析,构建土壤容重综合评价模型,借助ArcGIS平台加权叠加计算出伊犁地区草地土壤容重的空间分布格局。结果表明,伊犁地区草地土壤容重与海拔、年均气温、年均降雨、≥10℃年积温、湿润度和NDVI间显著相关(P<0.01);综合评价结果与实测值之间的复相关系数R²=0.6025,均方根误差(RMSE)为0.1479 g/cm³,总体偏差为14.39%,平均预测精度达85.61%。空间格局上,土壤容重在河谷地带较高,随着海拔递增呈现出逐渐减小的趋势;伊犁河谷两侧的温带荒漠类草地土壤容重最大,约为1.3340 g/cm³,南部天山北坡的高寒草甸类草地最小,约为0.7310 g/cm³。综合评价结果较好地反映了新疆伊犁地区的土壤容重空间分布情况,与土壤类型和草地类型的分布基本吻合,可以为草地退化安全评估提供参考。     

三江源地区林草生态系统水源涵养服务评估

[目的]分析青海省三江源地区生态工程实施前后生态系统水源涵养服务的变化情况,客观评估生态工程的效果。[方法]采用降水贮存量法估算三江源地区林草生态系统的水源涵养量。[结果]1997—2012年三江源地区林草生态系统水源涵养服务在波动中有所提升,平均水源涵养量为1.54×1010m~3/a,单位面积水源涵养量为430.67m~3/hm~2。三江源生态保护与建设工程实施后(2005—2012年)林草生态系统年平均水源涵养量比前期(1997—2004年)增加了15.60%。从空间格局而言,三江源地区林草生态系统涵养水源能力自东南向西北逐渐递减。单位面积水源涵养量澜沧江流域最高,其次为黄河流域,长江流域最低。真实气候条件和平均气候状况下,生态工程实施后的区域林草生态系统水源涵养量均比前期高。前期主要受到区域气候变化的影响,后期则叠加了生态工程的驱动作用。两种情况下,生态工程实施后三江源地区林草生态系统水源涵养量的线性变化趋势分别为1.94×10~9和4.64×10~8 m~3/10a。[结论]生态工程对三江源地区水源涵养服务提升的贡献率约为23.98%。     

中国草地碳库估算差异性综合分析

我国草地资源丰富,固碳量大,具有深厚的碳汇潜力。本文综合分析已发表的中国草地碳库相关研究结果,以期阐述中国草地碳库的情况及其分布格局,探究草地碳储量估算中不确定性因素导致的差异性。结果表明:中国草地碳储量估算结果差异较大,接近4倍;中国草地有机碳主要分布于高寒和温带地区;采用不同资料数据来源估算出的草地面积不同,利用草场普查资料估算的草地面积均值最大,卫星遥感数据估算出的最小;不同估算方法也导致碳库估算结果存在差异,全球平均碳密度法的草地碳储量平均估值最大,模型估算法最小;根冠比范围差距由0.38到52.30导致草地地下生物量碳储量估算差异较大。经综合分析,中国草地碳储量为41.67 Pg C,具有较大的碳汇潜力。     

基于空间插值数据支持下新疆伊犁地区草地类型判别与分类研究

在遥感和地理信息系统技术支持下,我国草地类型学研究有新的进展。本研究在伊犁地区草地群落高度、盖度、地上生物量、地下生物量、草地表层土壤容重、土壤全碳、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷等空间分布数据的基础上,通过对不同草地类型不同指标的特征值分析,研究确定各草地类型不同指标的阀值范围,采用决策树分类法,实现新疆伊犁地区草地类型自动判别。研究结果表明,利用伊犁地区不同草地类型在群落高度、盖度、地上生物量、地下生物量、草地表层土壤容重、土壤全碳、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷9个指标的特征值作为草地类型划分的依据,可以简单直观地反映各类草地的空间分布面积和分布范围,与20世纪80年代草地调查数据比较,分布趋势一致,结果可靠。同时,本研究为伊犁地区草地资源利用管理提供基础,为伊犁地区草地资源监测和信息管理平台建设提供依据,对于指导新疆伊犁地区草地畜牧业生产具有现实意义。     

再生水滴灌土壤中重金属Cd分布运移实验研究

对生育期内大棚蔬菜进行再生水滴灌试验,与地下水滴灌为对照,分析研究了再生水滴灌后8 d内土壤不同深度中重金属Cd积累分布和运移情况。结果表明:滴灌后第2 d,表层土壤Cd浓度最大,滴灌后第4 d 100 cm深度处Cd浓度最大,表层土壤Cd浓度略有降低,第6~8 d,各层土壤Cd浓度接近,0~40和80~120 cm处浓度最大,深度低于120 cm时Cd浓度随深度增加降低。适当浓度再生水滴灌情况下,土壤深层Cd浓度符合GB15618-1995标准限值,适当浓度的再生水滴灌不会造成Cd污染。