基于冠层温度的玉米缺水诊断研究

冠层温度是判断植物水分状况的一项重要指标。以玉米良玉11为试验作物,在2014和2015年玉米抽雄期(7—8月)进行了4种不同梯度的土壤水分胁迫处理,研究了作物冠层温度、冠气温度比以及冠气温度差等指标与土壤含水量的关系,分析了冠气温度比与生理指标气孔导度的关系。研究结果显示:当土壤含水量低于0.16 cm3·cm~(-3)时,植株出现了明显的萎蔫现象,这时冠层温度、冠气温度比、冠气温度差也都分别达到了其最大值34℃,1.2℃和5℃;随着土壤含水量增大到0.20 cm3·cm~(-3),冠层温度等指标均达到其最小值,约为30℃,1.0℃和1℃,且变化比较稳定,这时植株生长良好,说明土壤供水充足,植株未受到水分胁迫。冠层温度等指标与气孔导度有显著的线性关系,气孔导度随着冠层温度等指标的增加而线性降低,表明气孔关闭会使得冠层温度显著提升。     

酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害

为探讨在气候特征较特殊区域的赤泥堆场溃坝后,赤泥中重金属对土壤及地下水的影响,以我国普遍存在的联合法赤泥为研究对象开展土柱模拟实验。结果表明:赤泥经酸雨淋溶后,溶出的As、Cr、Cd、V、Mo 5种重金属主要累积在表层(0~20 cm)土壤中,平均浓度分别达到17.71、42.31、0.79、57.77、29.76 mg·kg-1,与原始浓度相比分别增加了5.83、1.36、2.21、2.34、1.89倍;Pb与Zn在0~60 cm深度土壤累积明显,平均浓度分别达到18.67、58.52 mg·kg-1,分别增加了8.76、3.86倍,Cu、Ni在土壤中含量有微量增加,累积现象不明显;赤泥经酸雨淋溶后,As、Ni酸可提取态平均占比较高,可迁移性强,Cu、Cr、Mo主要以可氧化态和可还原态存在,Pb、Zn、V主要以可还原态存在,具有较大的潜在迁移性;渗滤液中仅检出较低浓度的Mo、V、Pb、Cu,说明赤泥经酸雨淋溶后,溶出的重金属主要滞留在土壤中,对土壤造成较大的潜在危害。     

土壤水资源高效利用的若干生理生态问题

研究土壤水资源的特征和作物耗水与土壤水的相互关系,可以有效地指导在农业用水中增加土壤水的用水量、减少灌溉水量、提高水分利用效率,从而达到农业节水的目的。介绍了土壤水资源量的计算、土壤水分的动态规律、土壤水分的有效性和作物的需水耗水规律等农业节水中涉及的利用土壤水资源研究的若干生理生态方面内容。     

低浓度环糊精强化Fenton试剂降解液相中茚并（1，2，3-cd）芘的试验研究

为了研究Fenton试剂对液相中茚并(1,2,3-cd)芘的降解效果,采用实验室内试验方法,考察并确定了H2O2浓度、FeSO4浓度、反应时间、pH值以及低浓度环糊精等因素对降解的影响.结果表明,使用Fenton试剂可以有效降解液相中的茚并(1,2,3-cd)芘.在降解过程中,对初始浓度为2.5mg·L-1的茚并(1,2,3-cd)芘,当H2O2浓度为20.0mmol·L-1,FeSO4浓度为3.0mmol·L-1时降解较为有效,去除率可达到62.88%,浓度过高或者过低都不利于反应的发生.Fenton氧化降解茚并(1,2,3-cd)芘的反应在60 min内可以完成,并且pH值控制在3时更加有利于降解.反应体系中加入低浓度环糊精可以增加茚并(1,2,3-cd)芘在水相中的溶解度,当加入HPCD的浓度为3mg·L-1时,Fenton试剂对茚并(1,2,3-cd)芘的氧化去除率可由62.88%提高至71.24%.     

星载高分辨率SAR土地利用调查监测应用潜力评价

近年发射的1 m/3 m高分辨率合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）卫星为多云多雾地区土地利用动态遥感监测提供了重要数据源。为进一步检测高分辨率SAR卫星的适用性,采用对比分析和统计评价法,对TERRASAR、COSMO SkyMed、RADARSAT-2高分辨率SAR卫星中1 m聚束模式和3 m条带模式数据新增建设用地监测能力进行综合评价。结果表明,1 m聚束模式新增建设用地属性识别准确率可达到80%,3 m条带模式识别准确率约75%,基本新增建设用地监测应用需要。     

拉林河流域土壤重金属污染特征及来源解析

该文选取拉林河流域表层土壤为研究对象,通过对土壤重金属的含量和空间分布分析、污染评价、以及潜在生态风险评价,了解土壤重金属的分布特征和污染现状,并利用正定矩阵因子分解法（PMF）探索土壤重金属污染的来源。结果表明,表层土壤中Cr、As、Pb、Cu、Zn、Ni、Mn、V的平均含量均低于背景值,Co和Se略微高于背景值,部分土壤样点Cd和Ni超过国家土壤环境质量标准的二级标准。研究区土壤污染的主要金属元素为Cd和Hg,地累积指数表明受到污染的样品比例分别达到45.1%和37.0%,其潜在生态危害指数平均值分别为49.83和70.29。根据PMF计算结果,拉林河流域表层土壤重金属累积主要受自然源、农药肥料源、工业排放源的影响。其中,自然本底对研究区土壤中重金属的影响最大,贡献率为38.0%,其次是农药和肥料施用,贡献率为32.6%,燃煤和工业排放源的贡献率稍低,为29.4%。     

流域尺度根区蓄水能力估算及其对气象要素敏感性分析

根区蓄水能力(SR)在水文模拟、土壤水分运移以及植被生长发育等方面具有十分重要的作用。为对其进行流域尺度的估算,选取太子河上游南甸(峪)流域作为研究区,利用水量累积曲线法(mass curve technique,MCT)估算SR,基于流域出口水文站月径流深,对耦合了融雪模块的概念性水文模型FLEX进行参数率定,获取土壤蓄水能力Su Max,并与MCT的估算结果进行交叉验证。在此基础上设定不同气候情景,分析SR对降雨、融雪、蒸散发的敏感性。结果表明:1)改进的FLEX水文模型可用于模拟研究区径流,获得代表研究区土壤蓄水量多年平均水平的参数Su Max值为27 mm;2)水量累积曲线法得到的多年SR值服从耿贝尔(Gumbel)分布,且FLEX模型获得的根区蓄水能力检验了水量累积曲线法的估算结果;3)SR随蒸散发、降雨和融雪变化的曲线斜率分别为1.37、0.73和0.37,说明SR对蒸散发、降雨和融雪的敏感程度依次减弱,随着蒸散量增加、降雨量减少的幅度增大,敏感程度增强,融雪的增大或减少对SR的影响相近。研究结果为流域尺度根区缺水状况估算及维持植被系统生长发育提供一定依据。     

基于VB 6.0的生态基流计算软件开发与应用

针对目前河流生态基流量尚无统一的计算平台,各种方法的计算和对比研究较为繁琐等问题,使用Visual Basic 6.0作为开发工具,开发出界面友好,操作简单,交互性强,包含12种水文学、水力学计算方法的河流生态基流量计算软件。该软件不仅简化了生态基流量计算步骤,而且便于不同方法之间的相互比较。使用该软件对渭河关中段进行了实例研究,结果发现不同方法的计算结果差别较大。选择8种单流量计算方法的平均值13.7m3/s作为渭河关中段的生态基流量,选择与研究区流量实际变化情况较为吻合的Texas法计算结果作为渭河关中段月生态基流量序列。该软件的开发与应用为今后河流生态基流量动态计算奠定了基础。     

星载高分辨率合成孔径雷达影像纠正技术

TERRASAR、COSMO SkyMed、RADARSAT-2等星载高分辨率合成孔径雷达影像为土地利用调查监测提供了重要数据源,但尚未形成业务化应用技术流程。该文根据高分辨率星载合成孔径雷达影像成像机理,在对典型特征地物点定位精度分析的基础上,提出几何纠正控制点选取方法;通过类比法分析了不同纠正模型应用效果。试验表明高分辨率星载合成孔径雷达影像几何纠正需要10～15个控制点,1?m聚束模式纠正中误差约3～5 m,3 m条带模式纠正中误差约5～8 m,分别满足1∶1万和1∶2.5万土地调查监测几何精度要求。     

基于SWAT模型的北京沙河水库流域非点源污染模拟

该文应用分布式水文模型SWAT,以北京昌平沙河水库流域为典型区开展研究,通过对流域非点源污染的调查、监测和模拟,定量计算和分析了非点源污染时空分布规律。结果表明：该模型在研究区适用性较好（月径流率定期R2=0.85,Nash-Sutcliffe效率系数为0.64;验证期R2=0.77,Nash-Sutcliffe效率系数为0.60）,非点源污染占污染负荷总量的30～50%,汛期集中了全年泥沙、总磷流失量的70%和总氮流失量的50%,南沙河子流域是污染负荷的关键区。通过研究不同水文条件、土地利用和管理措施对流域非点源污染的影响,得出结论：非点源污染负荷贡献率随降雨量增加而增加,其偏枯水年贡献率为27.4%,平水年36.7%,丰水年52.3%。若全部排污口实施达标排放、流域内全部农田改为林地,径流量、氮磷负荷量均会减少40%～50%;若实施化肥施用量减半,氮磷负荷可降低20%左右。氮元素不同土地利用单位面积负荷由高到低依次为：果园＞农田＞草地＞林地＞城镇用地,研究成果将为流域水资源保护规划提供科学依据。