东北典型黑土区土壤理化性质的变化特征

东北黑土区是我国最为重要的粮食生产基地,摸清第二次土壤普查以来主要黑土土种理化性质的变化特征可为保护黑土资源提供有力的科学依据。本文基于第二次土壤普查的典型黑土剖面资料,重新调查了典型黑土区内的23个黑土土种,结果表明:近20年来主要黑土土种上的粮食单产增加约81%;在化工肥料和侵蚀的共同作用下,黑土的有机质含量和全氮含量变化不大,但全磷含量显著增加,全钾含量显著降低,表层土壤酸化明显。建议今后适当增加钾肥施用量而减少磷肥施用量。     

基于低空无人机遥感的冬小麦覆盖度变化监测

无人机遥感作为卫星遥感的有益补充,具有高时效、高分辨率、低成本、低损耗、低风险及可重复等优点。为了利用无人机遥感系统进行快速机动地监测大面积农作物覆盖度变化,更好地服务和指导农业生产,该文设计了一套以低空无人直升机为平台的多光谱载荷观测系统,并以冬小麦为研究对象,对冬小麦生长过程中的5个主要生育期进行监测,提出一种从时间序列影像的植被指数直方图曲线中获取植被指数阈值的方法,并利用植被指数阈值法提取研究区域内冬小麦覆盖度时序变化曲线,分析了空间尺度对提取植被覆盖度的影响。研究结果表明,利用低空无人机遥感监测冬小麦覆盖度变化的方法可行,分析结果可靠,在大面积农作物覆盖度的测量有很好的应用前景。     

黄土丘陵区中尺度流域水土流失治理环境效应评估

基于DPSIR概念模型,构建中尺度水土流失综合治理生态环境效应评价指标体系,对退耕还林(草)实施的生态环境效应进行评估。结果表明:生态恢复环境效应综合值在退耕还林(草)试验、实施和恢复阶段分别较评价初期增加了30%、43%和56%;环境分项值则减小了6%、20%和22%,社会分项值增加了43%、114%和143%;经济分项值增加了29%、129%和129%。退耕还林(草)、耕地压力、输沙模数和侵蚀性降水量等驱动和压力因子是生态恢复环境响应的敏感指标,退耕还林(草)对生态环境的作用需要一定的时期才能被生态环境所响应。     

东北典型黑土供肥量与大豆肥料利用率

土壤对大豆的供肥量与肥料利用率,是养分平衡法施肥的重要参数,对于科学施肥和提高产量具有指导意义。在位于黑龙江省农垦总局九三分局鹤山农场的北京师范大学九三水土保持试验站,选取黑土（Black soils,土壤系统分类为均腐土,Isohumisols）,按当前大田施肥水平设计盆栽试验,包括混施肥(NP、NK、PK、NPK)、不施肥(CK)、单施肥(N、P、K)共8种处理各3个重复,确定该种土壤类型对大豆的供肥量和肥料利用率。结果表明,土壤供氮量为63.28 kg/hm2,供磷量为50.15 kg/hm2,供钾量为110.39 kg/hm2。氮肥利用率为15.99%,磷肥利用率5.12%,钾肥利用率为78.79%。与其他学者的研究相比,研究区供肥水平中等,钾肥利用率较高,氮肥和磷肥利用率较低。据此,依据养分平衡法,确定比较适宜的大豆纯肥施入量应为72.87 kg/hm2,N:P2O5:K2O应为1:0.88:0.16。按此标准,研究区目前实际施纯肥总量偏高39%,施肥配比中,氮肥比例偏低,磷肥和钾肥比例偏高,应考虑改变施肥现状。     

土壤侵蚀中吸附态磷流失研究现状与展望

吸附态磷流失是土壤侵蚀的结果之一,不仅造成土壤肥力流失,还是导致水环境恶化的重要因子.吸附态磷流失是非点源污染计算的重要组成部分,通过土壤侵蚀研究吸附态磷流失是目前普遍采用的方法.总结了国内外关于吸附态磷流失的研究现状,分析了我国当前土壤侵蚀中吸附态磷流失研究中存在的问题,认为中国土壤侵蚀中吸附态磷流失研究还不能满足实践应用的要求.因此一方面需要增加实验数量,加强实验深度,坚持连续监测的工作,深入了解吸附态磷流失的机理;另一方面应积极构建适合国情的模型,构建基础信息数据库,开展国外模型在国内的适用性、差异性研究.     

黄土剖面土壤颗粒组成对土壤含水量的影响

土壤水资源是影响黄土高原土地利用和生态建设的重要因子,而土壤颗粒组成又是影响黄土高原土壤含水量的重要因素之一.为了分析黄土丘陵半干旱区深层剖面土壤颗粒组成对土壤含水量的影响.选择陕北绥德县境内的人工柠条林地和农地为研究对象,测定0-18 m土壤含水量及颗粒组成,分析深层土壤含水量与颗粒组成的关系.结果表明,人工柠条林耗水深度以下、农地3 m以下的土壤含水量主要受黏粒含量的影响,且土壤含水量与黏粒含量之间呈极显著的对数关系.人工柠条林在其耗水深度内,颗粒组成对含水量的影响不显著.     

1985—2015年滦河下游典型区域土地覆盖/土地利用时空变化及其影响因素分析

为探究滦河下游典型区域土地覆盖/土地利用时空变化规律及其影响因素,利用1985—2015年每隔5年的遥感影像及其他辅助数据,采用监督分类的最大似然法提取不同时间段各土地类型,分析了滦河下游土地覆盖/土地利用的时空变化规律和影响因素。结果表明:1)耕地面积近30年呈高速率下降的趋势,但仍是滦河下游的主要土地覆盖类型。2)总体上,从1985—2015年林地与草地变化表现上升趋势,林地上升速率为15.78km2/5 a;草地上升速率为9.23 km2/5 a。3)耕地面积变化呈持续高速下降趋势,下降速率为103.8 km2/5 a。建筑用地呈上升趋势,2015年建筑用地面积为1985年的3倍多,其近30年来的整体增加速率为83.00km2/5 a;研究区水域面积呈波动下降的趋势,年变化率为-4.11km2/5 a。4)城镇扩张是影响滦河下游生态环境的主要因素。     

东北黑土区不同地形垄向坡度的相对水土保持效益研究

垄作是东北黑土区一种非常普遍而重要的耕作措施,具有一定的水土保持效益,但几乎没有学者对其进行研究。探讨黑土区不同地形垄作方向在空间上的分布规律及其具有的水土保持效益具有重要研究价值。以黑龙江省宾县为研究区,用分层抽样的方法提取168个野外调查单元并进行实地填图调查,根据坡度因子和垄向坡度计算公式,利用ArcMAP、SPSS和Excel等软件进行了室内数据分析统计,结果表明:平原区、丘陵区、山区的平均地面坡度分别为1.92°,6.20°,8.27°;平均垄向坡度分别为1.33°,4.52°,6.45°,分别为平均地面坡度的70%,73%,78%;垄作坡度引起的平均土壤流失相对量分别为地面坡度的55%,69%,67%,垄作的相对水土保持效益明显。在此基础上,对垄作现状的原因进行了分析,并提出一些改进措施。研究成果有助于了解东北黑土区不同地形耕地垄作方向的分布情况及其水土保持效益状况,对当地水土保持措施的布设也具有重要的指导意义。     

小型消费级无人机快速高精度估算地物高度

【目的】小型消费级无人机航拍数据量高分辨率遥感数据重要组成部分,可利用地物阴影快速提取地物高度,进而提取地物结构信息。【方法】研究选择地物种类丰富的农业区展开实验,根据无人机传感器是否拍摄到阴影的全部区域设置2种情景,计算地物高度,并与实际高度和无人机生成的传统测高方法得到的高度对比,来验证方法的可靠性。【结果】结果表明当无人机传感器能拍摄到地物阴影的全部区域时,基于阴影估算的地物高度与地物实际高度平均误差为0.88 m,平均相对误差为12.25%,而当无人机传感器只能拍摄到部分阴影区域时,估算地物高度与实际值的平均误差为0.79 m,平均相对误差为13.28%。上述结果表明该方法能够高精度计算地物高度,并且其精度超过无人机传统测高方法生成数字表面模型提取的地物高度。【结论】该研究提出的小型消费级无人机利用地物阴影计算高度方法能够应用于实际,并使得未布设控制点的无人机数据也可作为阴影测高法的数据来源,为遥感快速获取地物高度信息提供了一种新的思路。     

土壤有效含水量的经验估算模型——以黑土为例

土壤有效含水量(AWC)是评价土壤生产力的重要指标,在农业生产实践中具有重要意义,但不同土壤类型的AWC值在当前的土壤数据库中不可获得。笔者以高生产力土壤黑土为例,通过测定不同地形部位黑土的有效含水量,分析了有效含水量的空间分布特征,建立利用土壤理化性质估算黑土有效含水量的经验模型。结果表明：（1）研究区黑土AWC（体积）变化在10.62%~30.98%间,平均20.06%,坡中位置土壤剖面的AWC值显著低于其余剖面;（2）黑土AWC与土壤砂粒含量有负相关性,与土壤容重、土壤粉（砂）粒含量、黏粒含量以及土壤有机质含量间有正相关性,其中与土壤容重的相关性最为显著;（3）基于统计方法建立了利用常规土壤理化性质计算AWC的线性回归式和非线性回归式,对这2个回归式的检验结果表明,利用土壤理化性质估算的AWC与实测结果无显著差异。经验证,本研究构建的经验模型可用于黑土AWC值的估算,从而为其他土壤类型AWC值的研究提供了方法参考。