近53年青海省气候变化与粮食产量及气候生产潜力特征

利用青海省1961-2013年年平均气温、年降水量等资料,分析了青海省气候变化的特征,应用Thornthwaite Memorial 模型估算了青海省气候生产潜力,探讨了气候生产潜力与粮食产量的关系。分析结果表明,1961-2013年青海省年平均气温显著升高,年平均气温升温率达0.40 ℃10a-1;降水量也呈现增加趋势,增幅为6.0 mm10a-1;日照时数和相对湿度呈现减少趋势。自2002年以来的近10年期间,粮食总产量和气候生产潜力变化趋势有一定相关性且气候生产潜力从2002年开始有突变（r=0.29,P＜0.05）。近53年青海省气候生产潜力在323.39～478.48 gm-2a-1之间,年际间变化波动较大,呈现较弱的增加趋势,增加率为0.914 gm-2a-1。     

1980—2018年成都市建设用地扩张时空演变及驱动力分析

基于土地利用栅格数据,借助建设用地扩张强度和速度指数、等扇形分析法、土地利用转移矩阵和PLUS模型等方法,探究了成都市1980—2018年城市建设用地扩张的变化特征以及驱动力。结果表明： 1980—2018年成都市建设用地面积持续增加,38年间共增加1.38 × 10⁴ hm²,主要来源于耕地面积的减少。建设用地扩张方向性明显,呈现出向东南方倾斜的态势,且东部和南部地区在持续扩张。扩张强度呈从城市中心向外围区县地区逐渐减小的趋势,中心的主城区扩张强度最高;扩张速度最快的区域集中在东部和南部的双流、武侯和简阳等地,位于西侧的蒲江、邛崃和崇州等地扩张速度最慢。GDP、距政府驻地远近等社会经济因子和高程、年均温、水域等自然因子是影响城市建设用地扩张的主要驱动力因子,在水域、高程、年均温等自然因子的影响下,在GDP、距政府驻地远近及交通条件等社会经济因素的推动下,成都市建设用地面积不断扩张且方向性显著。     

可达性视角下的丘陵城市综合性公园选址研究

根据丘陵型城市的特点,采用GIS中的网络分析模块对马鞍山市中心城区的综合性公园可达性进行分析,结合LA模型在可达性覆盖失衡的区域筛选出适宜的综合性公园选址地点。结果表明：马鞍山中心城区综合性公园分布不均匀,服务覆盖范围存在很大盲区;中心城区东南方向的可达性缺失现象最明显,西北方向及东侧均有不同程度的可达性缺失的情况;经由LA模型运算后,最后留存的6个能够满足周边居民点25 min内步行到达的要求,且有建设综合性公园条件的地块。采用网络空间分析法以模拟现实交通环境为主要手段对公园可达性分布进行数字量化,清晰地展现综合性公园实际可达性的分布状况,根据可达性分析结果,结合LA模型的演算使得公园选址有一定的科学依据。     

湖北主要造林树种生态区划研究

利用湖北省主要造林树种杉木、南方型黑杨、湿地松和日本落叶松人工林的位置信息及气候、地形和土壤等42个环境因子数据,采用最大熵模型和ArcGIS软件开展4个树种生态栽培区划研究,探讨4个树种人工林的分布格局。结果表明：4个树种的MaxEnt模型预测AUC值为0.855～0.951,通过环境变量的筛选,模型预测精度提高0.23%～3.59%。生物气候因子和地形因子在4个树种适生区预测模型构建过程中累计贡献率达到85%以上,是影响树种分布的主要生态因子,其中海拔在湿地松、日本落叶松和南方型黑杨中的贡献率均排在首位,达到31.48%～47.80%。4个树种的生态区可分为最适宜区、较适宜区和不适宜区3个等级,分别绘制了各树种的适生地理分布图,并从整体上明确了这4个主要造林树种人工林的分布格局,即鄂西北、鄂西南和鄂东南地区适宜发展杉木人工林,鄂中江汉平原地区主要为南方型黑杨,鄂北和鄂东丘陵岗地主要为湿地松,鄂西亚高山区适宜发展日本落叶松人工林。     

基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度（Overall accuracy,OA）、平均交并比（Mean intersection over union,MIoU）、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明：改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。     

基于红光波段冠层SIF降尺度的小麦条锈病遥感监测

为减弱冠层几何结构等因素对传感器探测到的冠层日光诱导叶绿素荧光（Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF）的影响,探讨了条锈病胁迫下红光波段荧光（Red SIF,RSIF）的响应特性,并以RSIF为自变量构建了小麦条锈病遥感监测的线性回归（Simple linear regression,SLR）及非线性回归（Non-linear regression,NLR）模型。结果表明：叶片尺度RSIF在小麦条锈病遥感监测中具有较大优势,其与小麦条锈病病情严重度（Severity level,SL）间相关系数较远红光波段SIF（Far-red SIF,FRSIF）提高132%,以叶片尺度RSIF为自变量构建的SLR及NLR模型预测DSL与实测DSL之间R2较FRSIF分别增加9.8%、38.9%,RMSE分别降低23.1%、36.4%。此外,降尺度处理能够提高RSIF监测小麦条锈病的精度,叶片尺度RSIF与DSL之间R2较冠层尺度增加126.3%,以叶片尺度RSIF为自变量构建的SLR和NLR模型预测DSL与实测DSL间R2较冠层尺度分别提高114.3%和233.3%,RMSE分别降低16.7%、15.4%。本文提出方法可提高小麦条锈病遥感监测精度,同时对其它胁迫的遥感监测具有一定的参考价值。     

耦合耕地综合质量和空间连通性的基本农田划定研究

保护集中连片的优质耕地对于保障国家粮食安全具有重要意义。本文以江西省兴国县为例,从耕地的自然质量、立地条件、生态条件3个层面系统构建耕地综合质量评价指标体系;基于TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价法对耕地综合质量进行评价,引入耕地连片度、耕地空间连通格局分析了耕地空间集聚特征,综合耕地质量及其连通特征划定永久基本农田。结果表明：从耕地综合质量来看,兴国县耕地质量由高到低划分为4个质量等级,面积分别为6204.95、16.03172、19321.79、3573.76hm2,占总耕地面积的13.75%、35.52%、42.81%、7.92%。总体来看,兴国县中等质量耕地居多,占比为78.33%。从耕地连通性来看,兴国县耕地连片程度由高到低划分为5个等级,其中一级~五级连片耕地面积分别为24731.44、6199.73、3131.54、7397.71、3671.80hm2,分别占耕地总面积的54.80%、13.73%、6.94%、16.39%、8.14%,耕地存在不同程度破碎化。将耕地质量三等以上、连片程度四级以上耕地划入基本农田,面积为37029.62hm2,占耕地总面积的82.05%,与原有划定基本农田相比,实现了划定后永久基本农田“总体稳定、布局优化、质量有提升”的目标。     

铡草机切碎辊作物喂入矢角参数模型建立与试验

饲草收获机作物喂入矢角（辊（叶片）轴心至喂入点矢径的水平夹角）对切碎辊转矩负荷及切碎性能有重要影响,通过检测传动带压力与作物喂入矢角的关系,对收获机切碎特性与作物切碎过程进行了运动学、动力学分析,揭示了饲草作物切碎质量、能耗与作物喂入矢角的关系,建立收获机切碎辊作物喂入矢角数学模型并进行了优化。试验结果表明,当优化参数组作物单位长度喂入量为5.5kg/s、切碎辊转速为1600r/min、传动带初始压力为1.2MPa时,该作业参数组下切碎作物喂入矢角数学模型精度最高,准确率达79.52%,模型偏差为0.491MPa（0.957rad）,能够有效表征铡草机切碎作业负荷,同时在保证作物切碎质量下提高了铡草机作业能力,优化的切碎喂入矢角模型下切碎扰动响应时间缩短约26.41%,单位作业能耗减小约11.36%。该切碎作物喂入矢角模型丰富了铡草机切碎作业的建模方法,为饲草作物类铡草机负荷控制系统设计提供了参考。     

全国草地类自然保护区的成效评估指标

在集成分析国内外自然保护区生态保护成效评估研究进展的基础上, 结合DPSIR模型的状态指标集以及我国关于草地生态系统长期获取的资料数据, 坚持最大程度客观地评估我国草地类自然保护区生态保护成效的设计思路和原则, 筛选出既能够反映该自然保护区生态保护效益、又较易获取且国内外相关机构有类似评估标准的15个指标。并尝试结合已有的国家相关技术标准规范和文献研究资料获得各指标的技术规范, 得到反映自然保护区的保护对象、生态功能与环境相互作用等方面的具体参数。实际应用中, 这些指标可根据评估主体、评估目的、评估周期以及已有资料数据等不同进行组合, 从而在一定程度上反映自然保护区生态保护成效。     

跨区域量化比较3种土壤类型坡面的拦蓄径流能力

[目的] 基于定量化数值建立一个跨区域评价不同土壤类型和管理措施坡面拦蓄径流能力的指标体系,为水土流失防治工作提供科学指导。 [方法] 在新疆维吾尔自治区伊宁市北山坡的灰钙土、棕红土坡面和贵州赤水市大石河小流域的紫色土坡面各布设了4种管理措施的径流小区,基于2019—2021年4—9月的自然降雨量和径流量观测数据,用径流系数、径流曲线数(CN值)和降雨产流阈值数据量化比较了12个径流小区的减流能力。 [结果] 不同土壤拦蓄径流能力排序为：灰钙土＜棕红土＜紫色土,其CN值分别为90.05,89.53和77.36;其降雨产流阈值分别为3.44,3.50和14.96 mm。不同评价指标结果均显示,灰钙土和棕红土管理措施坡面的拦蓄径流能力顺序为：枯草覆盖＞水平沟＞增渗孔＞对照;紫色土管理措施坡面减流能力的顺序为：园地＞草地＞耕地＞对照。对于对照小区,当径流系数增加1%时,灰钙土、棕红土和紫色土的径流深分别增加了1.73,2.61和6.79 mm;当CN值增加1时,3种土壤坡面的径流深则将分别减少1.00,1.00和0.71 mm。 [结论] 跨区域评价不同土壤类型坡面的减流能力时,推荐用CN值和降雨产流阈值指标,不宜使用径流系数。