基于整合驱动因素和适宜性评价的乡村聚落重构模式研究

为了破解乡村发展过程中的土地供需矛盾,保护农户合法权益,减少农村居民点整合过程中的争议,推进乡村振兴战略的实施,该研究以陇中黄土丘陵区通渭县四合村为案例区,综合“参与式农村评估(participatory rural appraisal,PRA)+结构方程模型(structural equation modeling, SEM)+适应性评价(suitability evaluation, SE)”方法,剖析农户对乡村聚落的整合意愿及驱动机制,并在适宜性评价的基础上探究乡村聚落重构模式,为陇中黄土丘陵区乡村聚落的空间格局优化与整合提供一种方法与案例研究。结果表明:1)190户受访农户中79.5%的农户不愿意整合,整合意愿受到家庭、居住和社会等因素的综合影响,其中房屋建造时间、交通通达度及家庭非农收入是影响农户整合意愿主要驱动因素;2)四合村域由外向内依次可分为不适宜居住区、较适宜居住区和适宜居住区3级,其中位于适宜居住区的农户共计168户,占四合村农户数量的51.38%,超过半数的农户位于不适宜居住区和较适宜居住区,具有一定程度的整治潜力和较大的乡村聚落居住质量提升空间;3)构建基于整合驱动因素和适宜性评价的乡村聚落重构模式:生态转化模式、异地搬迁模式、旧村整治模式和改造提升模式,并对现有聚落进行空间重构。重构后,四合村宅基地数量将由354个减少至275个,面积由102 105.63 m2减少至79 708.79 m2,节约土地22 396.84 m2。研究结果对于引导宜居乡村建设具有指导意义,亦可为陇中黄土丘陵区乡村聚落重构提供科学依据。     

构建植被区分阴影消除植被指数提取山地植被信息

山地植被信息在气候变化研究和生态环境保护等方面发挥着重要作用,遥感技术能够快速获取山地植被信息,但是存在山地地形阴影的影响以及山地植被信息混淆问题。该文以山地植被为研究对象,基于Landsat卫星遥感影像多光谱数据,分析山地植被的主要特点,借鉴阴影消除植被指数（shadow eliminated vegetation index,SEVI）的构造原理及形式,提出了一种适用于山地植被覆盖遥感监测的植被指数算法—植被区分阴影消除植被指数（vegetation distinguished and shadow eliminated vegetation index,VDSEVI）。研究结果表明：相对于已有的其他植被指数,VDSEVI较好地消除了地形阴影的影响;VDSEVI的信息量大,植被覆盖的识别能力较强,较好地解决了植被信息混淆问题,能够更好地反映山地植被覆盖情况。不同土地覆盖类型的VDSEVI存在显著差异;阴影稀疏林地和相邻非阴影稀疏林地的相对误差较小,为3.428%;各土地覆盖类型样本VDSEVI标准差均小于0.06;植被覆盖样本VDSEVI与太阳入射角余弦值（cosi）的相关系数为?0.800。为验证VDSEVI在其他地区的适用性,将VDSEVI应用于内蒙古阿尔山和福州市闽侯县,结果表明VDSEVI同样适用。新疆那拉提、内蒙古阿尔山和福州市闽侯县3个区域基于VDSEVI阈值法的植被信息提取总体精度分别为84.136%、87.339%、86.709%,Kappa系数分别为0.799、0.788、0.791。     

多元自适应回归样条算法模拟川中丘陵区参考作物蒸散量

参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration, ET_0)是作物精准灌溉管理与农业高效用水的核心参数。为提高川中丘陵区气象资料缺省下的ET_0预报精度,利用不同的气象因子组合,建立15种基于多元自适应回归样条算法(multivariate adaptive regression splines, MARS)的ET_0预报模型。选取11个代表性气象站点1961—2016年逐日气象资料进行分析,将其与其他ET_0预报模型进行对比,并利用可移植性分析评价MARS模型在川中丘陵区的适用性。结果表明:基于温度和风速项输入的MARS_5(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温、2m处风速)、MARS_9(输入最高气温、最低气温、2 m处风速)和MARS_(13)(输入最高气温、2 m处风速)模型,以及仅基于风速项输入的MARS_(15)模型都具有良好的模拟精度;大气顶层辐射和风速是决定机器学习模型地域性适应能力的关键;引入大气顶层辐射后,MARS_6(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温、相对湿度)、MARS_7(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温、日照时长)、MARS_8(输入大气顶层辐射、最高气温、最低气温)模型均优于相同气象因子依赖下的Irmak-Allen、Irmak、Hargreaves-M4模型;通过可移植性分析发现,在训练站点和测试站点的随机交叉组合下,MARS_5模型保持了较高的精度(纳什效率系数和决定系数均大于0.985),且输出较为稳定的模拟结果,均方根误差变化范围为0.121～0.193 mm/d,平均相对误差变化范围为2.7%～4.2%。因此,基于多元自适应回归样条算法的ET_0预报模型可作为川中丘陵区ET_0预报的推荐模型。     

广东省果园智能除草装备现状与展望

Gan Ling;Li Junlue;He Lin;Li Mutong(Guangdong Institute of modern Agricultural Equipment,Guangzhou 510630,China;Guangdong Hongke Agricultural Machinery Research & Development Co.,Ltd.,Guangzhou 510630,China)     

辽西山地丘陵区风电场项目防治水土流失措施

以大唐葫芦岛兴城围屏风电场项目为例,根据辽西山地丘陵区风电场水土流失的特点,阐述项目的具体组成和防治分区,提出各防治分区的水土流失防治措施,为山地丘陵区风电场项目防治水土流失提供借鉴和经验。     

基于地形特征的无人机遥感梯田影像边缘提取方法

梯田具有蓄水固沙的作用,是旱作农业区重点建设的高产稳产农田设施,为粮食增产、农民增收提供了有力保障。因仅基于影像数据采用边缘提取方法进行梯田区域分割效果不理想,及时准确地掌握梯田信息较为困难。无人机遥感技术的不断发展为高精度梯田地形信息的获取提供了新方法。本研究以甘肃省榆中县为例,首先从数字高程模型DEM数据中提取坡度,将正射影像与坡度数据融合,并通过基于Canny算子的粗边缘提取方法和基于多尺度分割的精细边缘提取方法,对比分析坡度对无人机遥感梯田影像边缘提取的影响。试验结果表明,正射影像和坡度融合的提取效果均优于单一的正射影像数据提取效果,粗边缘提取方法中正射影像和坡度融合的数据源精度平均提高了23.97%,精细边缘提取方法中正射影像和坡度融合的数据源精度平均提高了17.84%。研究表明,在无人机遥感梯田影像边缘提取中加入一定的地形特征,可以取得更好的边缘提取效果。     

黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌及优势种分析

【目的】 明确黄淮海夏玉米主产区玉米茎腐病的主要病原菌组成及优势种,为病原菌致病机制、抗性育种及茎腐病防治提供依据。【方法】 于2014—2017年采集黄淮海夏玉米主产区3个省（河北、河南、山东）的玉米茎腐病样本850份。通过形态学、通用引物和特异引物对病组织分离物进行鉴定,并采用上述引物直接检测病组织。整合分析分离物鉴定法和组织分子检测法的结果以确定玉米茎腐病的主要病原菌及优势种;分析主要病原菌在各省间以及同一省份不同年度的检出率,揭示主要病原菌的种群动态变化;分析单个样本中病原菌的检出率,探讨多种病原菌的共存模式。【结果】 有667份样本检测出真菌或卵菌,占总样本的78.47%;年度间样本检出率存在差异,2014年的检出率不足50%,而2015—2017年的检出率相近,均高于90%。在所有样本中共检出20属46种真菌或卵菌,其中镰孢菌（Fusarium spp.）的检出率最高,为89.96%,包括禾谷镰孢复合种（F. graminearum species complex）、层出镰孢（F. proliferatum）、拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、厚垣镰孢（F. chlamydosporum）、亚粘团镰孢（F. subglutinans）、尖镰孢（F. oxysporum）、黄色镰孢（F. culmorum）、藤仓镰孢（F. fujikuroi）、变红镰孢（F. incarnatum）、木贼镰孢（F. equiseti）和茄镰孢（F. solani）11个种;腐霉菌（Pythium spp.）的检出率为34.18%,包括芒孢腐霉（P. aristosporum）、禾生腐霉（P. graminicola）、棘腐霉（P. acanthicum）、孤雌腐霉（P. amasculinum）和寡雄腐霉（P. oligandrum）5个种。拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢为4种主要病原菌,检出率依次为62.07%、46.93%、29.09%和28.04%,其中拟轮枝镰孢为优势种。各省之间,上述4种主要病原菌的检出率存在一定差异。拟轮枝镰孢在河北省的检出率为73.98%,明显高于该菌在河南省和山东省的检出率;禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率分别为35.78%和34.31%,均高于在其他两省的检出率。同一省份不同年度上述4种主要病原菌的检出率呈动态变化,其中任何一种病原菌均有可能上升为优势种。进一步分析表明,单个样本中可以检测出一种或多种病原菌,检测出1种菌的样本占38.38%,检出2种和3种病原菌的样本分别占29.24%和19.04%;2种及以上病原菌共存以镰孢菌和腐霉菌、镰孢菌和镰孢菌模式为主。【结论】 黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢,其中拟轮枝镰孢为优势种;拟轮枝镰孢在河北省的检出率最高,层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率最高,禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;单个样本中存在多种病原菌共存的模式。     

武夷茶区茶园土壤养分状况及其对茶叶品质成分的影响

【目的】分析乌龙茶主产区武夷茶园中土壤养分状况及其对茶叶品质成分的影响,为改良茶园养分管理和提升茶叶品质提供理论依据。【方法】本研究在2008年福建省土壤普查数据的基础上,于2015年在武夷3大茶区,（桐木区、岩茶区和洲茶区）随机选取68个茶园,包括桐木区12个、岩茶区32个和洲茶区24个,分别采取茶园0—20 cm的土壤和一芽三叶的茶青样品。检测土壤pH,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量等土壤养分指标,同时利用高效液相色谱系统（HPLC）定量测定茶青中的茶氨酸、咖啡碱、芦丁、ECG、EGCG和总儿茶素等6种次级代谢物含量做品质成分分析。【结果】通过对比2008年和2015年的土壤养分指标,发现近年来,武夷茶区土壤酸化严重,部分茶园土壤有效磷含量增加显著。三大茶区中,岩茶区茶园土壤养分状况变化最为明显,其土壤pH、有机质和碱解氮分别下降了0.65、45.29%和49.39%;土壤有效磷含量却大幅度上升,从5.21 mg?kg ^-1上升到平均值为245.70 mg?kg ^-1,上升幅度超过40倍。说明该区域茶园存在过度施肥的现象。土壤养分状况显著影响茶叶品质成分,并且不同土壤养分指标对不同品质成分的影响有所不同。通过边际效应分析,发现各次级代谢物的最高含量都有其对应的土壤养分范围。在此基础上,拟合了武夷茶区高品质茶园适宜的土壤养分范围：pH 4.5—5.0;有机质20—40g·kg ^-1;碱解氮60—100 mg·kg ^-1;有效磷10—100 mg·kg ^-1;速效钾100—150 mg·kg ^-1。 【结论】综合本研究结果,建议武夷岩茶区和洲茶区在养分管理方面,总体采取有机肥取代部分化肥,适量补氮和钾,严格控制磷肥施用等措施。     

黄淮稻区水稻品种氮肥利用效率比较分析

为探明不同施氮水平对水稻品种氮肥利用率和农艺性状的影响,以适宜黄淮稻区的18个粳稻品种为材料,田间种植,设置4个施氮水平(0、225、300和375 kg/hm^2),研究各品种氮肥利用率和农艺性状的变化规律.结果表明:不同施氮水平下,各品种的氮肥农学利用率及其农艺性状差异显著;株高、有效穗数和全生育期与施氮量呈正相关关系;结实率和氮肥偏生产力与施氮量呈负相关关系;穗长、每穗粒数、千粒重、单株谷重和氮肥农学利用率随氮肥的施加出现先增加后降低的趋势.隶属度函数和K-均值聚类分析结果显示,综合评价氮肥利用效率最高的3个品种为连粳16117、连粳15号和新粮12号.     

低纬高原区不同生态条件下旱地小麦新品种(系)产量形成及其群体动态特征差异

为了解低纬高原区不同生态条件下旱地小麦产量及群体结构特点,2016-2018年以该区新育成的3个旱地小麦新品种(系)(易2011-1、弥136-7和云麦69)为材料,选取具有代表性的昆明、丽江、德宏3个生态区进行试验,比较分析了不同生态区之间旱地小麦产量及其构成、茎蘖数变化、叶面积动态、旗叶净光合速率、干物质积累等方面的差异。结果表明,三品种(系)产量均表现为丽江德宏昆明,丽江2年平均产量较昆明分别高30.85%、31.97%和31.33%,较德宏分别高12.31%、28.96%和9.39%。丽江的单位面积穗数与昆明差异不显著,但二者均显著高于德宏;千粒重和穗粒数均表现为德宏丽江昆明,德宏千粒重与昆明差异显著。拔节期至成熟期的群体总茎数在丽江和昆明间差异不显著,但二者均显著高于德宏。分蘖成穗率在三生态区之间差异不显著。孕穗期至灌浆期的叶面积指数表现为丽江昆明德宏。开花期至花后14 d丽江的旗叶净光合速率低于德宏和昆明,花后21～28 d光合速率则表现为丽江德宏昆明;拔节期群体干物重在生态区间差异较小,孕穗期至成熟期丽江干物质积累较快,干物重显著高于德宏,德宏高于昆明。本试验条件下,丽江的小麦产量最高,群体结构最优。