Mapping vegetation functional types in urban areas with WorldView-2 imagery: Integrating object-based classification with phenology

Mapping urban vegetation is a prerequisite to accurately understanding landscape patterns and ecological services provided by urban vegetation. However, the uncertainties in fine-scale vegetation biodiversity mapping still exist in capturing vegetation functional types efficiently at fine scale. To facilitate the application of fine-scale vegetation spatial configuration used for urban landscape planning and ecosystem service valuation, we present an approach integrating object-based classification with vegetation phenology for fine-scale vegetation functional type mapping in compact city of Beijing, China. The phenological information derived from two WorldView-2 imagery scenes, acquired on 14 September 2012 and 26 November 2012, was used to aid in the classification of tree functional types and grass. Then we further compared the approach to that of using only one WorldView imagery. We found WorldView-2 imagery can be successfully applied to map functional types of urban vegetation with its high spatial resolution and relatively high spectral resolution. The application of the vegetation phenology into classification greatly improved the overall accuracy of classification from 82.3% to 91.1%. In particular, the accuracies of vegetation types was improved by from 10% to 13.26%. The approach integrating vegetation phenology with high-resolution remote sensed images provides an efficient tool to incorporate multi-temporal data into fine-scale urban classification.     

重点生态功能区生态系统服务价值变化及预测

[目的]对重点生态功能区(都江堰市)生态系统服务价值功能特征和变化趋势进行分析和预测,为该区域环境保护与合理城市开发目标的制定提供科学依据。[方法]以都江堰市1995,2007,2014年3期Landsat遥感影像解译的土地覆被数据为基础,使用Costanza的生态系统服务价值计算方法,谢高地2002版价值当量,经当量修正,敏感度指数检验后,评估都江堰市19a间生态系统服务价值及其变化。运用灰色GM(1,1)模型预测其变化趋势。[结果](1)研究区土地覆被类型以森林、农田为主(共80%以上)。1995—2014年研究区土地覆被变化较大,生态用地减少。(2)1995—2014年研究区生态系统服务价值下降629.46万元。森林是研究区生态服务价值最大的系统(占83%以上),其次为农田、水体、草甸、未利用地。水源涵养、废气处理是都江堰市最突出的两项生态服务(共56%以上)。(3)利用灰色GM(1,1)模型预测了研究区2021—2035年土地覆被面积,结合精度检验预测此阶段生态系统服务价值将增加136.6万元,年均增长0.17%。[结论]区域生态系统服务价值减少的主要原因是以交通为代表的建设用地增加,导致生态服务价值系数较高的生态用地减少,而增加森林、水体等有较高生态价值的土地覆被类型是维持与提高区域生态功能的有效措施。     

叶片角度对输水泵站泵装置水力性能影响分析

为研究输水泵站泵装置水力性能受叶片角度变化的影响,采用CFD方法模拟全流道泵装置水力性能,分析设计流量工况下叶片角度变化对进水流道、出水流道流动及叶轮内部流动特性和水力性能的影响.结果表明:在设计流量工况下,叶片角度偏离设计工况角度,叶轮进口近轮毂区存在回流、脱流;叶片角度偏离设计工况角度越大,进水流道、出水流道内水流流态越差,水力损失越大.当叶片角度调节为-8°工况时,与叶片角度-0°工况比较,进水流道和出水流道水力损失相对值最大,分别为1.28和2.89.即叶片同等偏离角度下,出水流道水力损失增大幅度较进水流道更加明显.对比数值模拟结果与模型试验结果得出,在设计流量工况,叶片角度为0°时,扬程相对误差为1.2%,效率相对误差为2.1%,两者吻合较好.     

基于Plackett-Burman试验设计与响应面法优化玉米秸秆离散元模型

为了减小免耕播种机防堵装置数值模拟的误差,结合物理试验与仿真试验进行玉米秸秆离散元参数的标定。基于Hertz-Mindlin with bonding 接触模型建立了玉米秸秆离散元模型,以物理试验与仿真试验中临界载荷的相对误差为试验指标进行仿真单轴压缩试验;采用Plackett-Burman试验筛选出具有显著性影响的试验因素;采用Box-Behnken响应面法对玉米秸秆离散元模型进行优化。试验结果表明:接触半径和单位面积切向刚度对试验指标影响极显著(P<0.01),单位面积法向刚度对试验指标影响显著(0.01<P<0.05);玉米秸秆的最优离散元参数为,接触半径1.2 mm、单位面积法向刚度9.361×10⁷ N/m³、单位面积切向刚度9.845×10⁷ N/m³,在此条件下,仿真压缩试验的临界载荷为950.2 N,与物理试验值935.4 N的相对误差为1.58%,验证了参数的可靠性。标定的玉米秸秆离散元模型可用于免耕播种机防堵装置的数值模拟,为防堵装置结构优化改进提供了依据。     

芥兰营养生理的研究：Ⅲ、氮钾营养对芥兰菜薹形成过程体内生化物质的影响

试验设N1，K1，N1K1，N1K2，N2K2，和N2K2六个处理，研究芥兰菜薹形成过程生化物质的变化。结果表明，芥兰花芽分化前，茎叶可溶性糖，还原糖、蛋白质和游离氨基基酸不断积累，可溶性糖／蛋白质（SS／TP）比逐渐提高。当碳氮化合物积累至小高峰，SS／TP比达一定值时，花芽便分化。K1处理的碳化合物含量最高，而氮化合物含量最低SS／TP比高，花芽分化最迟，其他处理的花芽分化期差异不大。在菜薹形成过程，叶片的叶绿素含量迅速增加，同时茎叶糖和游离氨基酸逐渐积累，但蛋白质含量下降，至现蕾前后叶片的叶绿素和茎叶糖含量开始下降，茎叶蛋白质含量他处理，其菜薹发育最差。在花芽分化过程，茎端DNA含量变化不大，RNA含量在花芽分化前逐渐增加，达一小高峰后便花芽分化，菜薹形成期间，茎端DNA含量缓慢增加，而RNA含量迅速增加，各处理的变化趋势无大差异。     

松毛虫赤眼蜂结合自走式高秆作物喷雾机防治玉米螟的效果

为探索防治二代玉米螟幼虫的新技术,在田间释放松毛虫赤眼蜂后,应用自走式高秆作物喷雾机喷药防治玉米螟.结果表明,此综合技术防治玉米螟的平均防治效果达64.22％,挽回玉米产量损失率11.20％,而仅用赤眼蜂防治一代玉米螟的平均防治效果为56.95％,挽回玉米产量损失率9.25％.因此,自走式高秆作物喷雾机喷药对玉米螟二代幼虫有控制效果.松毛虫赤眼蜂结合自走式高秆作物喷雾机喷药的综合防治技术能够减少田间玉米螟一代和二代幼虫数量,在玉米螟多代发生区可根据玉米螟发生情况和粮食生产的需要进行选用.     

玉米、小麦、水稻秸秆自然发酵的生化变化

测定玉米、小麦、水稻干秸秆在自然发酵中的生化变化.结果表明:玉米秸秆气味香甜,pH下降迅速并保持在4.2以下,挥发性发酵产物种类有13种,主要为乙醇、乙酸、乳酸及甘油等利于提高饲料品质的物质;而小麦和水稻秸秆质地生硬,生料气味,pH下降困难,挥发性发酵产物多达20种,其中乳酸和乙酸较少,而产生丁酸等影响发酵品质的物质较多;发酵物中可溶性糖含量的变化在一定程度上反映其优劣;当发酵初期可溶性糖较多时,pH下降迅速,后期可溶性糖含量平稳;而当初期可溶性糖含量较低时,pH下降缓慢,后期可溶性糖含量则一直下降.     

丽江坝区植被覆盖度时空变化驱动力研究

植被覆盖度是表征植被生长状态、生态系统变化的重要参数,对景观格局变化、城乡发展研究有重要意义。为揭示社会经济活动对植被覆盖度时空分布的影响,基于局部加权回归法构建时间序列曲线,以丽江坝区1987、1991、1994、2010、2018年5期Landsat遥感影像为数据源,采用回归趋势与同心圆空间梯度模型获得植被覆盖度时空变化特征,并运用偏最小二乘回归模型进行驱动力分析。结果表明,1987-2018年,研究区的主城区内和村落周边的植被覆盖发生了明显退化;主城区内植被覆盖的地区破碎化程度高于郊区,主城区内中低、中等覆盖度地区的斑块形状逐渐复杂、景观连接度增加,中高、高植被覆盖度地区斑块形状越发规则,高植被覆盖度地区的连接度逐渐降低;主城区及其周边的中低、中等植被覆盖度的斑块分布逐渐密集,中高、高覆盖度的斑块聚集度逐渐降低;日照时数、人口密度、公路客运量、财政收入是丽江坝区植被覆盖度变化的主要驱动力。     

全株青贮小麦秸秆饲喂肉牛增重效果的试验研究

[方法]采用全舍饲饲喂方式,对改良肉牛开展全株青贮小麦秸秆饲喂增重效果的试验研究。[结果]结果表明,在其他饲养条件完全一致的情况下,用全株青贮小麦秸秆饲喂肉牛,头均增重达18.5 kg,较全株玉米秸秆对照组提高33%,头均盈利358.68元,盈利提高78.76%,经济效益明显。     

大垄深耕整秆深还田对耐密玉米农艺性状及产量的影响

选用耐密玉米品种郑单958为材料,设置大垄深耕整秆深还田地膜覆盖(处理1)、大垄深耕地膜覆盖(处理2)、大垄无深耕无整秆深还田无地膜覆盖(对照)3个处理,探讨对耐密玉米的株高、叶片数、单株干物质积累、叶片叶绿素含量及产量的影响。结果表明,处理1、处理2与对照相比,株高差异不明显;拔节期、抽穗期、灌浆期单株叶面积、干物质积累、叶绿素含量及产量均有增加,且处理1高于处理2。与对照相比,处理1拔节期株高明显增高,抽穗期至灌浆期叶面积增加12.5%,拔节期至抽穗期单株干物质积累增加168%,灌浆期叶片叶绿素含量增加14.4%,产量增加12.3%。处理1为耐密玉米健壮生长提供了良好的土壤环境,在适宜密度及叶面积生长条件下,玉米个体生长健壮,群体结构合理,干物质积累增加,植株的源流库呈现出源足、流畅、库满态势,增加了耐密玉米的穗行数、穗粒数及穗粒重,从而增加了产量。