宁南山区退耕还林还草效益评估研究

从生态发展与区域自然、社会、经济复合协调的系统角度出发,建立分层评价指标体系,借鉴相关专家的研究成果推算直接测量比较困难的部分数据,并在总结目前生态效益评价定量方法的基础上,利用主成分分析法计算了近5年来宁南山区退耕还林还草产生的效益。结果表明,宁南山区退耕还林还草工程2004年发挥的效益是2000年的近2.2倍,各年的平均增长率都达到50%左右,生态效益逐步发挥,从时间序列上呈积累式增加趋势。     

Response of Soil Organic Carbon and Its Aggregate Fractions to Long- Term Fertilization in Irrigated Desert Soil of China

Irrigated desert soil samples in the Hexi Corridor of China were collected over a period of 23 years from a site where different fertilization methods had been used. Changes of soil organic carbon (SOC) and its water stable aggregate (WSA) size fractions were studied. The effects of various fertilization methods on the distribution of added organic carbon (OC) in different WSA size fractions were also analyzed. The results showed that the applied fertilizations for 23 years improved SOC concentrations and OC concentrations in all WSA size fractions compared to the non-fertilized treatment (CK). In addition, fertilization obviously increased the OC stocks of <2 mm WSA size fractions compared to the CK. The average OC stock of <0.053 mm WSA fraction was 1.7, 1.6 and 3.2 times higher than those of >2 mm, 0.25-2 mm and 0.053-0.25 mm WSA fractions, respectively. A significant positive correlation was found between soil C gains and OC inputs (r=0.92, P<0.05), indicating that SOC may have not reached the saturation point yet at the site. The C sequestration rate was estimated by 14.02% at the site. The OC stocks in all of the <2 mm WSA fractions increased with the increase of OC input amounts; and the conversion rate of the input fresh OC to the OC stock of <0.053 mm WSA fraction was 1.2 and 2.6 times higher than those of the 0.25-2 mm and 0.053-0.25 mm WSA fractions, respectively. Therefore, the <0.053 mm WSA fraction was the most important component for soil C sequestration in the irrigated desert soil.     

美洲耕地利用格局及其时空变化特征

【目的】耕地时空格局变化特征分析是地表覆盖研究的热点问题之一。美洲作为全球重要的粮食生产区,其耕地数量和分布具有全球性战略地位,科学分析美洲耕地时空格局变化特征、过程和规律为耕地可持续发展提供科学参考。【方法】基于GlobeLand30数据集,运用数理统计和GIS空间分析等方法,系统分析了2000-2010年美洲耕地面积数量变化、空间分布及类型转化特征,并重点分析了亚马逊地区耕地格局变化状况。【结果】2010年美洲耕地总面积为52 875.05×10⁴ hm²;2000-2010年的10年间,美洲耕地总面积总体增加,面积增加约2 128.14×10⁴ hm²,增幅约4.19%。耕地面积增加最大国家为巴西,幅度达到9.51%,位居美洲国家之首,其次为阿根廷;减少最大国家为厄瓜多尔,面积减少101.14×10⁴ hm²。10年间美洲耕地复种指数增加2.42%,变化最为显著国家为巴拉圭、波多黎各。从耕地变化类型看,美洲新增耕地主要来源于林地、草地,而耕地减少主要是由于人造地表的侵占。美国耕地总量最多,但10年间耕地增长率较低,仅为0.08%,绝大部分损失的耕地转为人造地表,由于收获面积的减少导致复种指数减少了0.89%;巴西耕地总量仅次于美国,耕地大幅度增加主要来源于林地和草地,同时复种指数有较大程度提高。亚马逊地区作为美洲重要的生态和农业区域,10年间耕地增长8.41%,耕地增长伴随着森林、草地被大量破坏,尤其在巴西西南和厄瓜多尔表现最为剧烈。【结论】2000-2010年美洲耕地整体上呈现增加态势,国家间耕地利用格局变化差异明显;耕地主要来源于林地、草地和灌木,增长集中在巴西和阿根廷,耕地主要转出为人造地表,集中在美国。作为美洲重要的粮食生产区,亚马逊地区耕地面积和耕地复种指数都提高,两者同步增加一定程度上提高区域或全球粮食产量,但其带来的生态环境效益需要深入关注。     

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲耕地时空变化特征分析

【目的】耕地资源的变化特征是土地利用与土地覆被变化研究的重要内容,也是关系到耕地安全与粮食安全的重大问题。新疆作为中国农业用地较多和后备耕地资源较大的省区,在中国耕地资源保护和持续利用中具有突出地位。渭库绿洲是新疆最典型的荒漠绿洲区,是阿克苏地区最大的灌溉区及新疆重要的产棉区之一,深入了解该绿洲耕地分布及其变化过程,对指导该绿洲农业发展,保障生态安全至关重要。【方法】本研究以遥感资料为数据源,选取动态度、区位指数和板块密度等地理计量模型揭示渭库绿洲近21 a来耕地的时空变化特征,分析其变化的主要原因。【结果】(1)近21a年渭库绿洲耕地发生了显著的时空变化。耕地面积从1994年的2 488km2增加到2015年的3 931 km2,研究期间增加了1 443 km2,耕地面积的比例从17%上升到26%,年均变化量68.71km2,年均变化率2.7%;耕地扩展中心逐渐由绿洲中上游转移到下游,并延伸到绿洲外围,主要表现以耕地为主的农业用地和建设用地为主的非农业用地增加,以及盐渍地和水域大面积减少;(2)从区位指数来看,各县的区位指数存在一定的差异,其中新和县的耕地区位指数均排在第一位,耕地聚集程度远高于全区平均和其他地区,沙雅县的耕地区位指数位于第二,聚集程度也高于全区平均值,库车县的耕地区位指数最小。【结论】经过近21 a的耕地扩展,耕地景观由已杂乱破碎斑块逐渐连接成片,耕地景观的优势进一步增加。降水和径流的增加为渭库绿洲耕地扩展提供了相对有利的气候条件,水利建设与人口增长是影响该绿洲耕地面积变化的主要原因。本研究提出的分析方法能快速、客观反映区域耕地格局的动态变化过程和差异特征,为耕地时空变化研究提供了一种新思路。     

再生稻收割机的视觉导航路径检测方法

采用机器视觉技术研究再生稻收割机导航路径检测方法.根据农田再生稻图像特点,基于HSV空间的S分量结合Otsu算法得到初始分割阈值T;为更好地保留不同成熟度再生稻植株特征,加入修正因子-a,得到分割阈值T-a二值化图像.将土壤路径从再生稻植株中分割出来,根据形成的植株左右边界区域特征,提出逐行扫描图像动态检测导航路径的中间离散点集,利用基于已知点的Hough变换检测出稻桩行间导航路径.结果表明:处理一幅像素419×310的图像平均耗时0.064 s,具有较好的实时性,对稻叶交叠现象具有较强的适应性,拟合的导航线符合人眼视觉感官判断.     

县域农田土壤铜、锌、铬含量空间变异特征及其影响因子分析

【目的】研究县域农田土壤重金属空间变异特征及影响因子,可为保护农田环境质量提供有效信息。【方法】本研究利用地统计学和GIS相结合的方法,对四川省双流县623个土样铜、锌、铬含量空间结构、分布特征进行分析,并在此基础上对其影响因子进行了探讨。【结果】(1)农田土壤铜、锌、铬含量属于中等变异强度,其最大值与最小值之间的差异明显;(2)土壤铜、锌、铬含量的空间相关距离分别为28281、45613、45892m,且具有中等程度的空间自相关性,其空间变异受结构性和随机性因子的共同影响。【结论】普通Kriging插值表明,土壤铜、锌、铬含量的空间分布趋势较为接近,高值区主要集中在县境内西北部。影响因子分析表明,土壤铜含量在不同地形条件下呈极显著差异;成土母质对铜和锌含量空间变异有重要影响;有机肥使用量是影响土壤铜、锌、铬含量空间变异的重要因子;社会经济条件中,农业基础条件和化肥使用量对土壤铜、锌、铬含量空间变异的影响程度最高。     

植物篱技术在面源污染治理中的应用

植物篱技术是众多治理面源污染问题的措施之一,作为一种新型、有效的坡地管理技术,是农林间作技术的发展。植物篱主要通过控制水土流失、减缓坡面、改变氮磷等面源污染物在坡面的分布状态并降低其含量等途径,起到控制面源污染的作用。通过阐述植物篱技术在国内外的研究现状及其控制面源污染的机理,指出其在我国的应用及存在的问题,以为该植物篱技术更广泛的应用和推广提供参考。     

SPOT-5影像分析的三种融合方法比较——以洪雅县柳江镇退耕还林工程监测为例

以洪雅县柳江镇为试验区,选用SPOT-5全色影像和多光谱影像为材料,采用PCA、Brovey以及IHS变换融合方法,对SPOT-5全色与多光谱图像进行融合处理,为退耕还林工程面积监测奠定基础。通过对各融合结果图像进行主观和客观的综合评价,得到评价结果:Brovey变换融合方法得到的结果图像在其空间质量和光谱质量综合表现的最好,适宜于低山丘陵区的遥感监测使用。     

现阶段巩固退耕还林成果存在的问题和对策

文章从中央和地方2个层面,分析了现阶段巩固退耕还林成果中存在的主要问题,并提出了解决问题的对策,以为巩固退耕还林成果提供参考。     

怀化市鹤城区退耕还林工程生态效益计量评价

对怀化市鹤城区自2001年实施退耕还林工程以来十年间所取得的生态效益进行计量评价,估算了鹤城区退耕还林工程在保护水资源效益、固土保肥效益和固碳制氧效益3个方面所产生的生态效益。结果表明,鹤城区退耕还林工程所带来的生态效益十分显著,鹤城区退耕还林工程生态效益总价值为16645.36万元。