等高反坡阶措施对滇中红壤坡耕地土壤贮水量的影响

为探讨布设等高反坡阶后土壤水分驱动特征,揭示其水源涵养能力,以滇中昆明市北郊松华坝迤者小流域为研究区,采用野外监测与室内测试分析相结合的方法,分析了2017年5月1日-2018年4月30日期间不同土层深度（0-100 cm）土壤贮水量时空变化特征及其与其他物理性质的关系。结果表明:（1）试验期间雨季和旱季降雨量分别为528.5,41.5 mm,占试验年降雨量的92.7%,7.3%,I₃₀（最大30分钟雨强）与降雨量的整体变化趋势一致;（2）布设等高反坡阶后,各土层平均土壤贮水量较原状坡耕地在雨季和旱季分别增加9.6%~13.5%,10.0%~23.9%;（3）布设等高反坡阶后坡耕地土壤贮水量变异系数明显减小（p<0.05）,各土层深度下土壤贮水量变异系数的大小为:20 cm > 40 cm > 60 cm > 80 cm > 100 cm;（4）土壤贮水量随土层深度的增加明显减弱,布设等高反坡阶对坡耕地土壤贮水量的影响表现为40 cm > 20 cm > 60 cm > 80 cm > 100 cm;（5）等高反坡阶处理和不同土层深度交互作用对土壤贮水量的影响显著,修正模型平方和达到48 149.124。综上,等高反坡阶处理对坡耕地土壤的贮水能力具有明显的提高作用,对坡耕地地表径流拦蓄、增加水分入渗和减少土壤流失改善作用显著。     

梯田埂坎植物根系营养空间及伸展模式初步研究

 采用三维坐标挖掘法对宁夏南部山区梯田埂坎上较为常见的几种植物根系分布进行了调查,并对根系的伸展模式进行了分类。结果表明:红柳、苜蓿、柠条的根系分布较深,表现出垂直根型的特点;杞柳、杨树表现出了较强的趋水肥的特点;几种植物都表现出不同程度的生态可塑性。阳坡密植的红柳、靠近埂坎下部栽植的柠条、苜蓿、树龄5年以下的杞柳、大地埂中部的杨树根系伸展模式比较符合农林复合系统的要求。建议红柳采用密植的方法栽植于阳坡,阴坡栽植杞柳,但随树龄的变化应适当调整株距;杨树不宜作为埂坎造林的树种,适当发展苜蓿。     

Effects of method, rate and timing of slurry application to grassland on the preference by cattle for treated and untreated areas of pasture

Two experiments were conducted in the UK to investigate preference by cattle for areas of pasture treated or untreated with dairy cow slurry. Experiment 1 examined the effects of method and rate of slurry applied to a grass pasture in March (Spring); Experiment 2 examined the effects of method and timing of slurry application after cutting for silage in June (Summer). In both experiments, beef steers grazed grassland plots that had been treated with slurry on one half only of the plots for 4 weeks. Slurry was applied by shallow injection (I), trailing shoe (T) or conventional surface broadcasting (S) techniques. In Experiment 1, slurry was applied at 40 m³ ha^?1 (HI) or 20 m³ ha^?1 (LO) 21 d before grazing commenced; in Experiment 2, slurry was applied at 20 m³ ha^?1 either 32 d (E) or 10 d (L) before grazing commenced. Sward height was measured and animal behaviour was recorded during 8 × 24 h measurement periods in each experiment. Preference for slurry‐treated or untreated swards was indicated by a comparison of post‐grazing sward height on each sward and the proportion of total grazing time spent on the slurry‐treated swards. In Experiment 1, a smaller proportion of grazing time was spent on slurry‐treated areas of swards compared with untreated areas of swards on all treatments, but the proportion of time spent grazing the slurry‐treated sward was greater on method T than on methods I or S (0·28, 0·31 and 0·39 for methods S, I and T, respectively, s.e.d. = 0·035, P < 0·05). Steers showed no preference between slurry‐treated and untreated swards by 49, 45 and 44 d after slurry application for methods S, I and T respectively. Differences between HI and LO were not significant (P > 0·05). In Experiment 2, aversion to slurry‐treated swards compared with untreated swards was less for treatment E than for L, with a greater proportion of both residence and grazing time spent on the slurry‐treated sward of treatment E than L (0·43 and 0·28, respectively, for residence time, s.e.d. = 0·025, P < 0·001, and 0·47 and 0·30, respectively, for grazing time, s.e.d. = 0·021, P < 0·001). Significant differences were shown between the methods of slurry application for treatment E, with a greater proportion of grazing time spent on the slurry‐treated swards of methods I and T than method S (0·40, 0·52 and 0·49 for S, I and T, respectively, s.e.d. = 0·032, P < 0·001), and a greater difference between post‐grazing heights on slurry‐treated and untreated swards for method S than for I or T (30, 12 and 15 mm, respectively, s.e.d. = 4·8, P < 0·001). For treatment L, differences in the proportion of time spent grazing on slurry‐treated swards compared with untreated swards were not significant between treatments (0·26, 0·34 and 0·31 for methods S, I and T, respectively, s.e.d. = 0·040, P > 0·05) and indifference between slurry‐treated and untreated swards was achieved 77, 60 and 58 d after slurry spreading for methods S, I and T respectively. These results show that, when slurry is applied to pasture in a grazing rotation, the adverse effects on grazing behaviour associated with conventional surface broadcasting may be overcome by the use of novel slurry application techniques.     

云南绿春哈尼梯田湿地水稻土基本养分特征

选取了云南绿春县规东河片区、松东河片区、二号桥河片区为样区,分析了样区未发生土壤冲蚀、发生土壤冲蚀后修复1a,修复8a的梯田湿地水稻土表层土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾特征。结果表明,(1)绿春哈尼梯田湿地水稻土pH值在5.21～6.79之间,呈微酸性;土壤有机质含量在3.80～47.14g/kg之间;土壤碱解氮含量在39.51～137.47mg/kg之间;土壤速效磷含量在1.29～13.31mg/kg之间;土壤速效钾含量在33.32～178.90mg/kg之间。从空间上看,绿春哈尼梯田湿地水稻土基本养分在同一地方相同片区较稳定,变异不大,但是不同地方之间有一定差异。(2)未发生土壤冲蚀的梯田水稻土基本养分显著高于发生土壤冲蚀后修复的梯田水稻土基本养分。经过修复和田间管理,梯田湿地水稻土养分含量有所升高,发生土壤冲蚀后修复8a在0.05水平上显著高于发生土壤冲蚀后修复1a。(3)绿春哈尼梯田同一山麓不同海拔高度土壤有机质含量基本稳定,变化较小。土壤速效养分含量在不同海拔高度变化较大,随着海拔高度的升高或者降低,养分并没有表现出明显的垂直变化特征。     

提高燕沟流域粮田生产力试验示范

燕沟流域通过坡耕地改梯田、推广抗旱高产品种和地膜覆盖技术、增加化肥投入、大垄沟规范化种植、调整粮食作物种植比例,改造了生产要素组合条件,使粮食单产稳步提高,粮田生产力发生了较大的跃迁。到2000年,燕沟流域粮食作物播种面积较1997年减少了59.1%,粮食平均单产较1997年翻了两番,粮食总产量较1997年提高了33.7%,实现了减地不减产和增产增效的效果。     

基于曲面耕作半径与MaxENT模型的哈尼梯田区聚落格局优化

乡村聚落格局优化是土地整理的一项重要工作,对缓解区域人地矛盾,解决 "三农"问题,实现区域可持续发展具有重要意义。该文以红河哈尼梯田世界文化遗产所在地元阳县为研究区,采用曲面距离法计算耕作半径,以景观连接度和缓冲区法计算耕地重叠区（耕作强度）,再结合耕作通勤时间计算得到哈尼梯田区的适宜耕作半径。然后依据遗产保护要求与适宜耕作半径识别出聚落格局整理区,引入生态模型MaxENT,以气候、地质地貌及社会经济等4大类的11个因子为数据源模拟得到新增聚落的空间位置,提出聚落格局优化建议。结果表明：1）基于曲面距离和耕作重叠计算得到的全县最适宜耕作半径为1 041 m。2）依据遗产保护和适宜耕作半径分析识别出需要进行聚落格局优化的区域为遗产核心区的新街镇、小新街乡,其余地区为聚落低密度区。3）通过MaxENT模型分析影响聚落分布的因子表明,遗产区为气候因子即降水和气温、小新街乡为气温和旅游中心距离,聚落低密度区则为海拔和岩性。4）MaxENT模型模拟的新增聚落空间位置及格局优化表明,遗产区内潜在适宜聚落区面积为18.42 km2,其中核心区内聚落根据遗产保护条例整体保留,新增人口可外迁至缓冲区（沙拉托乡）内的潜在适宜区;小新街乡内潜在适宜聚落用地面积为9.26 km2,区内聚落就近迁入潜在适宜区;其余聚落低密度区内的潜在适宜居住面积为92.26 km2,在潜在适宜区内选址聚集为2～3个聚落群。该文研究结果可为哈尼梯田基本农田改造、撤村并点、遗产保护规划、聚落空间结构调整提供科学参考。     

县域高标准基本农田建设适宜性评价与优先区划定

乡村聚落格局优化是土地整理的一项重要工作,对缓解区域人地矛盾,解决 "三农"问题,实现区域可持续发展具有重要意义。该文以红河哈尼梯田世界文化遗产所在地元阳县为研究区,采用曲面距离法计算耕作半径,以景观连接度和缓冲区法计算耕地重叠区（耕作强度）,再结合耕作通勤时间计算得到哈尼梯田区的适宜耕作半径。然后依据遗产保护要求与适宜耕作半径识别出聚落格局整理区,引入生态模型MaxENT,以气候、地质地貌及社会经济等4大类的11个因子为数据源模拟得到新增聚落的空间位置,提出聚落格局优化建议。结果表明：1）基于曲面距离和耕作重叠计算得到的全县最适宜耕作半径为1 041 m。2）依据遗产保护和适宜耕作半径分析识别出需要进行聚落格局优化的区域为遗产核心区的新街镇、小新街乡,其余地区为聚落低密度区。3）通过MaxENT模型分析影响聚落分布的因子表明,遗产区为气候因子即降水和气温、小新街乡为气温和旅游中心距离,聚落低密度区则为海拔和岩性。4）MaxENT模型模拟的新增聚落空间位置及格局优化表明,遗产区内潜在适宜聚落区面积为18.42 km2,其中核心区内聚落根据遗产保护条例整体保留,新增人口可外迁至缓冲区（沙拉托乡）内的潜在适宜区;小新街乡内潜在适宜聚落用地面积为9.26 km2,区内聚落就近迁入潜在适宜区;其余聚落低密度区内的潜在适宜居住面积为92.26 km2,在潜在适宜区内选址聚集为2～3个聚落群。该文研究结果可为哈尼梯田基本农田改造、撤村并点、遗产保护规划、聚落空间结构调整提供科学参考。     

云阴影区机载高光谱影像森林树种分类

[目的]使用窄波段植被指数、纹理信息等特征对影像进行分类,探究植被指数和纹理信息对于云阴影下树种分类的潜力。[方法]使用经过大气校正后的高光谱影像进行窄波段植被指数的计算、纹理分析以及主成分分析,并对计算的结果进行波段组合。用于计算纹理信息的波段通过最佳指示因子进行选择,选取的波段数为31(0.67 nm),51(0.86 nm),55(0.89 nm) 3个波段。结合高分辨率的航空相片进行训练样本的选择,采用Support Vector Machine(SVM)方法对经过大气校正后的反射率影像和重组后的特征影像分别进行分类,使用样地实测的树种信息对分类结果进行验证,使用总体精度和Kappa系数作为分类精度的评价指标。[结果]相对于直接使用反射率影像进行分类,使用窄波段植被指数以及纹理信息可以显著地提高云阴影下地物的分类精度,其分类精度和Kappa系数分别为90.4%和0.88,比直接使用反射率影像的分类精度和Kappa系数分别提高了18%和0.2。[结论]使用重新组合后的影像进行树种分类比直接使用反射率影像进行分类,其分类精度更高,说明窄波段植被指数与纹理特征可以提高云阴影区树种分类的精度。使用波段重组后的影像对云阴影下地物分类,其对于单个地物的分类精度也有明显的提高。     

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。     

渭北旱塬梯田土壤钾素状况及影响因素分析

对渭北旱塬梯田土壤钾素特征、剖面变异性及影响因素的系统研究表明,表层各形态钾素中有效性钾和速效钾的空间变异性最大,钾素分布并不平衡;整体来看,因富钾矿物的作用导致钾储量(矿物钾和全钾)充盈,但约95%对植物长期无效;有效钾素(有效性钾和速效钾)的供应及潜在给源(缓效钾)都较富足。在80 cm剖面内,各形态钾素的变异性既反映出它们之间可相互转化,也揭示出梯田植物受钾素影响的范围在60 cm以内。有机质、CEC和粘粒对有效钾素影响较大;CaCO3和pH值对各形态钾素呈负效影响,特别是CaCO3对缓效钾的"稀释效应"最为明显;坡位、坡向和梯田类型对土壤钾素都有一定程度的影响;研究区梯田耕种至少17年以上钾素开始衰退,但降幅较小。