基于遥感技术的土壤质地空间预测方法研究进展

土壤质地影响土壤持水持肥性和透气性,进而驱动一系列与土壤有关的物理化学过程,结合高效快速的遥感技术预测土壤质地空间分布,对土壤质量评价与农业生产规划具有重要的理论和实践意义。本文从遥感预测土壤质地的数据、方法和模型的应用出发,介绍了用于土壤质地遥感预测的雷达、地形和植被指数等辅助数据,提出了光谱响应、特征波长选择和遥感解译这三种基于遥感特征预测土壤质地空间分布的方法,梳理了统计学、地统计学和机器学习这三类模型与遥感结合对土壤质地空间预测的应用效果,总结了几种典型方法的优缺点与适用情况,并分析了遥感预测土壤质地的应用条件和精度验证方法,最后提出未来研究需侧重于深入提取各种遥感光谱特征、利用遥感技术获取多类型环境变量和开发土壤物理属性与数据驱动机器学习特征相结合的多算法混合模型,旨在为开展不同区域尺度下土壤质地空间预测研究提供依据与技术支撑。     

黄牛木种群空间分布格局研究

为促进黄牛木Cratoxylum cochinchinense在珠三角地区生态建设中的推广和应用,采用样方调查法,于2016-2017年在广州市和台山市3个黄牛木天然林集中分布区布设样地,通过绘制种群空间分布点位置图,结合方差均值比率法和聚集度指标,分析种群的空间分布类型、聚集程度,从而揭示黄牛木种群的空间分布特性、生...     

2003—2018年中国森林火灾时空分布格局研究

基于2003—2018年的中国森林火灾统计数据,全面分析了森林火灾发生的时空分布格局,定量分析了其统计学规律,旨在为森林火灾预测、管理和风险决策提供基础支撑.分析结果表明,森林火灾的发生具有极强的随机性和离散性,通过森林火灾总次数、火场面积和受害森林面积的平均数来反映森林火灾发生风险将会导致评估结果偏高.森林火灾发生次...     

多约束条件下某智能飞行器航迹快速规划

以某智能飞行器为研究对象,研究复杂环境下航迹快速规划.为校正系统结构限制所带来的定位误差,使得智能飞行器能按照预定的航迹完成任务,基于多约束条件最优化理论,采用遗传算法扩展而来的NSGA-Ⅱ(非支配排序遗传算法)算法进行航迹规划.结果表明,基于NSGA-Ⅱ,使用交叉行为和变异行为将初始解进一步筛选优化并最终得到最优解....     

矮化中间砧苹果施氮位置对细根分布、氮素吸收和产量品质的影响

为明确矮化中间砧苹果树合理的施肥位置,减少氮肥的浪费.试验于2018年和2019年,以'烟富3'苹果/SH6/八棱海棠为试材,借助15N同位素示踪技术,研究了萌芽前在树冠投影范围距树干由近及远的3个水平距离——内环、中环和外环施氮对新梢旺长期细根和土壤15N分布、树体15N吸收以及果实产量和品质的影响.结果 表明:各处...     

Spatial patterns of the Citrus leprosis virus and its associated mite vector in systems without intervention

Leprosis is caused by the Citrus leprosis virus cytoplasmic type and is vectored by the mite Brevipalpus yothersi. Miticide applications, which cost $54 million annually, are based on inspection for the presence of mites. The aim of the present study was to characterize the spatial patterns of B. yothersi-infested trees and trees with leprosis symptoms for further improvement in sampling and disease control. The presence of mites and the occurrence of leprosis were assessed over two years in 1160 Valencia trees and 720 Natal trees in a commercial sweet orange grove in Sao Paulo State, Brazil. To assess the natural growth and dispersal of mites and leprosis, mite populations were not controlled during the experimental period. Maps of mite-infested trees and trees with leprosis symptoms were analysed at three different levels of spatial hierarchy using complementary methods, i.e. among adjacent trees within and across rows, within quadrats, and the strength and orientation of aggregation among quadrats. The study showed that the spatial patterns of virus-infected and mite-infested trees were different, with a strong aggregation pattern of trees with leprosis symptoms that increased over time. Conversely, the spatial pattern of B. yothersi showed randomness or weak aggregation at all three spatial hierarchical levels. Disease incidence increased steadily in plots of both cultivars, unlike in mite-infested trees where incidence fluctuated over time. These results have important implications for the development of better management strategies for leprosis. Sampling methods and action thresholds for mite control should consider primary disease inoculum in addition to the incidence of mites.     

假眼小绿叶蝉与其天敌的空间关系及最佳样方确定

为了分析在聚块大小不同时天敌对假眼小绿叶蝉Empoasca vitis Gothe空间上跟随关系的密切程度、聚集原因和聚集范围,为评价假眼小绿叶蝉的天敌优势种提供科学依据,用聚块样方方差分析法、灰色关联度法、空间聚集强度指数、种群聚集均数法和ρ指数法对安徽省合肥市‘乌牛早’和‘白毫早’茶园不同大小聚块条件下的假眼小绿叶蝉及其7种蜘蛛类的天敌空间关系进行分析。假眼小绿叶蝉与其7种蜘蛛类天敌均方差峰值时的聚块样方数的关联度分析结果表明:‘乌牛早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是茶色新圆蛛Neoscona theisi(0.753 5)、八斑球腹蛛Theridion octomaculatum(0.720 1)、锥腹肖蛸Tetragnatha maxillosa(0.681 3)和草间小黑蛛Erigonidium graminicolum(0.644 2)。‘白毫早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是粽管巢蛛Clubiona japonicola(0.823 5)、鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata(0.800 9)、锥腹肖蛸(0.794 2)和茶色新圆蛛(0.794 2)。两种茶园前四种天敌中相同的天敌是茶色新圆蛛和锥腹肖蛸。假眼小绿叶蝉在聚块内基本样方数k为1、2、4、8时,随着聚块内基本样方数的增多,聚集分布格局时的扩散系数C不断增大,均匀和随机格局时扩散系数不断减小。聚块内基本样方数k为2、4、8时与k为1时的假眼小绿叶蝉的空间分布聚集程度差异均不显著。假眼小绿叶蝉的种群聚集均数λ多数情况均大于2,其聚集是该虫本身原因引起的,假眼小绿叶蝉在种群聚集均数λ为正值时,随着聚块内基本样方数的增加,则种群聚集均数λ不断增大。用假眼小绿叶蝉不同大小聚块的ρ指数判断个体群聚集时的最小范围是聚块中有1个基本样方,即本文的4 m~2。该研究为该虫抽样时确定样方大小提供了科学依据。     

基于GIS和迈阿密模型的全球灌溉需水量计算

通过计算光温生产潜力、气候生产潜力、光温潜力需水量、灌溉需水量以及衍生的可持续垦殖率指标,以解决农业生产潜力、农田熟制、灌溉定额、宜农荒地垦殖适宜性评价等农业发展问题。以迈阿密模型为理论基础,利用GIS空间分析的研究方法,计算出了上述指标的高精度全球分布场,得出全球光温生产潜力为2 260×10⁸ t干物质,气候生产潜力为1 253×10⁸ t干物质,灌溉需水量总计为12 441 km³。主要结论有：热带雨林区除外,全球气候生产潜力高值区同当前农业区高度吻合,表明农田气候潜力已经被人类充分利用;在温带地区,可持续覆膜雨养垦殖率＞2/3的地区适宜开垦宜农荒地,发展雨养农业。根据迈阿密模型计算得出的灌溉需水量可作为制定农田喷灌定额的重要依据;覆膜滴灌节水效果最佳,可持续覆膜滴灌垦殖率为各种垦殖率中最大值,可作为指导宜农荒地资源开发和多熟制农业发展的主要指标。     

近55年来河西地区干旱时空演变特征及其与ENSO事件的关系

根据河西地区14个气象站点1961-2015年的逐月气象观测资料,基于SPEI指数采用Mann-Kendall趋势检验法、反距离加权插值(IDW)等方法分析了近55年来河西地区年代际、四季干旱及空间变化特征,并探讨了ENSO 事件与该区干旱的关系。结果表明：在年代际变化上,自20世纪90年代以来河西地区干旱次数增多、干旱程度加重。季节时间变化上,河西地区春、夏、秋季均呈干旱化趋势,春季干旱化趋势最为突出,夏季次之,冬季略呈变湿趋势。空间变化上,整个河西地区春季均呈干旱化趋势,而且大部分地区的春旱趋势极为显著,其中春旱趋势最显著的地方是金塔;冬季整个研究区趋于湿润化。各季节干旱高频区分别集中在：春季在金塔、民勤地区,夏季在河西西北部,秋季在河西中东部及西部的安西—玉门一线,冬季在101°E以西的河西地区。河西地区秋季SPEI与SSTA指数的相关性最为显著,春季次之,夏季最弱。ENSO事件发生强度与河西地区SPEI影响因子的多项式拟合关系表明,ENSO事件强度对温度的影响高于降水;其中在ENSO暖事件(厄尔尼诺事件)发生年份,气温有明显的上升趋势;在ENSO冷事件(拉尼娜事件)发生年份,少数年份降水有所增加,对气温的影响较弱。     

基于标准化降水蒸散指数的甘肃省干旱时空特征分析

为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征,选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI,同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分解等方法,对甘肃省65 a来干旱时空格局特征进行了分析。结果表明：在年际变化趋势方面,甘肃省干旱情势为由干变湿再变干,近年干旱趋势逐渐加重;四季均呈现由干变湿然后变干的趋势,近年春季变干趋势显著;干旱强度在全省范围内主要为轻旱和中旱等级,并表现为局域性轻旱和全域性中旱。在周期性变化方面,甘肃省的干旱时间周期性强弱依次为39、13、7、22 a尺度,但不同时间尺度表现出了不同的干湿震荡规律。在空间格局方面,甘肃省整体上呈西北部干旱缓解、东南部干旱加剧的趋势;春季干旱加剧最明显,冬季次之,夏季和秋季干湿状况基本相似。按照干旱区域敏感性强弱可将甘肃省分为东南地区东部（Ⅰ区）、西北地区（Ⅱ区）、中部地区（Ⅲ区）和东南地区西部（Ⅳ区）,其中Ⅲ区呈干旱缓解趋势,其他地区基本呈干旱加剧的趋势。