基于CSLE模型和抽样单元法的县域土壤侵蚀估算方法对比

为提高县域尺度地块(栅格)土壤侵蚀模数估算的准确性,以河北省怀来县为例,基于CSLE模型,分别采用全域覆盖计算和4%密度抽样单元推算方法对全县土壤侵蚀进行计算和对比分析。结果表明:全域覆盖计算比4%抽样单元推算水土流失面积大59.0 km~2,相对差异达12.94%。全域覆盖计算可实现空间全覆盖,更准确地反映县域水土流失空间分布特点,适用于中、小尺度土壤侵蚀定量计算,但需要较高精度和全面的数据源保证;抽样单元推算适用于流域、区域等大尺度土壤侵蚀估算,但结果受抽样方法、抽样密度、外推或插值方法等因素影响较大。应进一步加强遥感解译准确性、侵蚀因子精度等对CSLE全域覆盖计算结果影响的研究,完善模型参数数据库,率定因子值,实现参数本地化。     

基于可见光图像和卷积神经网络的冬小麦苗期长势参数估算

针对目前基于计算机视觉估算冬小麦苗期长势参数存在易受噪声干扰且对人工特征依赖性较强的问题,该文综合运用图像处理和深度学习技术,提出一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的冬小麦苗期长势参数估算方法。以冬小麦苗期冠层可见光图像作为输入,构建了适用于冬小麦苗期长势参数估算卷积神经网络模型,通过学习的方式建立冬小麦冠层可见光图像与长势参数的关系,实现了农田尺度冬小麦苗期冠层叶面积指数(leaf area index,LAI)和地上生物量(above ground biomass, AGB)的准确估算。为验证方法的有效性,该研究采用以冠层覆盖率(canopy cover, CC)作为自变量的线性回归模型和以图像特征为输入的随机森林(random forest, RF)、支持向量机回归(support vectormachinesregression,SVM)进行对比分析,采用决定系数(coefficientofdetermination,R2)和归一化均方根误差(normalized root mean square error, NRMSE)定量评价估算方法的准确率。结果表明:该方法估算准确率均优于对比方法,其中AGB估算结果的R2为0.7917,NRMSE为24.37%,LAI估算结果的R2为0.8256,NRMSE为23.33%。研究可为冬小麦苗期长势监测与田间精细管理提供参考。     

南京市溧水区土壤重金属环境容量研究

以南京市溧水区表层土壤为研究对象,利用内梅罗综合污染指数法和土壤环境质量一级标准确定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的背景值。运用此背景值,结合江苏省无公害农产品地方标准和中国土壤环境质量二级标准,对溧水区土壤重金属环境容量进行估算和评价,并对影响环境容量分布的因素进行分析。研究得出以上8种重金属的背景值依次为9.3 mg kg-1、0.08 mg kg-1、67.5 mg kg-1、22.1 mg kg-1、0.05 mg kg-1、22.9 mg kg-1、25.9 mg kg-1和50.0 mg kg-1,对应的环境容量分别为42.55 kg hm-2、0.46 kg hm-2、400.57 kg hm-2、52.97 kg hm-2、0.51 kg hm-2、31.08 kg hm-2、493.58 kg hm-2和317.24 kg hm-2。评价结果表明:溧水区以上8种重金属的环境容量和综合容量均处于中容量水平,土壤只受到轻微污染。土壤环境容量大小受土壤有机质、pH、土壤类型和土地利用类型等多种因素影响,其中以土地利用类型的影响最为明显。     

浅析煤矿类项目水土保持方案概(估)算编制

不同行业的生产建设项目水土保持方案概估算编制略有差异,主要体现在人工单价,工程定额及取费标准上。现就煤矿类生产建设项目水土保持方案概估算编制中需注意的问题进行探讨,为该行业的生产建设项目水土保持方案概估算编制提供参考。     

基于不同估算方法的贵州省土壤温度状况

土壤温度状况是土壤系统分类重要的土壤诊断特性,是土壤某些分类单元的划分依据。以贵州省86个气象站点(1951/71—1980)地面气候资料为基础,应用不同的土壤温度估算方法(土温内插法、土温直接估算、纽荷模型估算、气温回归估算法、纬度海拔回归估算法),判定贵州省各县(市)的土壤温度状况。结果表明,5种方法的估算结果基本一致,"不同海拔的贵州省经纬度海拔回归估算"方法在贵州省土壤温度状况估算中的应用更为广泛。贵州省土壤温度状况包括温性、热性和高热性三种土壤温度状况类型;有80个县(市)的估算结果属于热性土壤温度状况;威宁、大方属于温性土壤温度状况;有4个县(市)估算结果处在不同土壤温度状况临界值附近,存在两种土壤温度状况,其中水城、开阳和习水存在温性和热性两种土壤温度状况,而罗甸则存在高热性和热性两种土壤温度状况。将贵州省土壤温度状况作为诊断特性应用于土壤系统分类时,应综合考虑成土环境条件。     

土壤有机碳储量估算与土地利用的关系研究

土地利用方式的变化在土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)积累的过程中起着非常重要的作用。目前在估算土壤有机碳储量的过程中,一直没有重视土地利用属性。运用基于土壤学专业知识的连接方法 (pedological professional knowledge-based method,PKB法),结合江苏省新沂县1∶20万土壤图,1∶20万土地利用图和1∶20万土壤类型土地利用混合图,估算了各图在不同土壤剖面点数情况下的新沂县SOC储量,并将三者在最佳剖面点数下估算出的SOC储量和SOC密度(SOCD)进行了比较及精度评价。结果表明:在土壤类型图、土地利用图和土壤类型土地利用混合图上进行的PKB法连接时最佳剖面点数均为397点,最佳网格为2 km×2 km;在中比例尺图件上进行PKB法连接估算SOC储量时,综合考虑土壤类型和土地利用类型可以大大提高估算精度,同时土地利用类型属性比土壤类型属性更为重要。研究结果可为在中比例尺条件下提高SOC估算精度提供科学依据。     

中国秸秆资源数量估算

中国秸秆资源估算存在着统计不完全、草谷比取值不当等问题。该文采用草谷比法,选取经过订正的秸秆草谷比,对中国秸秆资源进行了全面系统的估算。估算结果表明：随着农业综合生产能力的提高,中国秸秆总产量总体上呈不断增长之势;目前中国是世界第一秸秆大国,2005年全国秸秆总产量达到84 183.12万t;稻草、玉米秸、麦秸依然是中国的主要作物秸秆类型;稻壳、玉米芯、蔗渣、甜菜渣等农产品初级加工副产品具有可观的新能源开发前景。     

基于投影寻踪的农业基本旱情评估

针对干旱指标的不相容性以及现有方法对评估等级的分辨率较粗略等问题,提出了农业基本旱情评估的投影寻踪方法（Projection Pursuit,PP）。根据农业旱情等级划分标准,构建了能够反映农业基本旱情系统变异信息的投影指标函数,引入自由搜索（Free Search,FS）算法优化投影指标函数寻求最佳投影方向,利用最佳投影方向信息研究了各种干旱指标对农业基本旱情评估的影响程度。考虑到各种旱情监测信息的时空代表性以及不同指标对旱情评估的影响程度,在甘南县域尺度下,选用降水量距平百分比和连续无雨日数两种指标计算了投影值,建立了农业基本旱情评估的投影寻踪模型。实例应用表明,该模型评估结果符合当地干旱实情,且对旱情等级划分清晰,为农业基本旱情评估提供了一种新方法。     

基于归一化冠层覆盖系数的玉米果穗发育动态估算

为解析宁夏滴灌玉米冠层图像参数与果穗形态参数间的内在联系,提出了一种采用作物冠层图像特征参数拟合玉米果穗生长发育动态的数学方法,建立玉米灌浆期果穗发育动态估算模型,实现了基于作物冠层数字图像处理技术的玉米果穗形态无损监测。用手机相机获取不同氮素处理下滴灌玉米灌浆期的冠层图像,提取玉米灌浆期冠层图像特征参数,测定玉米穗长、穗粗和穗体积等形态参数;运用R语言进行相关性分析,其中归一化冠层覆盖系数(Cc)与玉米果穗形态参数相关性高,运用Origin软件建立Cc与果穗形态参数间的估测模型,通过R2、RMSE和nRMSE评价估测模型的精度。结果表明,Cc与玉米穗长、穗粗、穗体积等形态参数均满足指数函数关系,其中Cc与穗长的预测精度最高,决定系数R2达到0. 714,与穗粗的预测精度次之,R2为0. 601,与穗体积的R2为0. 575。由模型检验与评价结果可知,Cc与玉米果穗形态各参数间精度较高,其中R2均不小于0. 523,穗体积RMSE的值均不大于68. 986 cm3,nRMSE均不大于33. 621%。这表明基于冠层图像归一化覆盖系数的玉米果穗生长发育动态的估算具有一定的实用性,可为果穗形态参数估算和大面积玉米无损监测提供参考。     

郑家沟土地作物生产力的估算及其应用

以地貌及其所主导的水热条件、肥力状况和土地利用现状为依据，将郑家沟流域的农耕地分为１０个类型，并在此基础上建立了作物生产力估算模型。对估算结果的分析表明：土壤因素和农业经营管理水平是制约作物生产力提高的主要因素，发展农业的主要措施是坚决退耕２５°以上陡坡地，治理水土流失，改善生产条件，合理调整农作物布局。马铃薯生产力最高，对水分、土壤反应不敏感，应在旱地相对稳定其面积；玉米表现出最大的水分增产潜力，应布局在水地和水分条件较好的川台地和坝地上；大豆的肥力增产潜力最大，应解决土壤含磷不高的问题。