基于光谱反射率的作物水分状况研究进展

利用作物光谱反射率进行作物水分实时监测和快速诊断是目前遥感技术在农业中应用的研究热点之一,根据20世纪70年代以来的大量国内外文献,综述了利用光谱反射特性诊断作物水分状况的研究进展,阐明了从光谱反射特性诊断作物水分状况方法的优势,指出了此项研究存在的问题,并对其今后研究方向和发展趋势进行了展望。     

秸秆覆盖对沟灌水盐迁移与玉米水分利用效率的影响

为研究河套灌区盐渍化土壤垄背地膜和秸秆覆盖下的沟灌土壤水盐迁移特征,明晰沟灌作物产量及水分利用效率的变化规律,设置垄背秸秆覆盖量分别为0.3（P0.3）、0.6（P0.6）、0.9（P0.9）、1.2kg/m 2 （P1.2）和常规覆膜（DM）、裸地不覆盖（CK）6种处理,于2019年进行沟灌灌水试验,对比分析了不同秸秆覆盖量下玉米生育期前后沟断面土壤水盐分布、作物产量及水分利用效率的变化情况。结果表明：玉米苗期,覆膜和秸秆覆盖处理能显著降低作物无效耗水,保证生育后期对水分的需求;抽雄灌浆期,覆膜增温效应促进了作物生长,DM处理玉米耗水强烈,土壤储水量最低;玉米成熟期,垂直方向土壤水分运动较前期减弱。整体来看,P1.2、P0.9处理蓄水保墒效果较好（P<0.05）。沟灌灌水定额较小、盐分淋洗效果较差,且受土壤蒸发及地下水补给作用,因此造成根系层盐分累积。覆膜和秸秆覆盖处理均能有效抑制盐分聚集,P1.2和P0.9处理生育末期的土壤含盐量较初始含盐量增幅较小,分别为14.10%和24.74%。P0.9和DM处理产量和水分利用效率较CK分别提高20.01%、25.46%和11.32%、15.29%,增幅较大;过量秸秆覆盖造成播期土壤温度偏低,会影响玉米出苗,P1.2处理玉米产量和水分利用效率较DM处理略有降低,但差异不显著（P>0.05）。采用主成分分析法对沟灌秸秆覆盖下土壤保墒抑盐效果、玉米出苗、产量以及水分利用效率等因素进行综合评价,初步确定适宜的沟灌秸秆覆盖模式,建议采用0.9~1.2kg/m 2 的垄背秸秆覆盖量代替常规地膜覆盖,以减小地膜残留带来的环境污染。本研究可为灌区农业栽培提供一定借鉴。     

玫瑰花发育过程中芳香成分及含量的变化

 【目的】研究玫瑰花发育过程中芳香成分及其含量的变化。【方法】采用顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术分析‘唐紫’玫瑰花发育过程中芳香成分及其含量的变化。【结果】花蕾期共检出芳香成分53种,萜烯类化合物是主要香气成分,含量较多的芳香成分有γ-依兰油烯、α-雪松烯、α-蒎烯、反式-α-香柠檬烯、顺式-乙酸-3-己烯酯、长叶马鞭草烯酮;初开期共检测出65种芳香成分,醇类、酯类和萜烯类化合物是主要香气成分,含量较多的有β-香茅醇、乙酸香茅酯、苯乙醇、香叶醇、乙酸正己酯、橙花醇、乙酸苯乙酯、顺式-乙酸-3-己烯酯;半开期共检测出芳香成分62种,醇类、酯类和萜烯类化合物是主要香气成分,含量较多的有β-香茅醇、香叶醇、苯乙醇、乙酸香茅酯、橙花醇、乙酸正己酯、乙酸苯乙酯和α-月桂烯;盛开期共检测出芳香成分65种,主要为醇类、酯类和萜烯类化合物,含量较多的有β-香茅醇、乙酸香茅酯、苯乙醇、乙酸香叶酯、香叶醇、乙酸苯乙酯、橙花醇、乙酸正己酯和α-月桂烯;盛开末期共检测出芳香成分58种,主要为醇类、酯类和萜烯类化合物,含量较多的有β-香茅醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯、乙酸香茅酯、α-月桂烯、α-蒎烯、柠檬烯和乙酸香叶酯;伴随花的不断发育,醇类化合物含量迅速增加,半开期含量最高;酯类化合物呈先升高后降低的趋势,盛开期含量最高;萜烯类化合物在花蕾期含量最高,初开期迅速下降,至盛开末期又有所上升;醛类化合物的含量呈先迅速升高后迅速降低的趋势,盛开期含量最高。【结论】玫瑰花发育的不同时期,芳香成分及含量差异明显。鲜花的主要香气成分在初开期基本形成,大部分芳香成分在半开期至盛开期含量最高。因此,生产中提取玫瑰精油时,应选择开放程度在半开期至盛开期的鲜花进行采摘。     

鱼类视觉胁迫与利它素对大型溞生长繁殖的影响

使用长江中下游地区常见的麦穗鱼及大型溞作为研究对象,在避免直接摄食的情况下将麦穗鱼与大型溞在同一容器中培养,设计视觉胁迫与利它素影响的交叉实验,对照组为无视觉胁迫无利它素组、实验组分别是无视觉胁迫有利它素组、有视觉胁迫有利它素组、有视觉胁迫无利它素组,研究其对大型溞生长、体型和繁殖的影响。结果发现:无利它素组的大型溞体长增长更快;无利它素影响的大型溞壳刺生长较快,在视觉胁迫有无的实验组中表现出不同的反应,无利它素影响有视觉胁迫处理组的壳刺长度较无视觉胁迫更长;无利它素组繁殖量的均值与有利它素组相比较,高出了2.89倍,并且有利它素有视觉胁迫组的死亡速率最快。虽然生物操纵技术使枝角类的捕食者减少,但是水体中残留的鱼类利它素对水生态系统中的枝角类依旧存在抑制作用。研究表明麦穗鱼对枝角类不仅有直接摄食的压力,还可通过视觉胁迫与利它素对枝角类体型、生长和繁殖产生间接的影响。     

基于多尺度分割和缨帽变换的高原山区森林覆盖变化检测

【目的】基于影像多尺度分割和缨帽变换,构建适用于高原复杂山区森林覆盖变化的检测方法。【方法】应用Landsat5 TM和Landsat 8 OLI多光谱影像,以滇中东高原过渡山区地带为研究区,基于多尺度分割,利用缨帽变换(TCT)和主成分分析(PCA),重构面向对象多特征变化矢量,确定最优阈值,提取森林覆盖变化信息,并验证结果精度。【结果】(1)文中构建方法(PMKT-D)的试验结果总体精度为92.32%,Kappa系数为0.843 7,结果精度显著优于对照方法;(2)2010-2020年间滇中东高原过渡山区森林覆盖变化面积356.88 km²,占影像总面积的1.06%,森林覆盖变化显著。【结论】基于多尺度分割,结合TCT和PCA能够有效消弱高原山区复杂地形和物候影响,发挥面向对象多特征变化矢量优势,增强森林覆盖变化光谱特征,显著提高变化检测精度。     

基于改进遥感生态指数的玉溪市东部生态质量评价

随着玉溪市东部城市化及旅游业不断发展,频繁的人类活动对生态环境产生了不可忽视的影响,对生态质量进行客观的监测和评价具有重要意义。本研究以玉溪市东部为研究区域,结合研究区实际情况在遥感生态指数模型中加入水土保持因子构建改进遥感生态指数(IRSEI)模型,采用标准差椭圆、趋势分析、Hurst持续性分析等方法,探究研究区内2003-2019年生态质量的时空变化情况并提出相应建议。结果表明：1)在研究时段内研究区生态质量呈先恶化后改善的趋势,整体生态水平处于良好偏下的水平,IRSEI均值处于0.5左右。2)生态质量在空间上呈“东北-西南”走向,持续性恶化的区域面积约102 665.07 hm²,主要分布在阳宗海南部的耕地区域。3)高程和人类活动等因素对生态质量起到不同程度的影响。综上,本研究对促进该地社会经济的可持续发展及为后续空间规划等提供重要参考。     

热风干制温度对枣果微观组织结构的影响

为了研究热风干制温度对枣果微观组织结构的影响,该试验选用不同温度(35、40、45、50、55℃)热风干制枣果,利用石蜡切片、显微成像技术获得了热风干制过程中不同含水率条件下果肉细胞、空腔等结构参数的分布曲线,借助分布曲线的偏度、峰度(以鲜枣为参照)描述了微观结构参数在热风干制过程中的变化趋势,并建立了微观结构参数(果肉细胞、空腔横截面的面积比、周长比及当量直径比)与宏观干燥参数(水分比)的拟合方程。结果表明,利用微观结构参数分布曲线的偏度、峰度可较好地描述不同温度干制过程中细胞、空腔整体的变化趋势;干制过程中随着含水率的降低,果肉细胞、空腔结构参数的变化趋势均不具有一致性或连续性;不同温度相比之下,低温、高温干制过程对果肉细胞形态的改变均有较大影响,且高温(55℃)条件影响更大;不同温度热风干制过程中,由果肉细胞结构改变所引起的空腔塌缩和扩增同时存在,高温(55℃)条件对空腔的扩增、塌缩影响较大。果肉细胞,空腔结构参数比与水分比之间关系可用非线性模型描述(R2≥0.7283,Std≤25.1682%),模型可预测在不同温度热风干制过程中细胞、空腔随含水率的变化情况,研究结果可为热风干制新工艺的开发提供参考。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。