基于无人机遥感的棉花主要生育时期地上生物量估算及验证

利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据,提取4种不同的植被指数,通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系,分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明,随棉花生长,归一化植被指数（NDVI）、宽动态植被指数（WDRVI）、比值植被指数（RVI）和差值植被指数（DVI）均从苗期开始显著增加,其后则表现为基本稳定的“饱和”现象,但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示：NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳（R²=0.84,RMSE=0.13 kg·m^-2）;WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳（R²=0.87,RMSE=0.52 kg·m^-2）;RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳（R²=0.79,RMSE=0.95 kg·m^-2）;WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳（R²=0.86,RMSE=0.96 kg·m^-2）。     

几种工程措施对黄土区陡峭边坡植被盖度的影响及其机理

陡削以兰州新区的一段陡峭边坡作为试验地点,通过分析在植被重建初期经人工整地后形成的4种微地形(大圆形坑、小圆形坑、条形坑和原状坡面)的植被盖度特征及环境因子(土壤硬度和水分、地表和空气温度、坡位、无纺布)对植被盖度的影响,探寻能有效提高植被盖度的几种工程改造措施。研究表明:①铺设了无纺布坡面的植被盖度显著大于对照坡面;陡峭边坡不同坡位的植被盖度:下坡位>中坡位>上坡位(P<0.05),这与自然坡面植被盖度分布规律一致。②3种微地形的植被盖度均显著大于陡峭坡面,其中条形坑的土壤水分和植被盖度最大,最大盖度维持的时间最长。③微地形和坡面的植被盖度均与土壤水分呈显著正相关,与空气温度、地表温度均呈显著负相关;微地形的土壤硬度(3kg·cm^-2)适宜植物生长,大于该值会对植被生长产生抑制作用;铺设无纺布有利于促进上坡位的植被生长,使坡面植被分布更均匀。研究结果表明,在陡峭边坡坡度、坡位和温度等无法改变的情况下,选择对压实的坡面进行整地翻耕处理,增加长条坑的数量并铺设无纺布等有效的工程改造措施,能显著增加植被盖度,促进植被恢复。     

Effects of agriculture,climate, and policy on NDVI change in a semi-arid river basin of the Chinese Loess Plateau

In 1999, the Grain for Green Project was implemented by the Chinese government. Since then, the vegetation of Zuli River Basin, a semi-arid river basin of the Chinese Loess Plateau, has been greatly changed. Clearly understanding the impact of natural and artificial factors on vegetation change is important for policy making and ecosystem management. In this study, spatio-temporal variations in vegetation cover in Chinese Zuli River Basin during 1999–2016 were investigated using Landsat normalized difference vegetation index (NDVI) data. Analyses of several indicators, including changes in NDVI in different slopes and land use changes and the relationships between climatic factors and NDVI change, were presented to quantitatively evaluate the effects of agriculture, climate, and policy on NDVI change. The NDVI in the Zuli River Basin increased during the study period, and the main contributors to this change were forest in 1999–2011, cropland, abandoned farmland, and grassland in 2009–2016, and land with slopes ≤ 15°. Land with slope > 15°, where the “Project” was implemented, slightly contributed to the increase in regional NDVI. In 1999–2011, the project (?98.16%) combined with climate change (?68.18%) showed negative effects on the increase in NDVI in the Zuli River Basin, but agriculture (22.28%) played a positive role in increasing this index. In 2009–2016 and 1999–2016, the project (38.45% and 35.25%, respectively), the project combined with climate change (49.83% and 46.30%, respectively), agriculture (18.61% and 23.30%, respectively), promoted increases in NDVI in the basin.     

高寒草原不同种草方式对流动沙丘植被恢复的影响

[目的]研究种草方式对流动沙丘植被恢复效果的影响,为高寒草原沙化土地治理提供技术支持.[方法]在甘肃省玛曲县流动沙丘,设置不同播种方式、不同草种和不同种草模式试验,分析不同种草方式对植被恢复的影响.[结果]撒播和条播对植被恢复无显著影响.总体上草种对植被恢复影响不大,流动沙丘植被恢复中只需种植垂穗披碱草(Elymus ...     

不同施肥量对北疆高产棉花冠层结构、养分吸收和产量构成的影响

为了对膜下滴灌棉花高产高效栽培的施肥措施提供理论依据,采用小区实验,研究不同氮、磷、钾施用量对棉花冠层结构、养分吸收和产量的影响。结果表明：随着施肥量的增加棉花叶面积指数在盛铃期以前显著增加,盛铃期及以后叶面积指数呈现先增加后减少的趋势,其峰值出现在盛铃期。在盛铃期植株氮、磷、钾的含量随着施肥量的增加而增加。随着施肥量的增加棉花平均叶簇倾角变大,株型变的紧凑,但施肥量过多会导致棉花群体叶面积增加过多,群体散射辐射与直射辐射透过系数小,冠层结构不良,削弱了棉花个体发育,造成单株成铃数和单铃重降低。随施肥量的增加棉花产量有显著差异,表现为先增加后减少的趋势。表明施肥过量或过低棉花均难以获得高产,对于北疆地区棉花高产栽培建议棉花滴灌施肥量为尿素639.60 kg/hm²、磷酸一铵177.67 kg/hm²、硫酸钾施148.06 kg/hm²。     

马尾松林下不同套种模式的产流产沙与养分流失

为了筛选出能有效拦蓄径流和泥沙量以及减少养分流失的马尾松林下套种模式,以马尾松林下不同套种模式为研究对象,包括马尾松对照,马尾松林下套种油茶,马尾松林下油茶+花生以及马尾松林下油茶+大豆,对其产流产沙量和养分流失进行全年的定位监测。结果表明：产流产沙量与降雨量的分布规律基本一致,主要集中在春季和夏季,雨季的径流量和产沙量分别约占全年的84.47 %和86.08%。产流产沙还受到降水多寡的影响,在旱季比雨季对产流产沙的影响更为明显。径流量和产沙量均表现为显著相关(P<0.05)。与马尾松对照相比,套种油茶后年产流产沙和养分流失量均表现为略为增加,而在油茶林下套种花生和大豆后,产流产沙和养分流失量明显减少。表明在马尾松林下仅采取套种油茶的模式,可能会促进产流产沙,增加养分的流失,而在油茶林下增加种植绿肥的模式,能有效拦蓄径流泥沙量,减少养分流失。     

基于平稳小波变换的冬小麦覆盖度高光谱监测

在2010与2011年度冬小麦生长季,通过大田小区试验,实测了冬小麦冠层的高光谱反射率与覆盖度。分析了不同覆盖度下的冬小麦冠层光谱特征以及不同生育期冬小麦冠层光谱反射率与覆盖度的相关性,建立了基于归一化植被指数(NDVI)与比值植被指数(RVI)、小波能量系数的不同生育期冬小麦覆盖度估算模型。结果表明:覆盖度越大,冬小麦光谱反射率在可见光波段越小,在近红外波段越大。在可见光波段,光谱反射率与覆盖度负相关,在"红边"处,由负相关变成正相关。在返青期、拔节期,NDVI估算效果好(R2为0.835 9、0.805 7);在抽穗期、灌浆期,RVI估算效果好(R2为0.803 1、0.829 4)。在返青期、拔节期、抽穗期、灌浆期,以高频、低频小波能量系数为自变量的冬小麦覆盖度估算模型的R2分别达到0.911 2、0.895 4、0.880 2、0.927 5。     

干旱-复水对不同玉米品种冠层结构与水分利用效率的影响

以抗旱性不同的二个玉米品种('郑单958'和'户单四号')为材料,采用防雨池栽的方式控制土壤水分,研究扬花期干旱-复水对玉米冠层结构、产量、耗水量和水分利用效率的影响.结果表明,扬花期干旱-复水后二个玉米品种的叶面积指数和株高均出现补偿效应,'郑单958'补偿效应优于'户单四号';'郑单958,的群体透光系数在干旱-复...     

冬小麦精准追肥机专家决策系统

为了实现小麦生长过程中的实时变量追肥,研究了光谱数据处理策略及目标追肥量的计算模型,开发了基于近地光谱探测技术的实时变量追肥专家决策系统,结合小麦冠层归一化植被指数(NDVI)、追肥机实际行进速度和肥料反馈量,双通道独立控制施肥机构的转速和开度,从而实时调整追肥量,实现精准变量追肥。试验结果表明,专家决策系统的控制精度达到90%以上,可以满足精准追肥的要求;拔节期,变量追肥比定量均匀施肥增施氮肥28 kg/hm2左右;变量施肥有利于改善小麦群体结构,降低产量差异性。