湖北主要造林树种生态区划研究

利用湖北省主要造林树种杉木、南方型黑杨、湿地松和日本落叶松人工林的位置信息及气候、地形和土壤等42个环境因子数据,采用最大熵模型和ArcGIS软件开展4个树种生态栽培区划研究,探讨4个树种人工林的分布格局。结果表明：4个树种的MaxEnt模型预测AUC值为0.855～0.951,通过环境变量的筛选,模型预测精度提高0.23%～3.59%。生物气候因子和地形因子在4个树种适生区预测模型构建过程中累计贡献率达到85%以上,是影响树种分布的主要生态因子,其中海拔在湿地松、日本落叶松和南方型黑杨中的贡献率均排在首位,达到31.48%～47.80%。4个树种的生态区可分为最适宜区、较适宜区和不适宜区3个等级,分别绘制了各树种的适生地理分布图,并从整体上明确了这4个主要造林树种人工林的分布格局,即鄂西北、鄂西南和鄂东南地区适宜发展杉木人工林,鄂中江汉平原地区主要为南方型黑杨,鄂北和鄂东丘陵岗地主要为湿地松,鄂西亚高山区适宜发展日本落叶松人工林。     

考虑灌排运行特点的南方平原圩区分布式水文模拟

为探究适合中国南方平原圩区的水文模型及平原圩区建模与参数率定方法,把握平原圩区内部水循环规律,该研究以巢湖流域庐北大圩为研究区,基于改进SWAT（soil and water assessment tool）模型,提出了一种基于\     

基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度（Overall accuracy,OA）、平均交并比（Mean intersection over union,MIoU）、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明：改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。     

基于红光波段冠层SIF降尺度的小麦条锈病遥感监测

为减弱冠层几何结构等因素对传感器探测到的冠层日光诱导叶绿素荧光（Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF）的影响,探讨了条锈病胁迫下红光波段荧光（Red SIF,RSIF）的响应特性,并以RSIF为自变量构建了小麦条锈病遥感监测的线性回归（Simple linear regression,SLR）及非线性回归（Non-linear regression,NLR）模型。结果表明：叶片尺度RSIF在小麦条锈病遥感监测中具有较大优势,其与小麦条锈病病情严重度（Severity level,SL）间相关系数较远红光波段SIF（Far-red SIF,FRSIF）提高132%,以叶片尺度RSIF为自变量构建的SLR及NLR模型预测DSL与实测DSL之间R2较FRSIF分别增加9.8%、38.9%,RMSE分别降低23.1%、36.4%。此外,降尺度处理能够提高RSIF监测小麦条锈病的精度,叶片尺度RSIF与DSL之间R2较冠层尺度增加126.3%,以叶片尺度RSIF为自变量构建的SLR和NLR模型预测DSL与实测DSL间R2较冠层尺度分别提高114.3%和233.3%,RMSE分别降低16.7%、15.4%。本文提出方法可提高小麦条锈病遥感监测精度,同时对其它胁迫的遥感监测具有一定的参考价值。     

耦合耕地综合质量和空间连通性的基本农田划定研究

保护集中连片的优质耕地对于保障国家粮食安全具有重要意义。本文以江西省兴国县为例,从耕地的自然质量、立地条件、生态条件3个层面系统构建耕地综合质量评价指标体系;基于TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价法对耕地综合质量进行评价,引入耕地连片度、耕地空间连通格局分析了耕地空间集聚特征,综合耕地质量及其连通特征划定永久基本农田。结果表明：从耕地综合质量来看,兴国县耕地质量由高到低划分为4个质量等级,面积分别为6204.95、16.03172、19321.79、3573.76hm2,占总耕地面积的13.75%、35.52%、42.81%、7.92%。总体来看,兴国县中等质量耕地居多,占比为78.33%。从耕地连通性来看,兴国县耕地连片程度由高到低划分为5个等级,其中一级~五级连片耕地面积分别为24731.44、6199.73、3131.54、7397.71、3671.80hm2,分别占耕地总面积的54.80%、13.73%、6.94%、16.39%、8.14%,耕地存在不同程度破碎化。将耕地质量三等以上、连片程度四级以上耕地划入基本农田,面积为37029.62hm2,占耕地总面积的82.05%,与原有划定基本农田相比,实现了划定后永久基本农田“总体稳定、布局优化、质量有提升”的目标。     

铡草机切碎辊作物喂入矢角参数模型建立与试验

饲草收获机作物喂入矢角（辊（叶片）轴心至喂入点矢径的水平夹角）对切碎辊转矩负荷及切碎性能有重要影响,通过检测传动带压力与作物喂入矢角的关系,对收获机切碎特性与作物切碎过程进行了运动学、动力学分析,揭示了饲草作物切碎质量、能耗与作物喂入矢角的关系,建立收获机切碎辊作物喂入矢角数学模型并进行了优化。试验结果表明,当优化参数组作物单位长度喂入量为5.5kg/s、切碎辊转速为1600r/min、传动带初始压力为1.2MPa时,该作业参数组下切碎作物喂入矢角数学模型精度最高,准确率达79.52%,模型偏差为0.491MPa（0.957rad）,能够有效表征铡草机切碎作业负荷,同时在保证作物切碎质量下提高了铡草机作业能力,优化的切碎喂入矢角模型下切碎扰动响应时间缩短约26.41%,单位作业能耗减小约11.36%。该切碎作物喂入矢角模型丰富了铡草机切碎作业的建模方法,为饲草作物类铡草机负荷控制系统设计提供了参考。     

新疆生态脆弱性时空演变及驱动力分析

生态脆弱性评价是了解区域生态状况的重要途径,科学评估生态脆弱性等级及变化对区域生态保护与建设,实现区域可持续发展具有重要意义。研究利用SRP模型构建新疆生态脆弱性评价指标体系,结合空间主成分分析方法构建生态脆弱性指数评价模型,分析新疆生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)2000—2018年,新疆生态敏感性整体为中度敏感,呈现东南高西北低,主要受景观破碎度和土壤侵蚀程度影响;生态恢复力受植被覆盖度影响较大,整体呈西北高、东南低,变化幅度小,恢复力较弱;生态压力大致呈南、北部的山区和中部绿洲区、山区高、东南低,主要影响因子是人均GDP、农业依赖度和人口密度。(2)2000—2018年新疆生态脆弱性整体处于中度脆弱到重度脆弱。南、北部植被覆盖度低的地区生态脆弱等级较高,中部高海拔林草丰富地区生态脆弱性等级相对较低;2000—2018年新疆生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低趋势。(3)生态脆弱性主要驱动力方面,人为活动因子的农业依赖度、人口密度、土地垦殖率,自然环境因子的生境质量指数、景观破碎度、景观恢复力指数和年均降水量7个指标是新疆2000—2018年生态脆弱性变化的主要单因子;生境质量指数、景观恢复力指数、景观破碎度指数、植被覆盖率的变化与区域人类活动的相互作用是促使新疆生态脆弱性的主要驱动力。     

全国草地类自然保护区的成效评估指标

在集成分析国内外自然保护区生态保护成效评估研究进展的基础上, 结合DPSIR模型的状态指标集以及我国关于草地生态系统长期获取的资料数据, 坚持最大程度客观地评估我国草地类自然保护区生态保护成效的设计思路和原则, 筛选出既能够反映该自然保护区生态保护效益、又较易获取且国内外相关机构有类似评估标准的15个指标。并尝试结合已有的国家相关技术标准规范和文献研究资料获得各指标的技术规范, 得到反映自然保护区的保护对象、生态功能与环境相互作用等方面的具体参数。实际应用中, 这些指标可根据评估主体、评估目的、评估周期以及已有资料数据等不同进行组合, 从而在一定程度上反映自然保护区生态保护成效。     

无患子苗期生物量积累和分配规律研究

通过定量分析无患子苗期生物量的积累和分配规律,并通过SPSS进行回归分析,拟合苗木根与茎生物量的异速生长方程、各器官及全株生物量与苗高、地径的回归关系。结果表明：无患子1年生播种苗生物量积累可划分为幼苗期、速生期和生长后期3个阶段。幼苗期根生物量分配比例最少,叶生物量分配比例最大,分别占全株生物量的1685%和5880 %;进入速生期后,生物量的积累中心逐渐转移到根、茎,而茎是生物量积累的最主要器官,占全株生物量的6155 %。进入生长后期,根、茎进一步木质化,而叶片由于脱落生物量分配比例骤减,仅占全株生物量的1144 %。根与茎生物量的异速积累、苗木各器官及全株生物量与苗木地径、苗高生长量均存在着极显著的相关关系,拟合的数学模型W=005(D2H)0849可靠性较高,可用于指导生产。     

跨区域量化比较3种土壤类型坡面的拦蓄径流能力

[目的] 基于定量化数值建立一个跨区域评价不同土壤类型和管理措施坡面拦蓄径流能力的指标体系,为水土流失防治工作提供科学指导。 [方法] 在新疆维吾尔自治区伊宁市北山坡的灰钙土、棕红土坡面和贵州赤水市大石河小流域的紫色土坡面各布设了4种管理措施的径流小区,基于2019—2021年4—9月的自然降雨量和径流量观测数据,用径流系数、径流曲线数(CN值)和降雨产流阈值数据量化比较了12个径流小区的减流能力。 [结果] 不同土壤拦蓄径流能力排序为：灰钙土＜棕红土＜紫色土,其CN值分别为90.05,89.53和77.36;其降雨产流阈值分别为3.44,3.50和14.96 mm。不同评价指标结果均显示,灰钙土和棕红土管理措施坡面的拦蓄径流能力顺序为：枯草覆盖＞水平沟＞增渗孔＞对照;紫色土管理措施坡面减流能力的顺序为：园地＞草地＞耕地＞对照。对于对照小区,当径流系数增加1%时,灰钙土、棕红土和紫色土的径流深分别增加了1.73,2.61和6.79 mm;当CN值增加1时,3种土壤坡面的径流深则将分别减少1.00,1.00和0.71 mm。 [结论] 跨区域评价不同土壤类型坡面的减流能力时,推荐用CN值和降雨产流阈值指标,不宜使用径流系数。