东亚飞蝗发生程度的主成分分析及聚类分析研究初报

利用主成分分析和聚类分析,介绍了东亚飞蝗发生程度及对不同发生程度进行分类的方法。主成分分析选出秋残蝗最高密度、夏蝗达标面积、秋残蝗面积、夏蝗发生面积等4个主因子。这4个因子能在84.56%的程度上反映东亚飞蝗的发生程度。聚类分析将东亚飞蝗20年的资料,在卡方距离近1.68处聚成3大类,分析结果与实际情况非常吻合。依据聚类分析结果可对东亚飞蝗进行分类综合防治。     

基于景观指数的耕地细碎化与农业经济水平的空间相关性分析

为了探索耕地细碎化与农业经济水平的空间相关关系,为耕地的适度化规模经营提供一定的参考依据,该文基于2010年民乐县土地利用现状图,获得民乐县耕地细碎化6个景观指数,运用主成分分析降维得到能够代表耕地细碎化的2个主成分指标,分析了耕地细碎化与农业经济水平的空间相关性规律。结果表明:(1)第一主成分F1与斑块数量、斑块密度、斑块平均面积、聚集度指数的载荷值大于80.2%,代表面积与分布指标;第二主成分F2与面积加权形状因子,面积加权分维数的载荷值大于96.6%,代表形状指数。(2)F1—农户人均纯收入,F1—第一产业增加值的双变量全局莫兰指数分别为0.449、0.442,F1与农业经济水平指标在空间上呈正相关关系。F2—农户人均纯收入,F2—第一产业增加值的双变量全局莫兰指数分别为0.467,0.5,F2与农业经济水平指标在空间上呈正相关关系。由此可见,耕地细碎化与农业经济水平在空间上呈正相关关系,空间耦合性很好。     

基于主成分分析的矿区微生物复垦生态效应评价

微生物复垦技术已成为国内外矿区土地复垦技术的前沿和热点,在矿区生态重建和环境修复中起到重要作用。文中利用2009-2012年7次实地监测数据,从植物生物量,土壤理化性状和菌根效率3方面选取10个监测指标采用主成分分析法对微生物复垦生态效应进行评价。结果表明,株高、地径、冠幅和菌丝密度是反映采煤沉陷区微生物复垦生态效应的主要因子,不同处理之间生态效应的大小依次为G.m、G.a和CK。     

景观格局动态变化对生态服务价值的影响——以宁夏中部干旱带为例

基于遥感、GIS技术、景观生态学等方法,以宁夏中部干旱带红寺堡区、盐池县、海原县和同心县为研究区,利用1989、1999、2006年和2011年的TM影像为数据源,对该区20世纪90年代以来,草地和耕地景观格局变化及生态服务价值进行分析。结果表明:1该区域草地面积和耕地中的水浇地面积增幅较大,对环境优化起到了非常重要的调节作用;2由于受人类活动的干扰,土地利用格局发生了较大变化,破碎化程度、空间异质性增加,产生了生态退化效应;3 21世纪初以来,在退耕还林(还草)、封山禁牧、水利措施及生态移民等工程的实施,使得土地利用结构得以调整,环境生态开始好转。总体来说,环境生态越好,所表现的生态服务价值也就越高,生态系统服务价值在很大程度上反映了环境质量的好坏。研究结果对于该区域的土地利用政策及环境优化具有一定的参考价值。     

基于GIS的农村环境质量综合评价

农村环境问题日益凸显,定量地、多层面地评价农村环境质量对综合整治是十分必要的。文中从农村人居环境质量、农村生态环境质量以及农村环境资源可利用度等方面入手建立了农村环境质量综合评价指标体系,采用层次分析法(AHP)确定各指标权重,运用RS和GIS技术及单因子评价法、多因子评价法、综合指数评价法等方法建立各级指标的评价模型,并基于网格系统实现评价结果的可视化空间表达。以山西省天镇县为研究对象,对所建立的模型与相应的技术方法进行验证性分析,其结果与该县实际情况基本吻合,表明所建立的指标体系与模型是可行的。     

近51a西安气候变化的R/S分析

运用R/S(Rescaled Range Analysis)方法,对西安市1951~2001年过去51年的气温、降水量、相对湿度、水汽压等气候指标的年平均、冬季、夏季进行了分析计算,通过计算,各指标的Hurst指数H值均大于0.5,说明4个气候指标存在明显的Hurst现象,反映出西安过去51年的气候变化趋势,并预测了西安市气候未来的发展趋势,证明了城市化效应已经对西安产生了显著影响。     

丹参萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

以5个丹参栽培类型为材料，用不同浓度(0%、3%、6%、9%、12%)的PEG-6000在萌发期模拟干旱胁迫处理，测定发芽势、发芽率、子叶长、子叶宽、胚芽长、胚根长等指标，采用主成分分析和隶属函数分析进行丹参萌发期的抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明：高浓度PEG对种子萌发产生明显的抑制作用，低浓度(3%PEG-6000)处理对丹参种子的生长发育具有促进作用，5个丹参栽培类型中豫丹参VD发芽率(0%PEG-6000)和发芽势(3%PEG-6000)最高，分别为56.50%、55.50%,豫丹参VC、豫丹参VD和豫丹参VE在12%PEG-6000下发芽率、发芽势为0%;随着PEG胁迫程度的增大，发芽势、发芽率、胚芽长、胚根长、子叶长、子叶宽、十芽重、萌发指数和活力指数总体表现出先增大后减小的趋势。对各指标进行主成分分析，前2个主成分能够概括9个指标82.635%的数据信息，对在前2个主成分中特征向量较大的8个综合指标的相对值进行因子分析，可提取出2个公因子，子叶长、子叶宽、活力指数、十芽重和萌发指数在2个公因子上有较大载荷。9%PEG-6000是较适宜的抗旱性鉴定浓度。根据综合隶属函数值...     

近20 a河西地区绿洲效应时空变化特征及归因分析

绿洲效应在改善干旱区气候,支持绿洲系统自我维持和发展等方面发挥着极为重要的作用。本文以甘肃省河西地区为研究区,利用气象和遥感数据,选取绿洲效应强度指标,采用地理探测器模型,揭示近20 a绿洲效应时空变化特征,分析了绿洲效应强度影响因素。结果表明：（1）2000—2020年期间,研究区绿洲效应强度在春夏冬季均呈增大趋势,秋季呈减小趋势,白天与相应季节变化相似,但强度更大,最强为夏季,增加1.43℃;夜间春夏秋季变化与相应季节相似,但强度较低,2000年秋季和2010年冬季夜间出现微弱的绿洲暖岛效应;（2）强绿洲效应（“冷岛”）面积占比在夏季最大且变化较小,而绿洲“暖岛”效应面积占比冬季最大,呈逐年减小趋势;（3）夏季绿洲效应强度与绿洲的植被覆盖变化具有强负相关性,相关系数达-0.917。气候和地表因素是河西地区绿洲效应强度的主控因素,地表反照率的影响最弱,且因子间的交互作用不容忽视。     

喀什河流域景观生态综合评价研究

利用遥感技术对喀什河流域景观进行分析,综合景观密度、景观比例和优势度值三个指数构造了景观类型结构特征因子反映景观稳定性,应用生物生产力因子来反映生态稳定性,应用土地利用因子来反映人为活动影响水平,利用这三个因子借助综合指数法进行喀什河流域景观生态综合评价研究。结果表明:1)喀什河流域是以自然生态系统为主,伴有较轻人为干扰痕迹,生态系统的生物生产力和稳定性较好;2)流域景观生态质量为5级以上的占主体(82.08%),其中6级所占总面积的56.63%,说明景观生态较好。     

裂尾剑线虫在中国的适生性分析

裂尾剑线虫是一种具有高度杂食性和传毒性的农林有害生物,可危害多种果蔬和农作物,能传播南芥菜花叶病毒和草莓潜隐环斑病毒等多种植物病毒。本文利用最大熵模型MaxEnt对裂尾剑线虫在中国的适生区域进行预测,并利用刀切法对影响裂尾剑线虫分布的环境因子进行评估。结果表明裂尾剑线虫在我国适生区面积约占全国面积的31.8%;其中高、中、低度适生区分别占全国面积4.2%、7.7%和19.9%。我国适生区主要集中于北纬38°以南,东经92°以东,高度适生区集中在北纬22°～32°之间。bio11最冷季平均温度、bio19最冷季降水量、bio3等温性、bio17最干季降水量、bio10最暖季平均温度、bio8最湿季平均温度是影响裂尾剑线虫潜在地理分布的主要环境因子。各地检疫部门需加强检疫,防止裂尾剑线虫传入我国。     

哈萨克斯坦农业水土资源承载力评价及其影响因素识别

水土资源的数量与质量对农业可持续发展具有重要意义。选取22个指标建立了哈萨克斯坦农业水土资源承载力评价体系,将层次分析法、熵权法与模糊综合评价模型相结合,分析了哈萨克斯坦2001-2017年农业水土资源承载力的动态变化及区域差异,用障碍度法定量识别其影响因素。结果表明:①2001-2017年,哈萨克斯坦农业水土资源承载力整体呈波动缓慢上升趋势,水土资源子系统和经济子系统的评价指数缓慢上升,生态子系统和社会子系统评价指数明显下降。②农业水土资源承载力在地区间差异显著,高承载力区主要集中在北部、中部和东部地区,低承载力区在南部和西部地区。北哈萨克斯坦州、科斯塔奈州和阿克莫拉州的承载力高,呈逐年增大趋势,阿特劳州和南哈萨克斯坦州的承载力较低,且呈减小趋势。③承载力在2001-2009年主要受垦殖率、单位耕地面积农业产值及农业灌溉率的影响,在2010-2017年主要受农业水土资源匹配系数、人口密度及单位土地污水负荷的影响,生态环境因素逐渐成为承载力障碍因子。     

哈萨克斯坦农业水土资源承载力评价及其影响因素识别

水土资源的数量与质量对农业可持续发展具有重要意义。选取22个指标建立了哈萨克斯坦农业水土资源承载力评价体系,将层次分析法、熵权法与模糊综合评价模型相结合,分析了哈萨克斯坦2001—2017年农业水土资源承载力的动态变化及区域差异,用障碍度法定量识别其影响因素。结果表明：① 2001—2017年,哈萨克斯坦农业水土资源承载力整体呈波动缓慢上升趋势,水土资源子系统和经济子系统的评价指数缓慢上升,生态子系统和社会子系统评价指数明显下降。② 农业水土资源承载力在地区间差异显著,高承载力区主要集中在北部、中部和东部地区,低承载力区在南部和西部地区。北哈萨克斯坦州、科斯塔奈州和阿克莫拉州的承载力高,呈逐年增大趋势,阿特劳州和南哈萨克斯坦州的承载力较低,且呈减小趋势。③ 承载力在2001—2009年主要受垦殖率、单位耕地面积农业产值及农业灌溉率的影响,在2010—2017年主要受农业水土资源匹配系数、人口密度及单位土地污水负荷的影响,生态环境因素逐渐成为承载力障碍因子。     

平原区土壤水资源计算模型研究

依据小尺度水文学原理,提出了基于有效降水量的土壤水资源计算模型,利用水量平衡原理计算土壤水资源量。利用河北省冉庄实验站的资料,计算丰、枯水年的土壤水资源量分别为642.68 mm和415.34 mm,降水对土壤水资源的贡献率分别为85%和76%,凝结水对土壤水资源的贡献率分别为15%和24%,其计算结果与实际情况相符,凝结水在土壤水资源中占重要地位,在计算土壤水资源量时不可忽视。结果表明:基于有效降水量的土壤水资源求解模型,是计算小尺度水文学上土壤水资源量的另一种有效方法,具有良好的适用性。     

长春市水资源承载力变动及可持续利用对策

以水资源的供需关系作为衡量水资源承载力的依据,利用统计资料分析了长春市水资源现状.以水资源利用量为因变量,采用主成分分析,在GDP、工业总产值、总人口数、工业需水量和农业需水量等9个与水资源利用量密切相关的指标中筛选出GDP和农业人口两个因子作为自变量,利用多元线性回归分析模型,通过对GDP和农业人口的增长预测了未来10年长春市水资源承载能力.结果表明,未来10年长春市水资源供需矛盾突出,水资源承载能力无法维持经济和社会的正常发展.根据长春市水资源的形势,从开源、节流和管理等方面提出了水资源的可持续利用对策.     

干旱地区农业自然资源人口承载容量系统动力学研究——以新疆吐鲁番地区为例

以合理开发利用农业自然资源,充分发挥地区资源优势,生态环境良性循环发展为前提条件,兼顾现实性与合理性,并考虑科技进步因素,按不同的资源开发速度,投入水平和消费水平分为三个方案和三种生活水平,建立吐鲁番地区农业自然资源人口承载容量系统动力学模型,并对该区人口承载容量在1990～2050年60年内的动态变化进行了系统动态仿真运算.     

甘肃沿黄灌区土壤盐渍化特征及其成因

沿黄灌区在甘肃经济发展中占有举足轻重的地位,但盐碱荒地的开发利用、次生盐渍化防治和水资源的不合理利用一直是制约农业发展的关键因素之一。通过对甘肃沿黄灌区耕地土壤盐分含量、离子组成与分布、土壤pH及地下水矿化度等特征,及盐碱地形成的气候、地形、土壤母质、人为因素进行系统分析。在此基础上,提出了5条改良措施与建议：① 实行盐碱地分区治理;② 调整农业产业结构;③ 强化盐碱地生物治理;④ 建全节水农业体系;⑤ 加强水盐运移动态监测,建立预警评价体系。     

冀高寒半干旱区的资源特点及高效利用对策

针对高寒半干旱区冀西北高原的气候特点及资源类型，按照生态学原理和农业可持续发展的要求，分析了现有资源的优劣势，提出了依靠现代科学技术，进一步调整农业结构，充分利用并发展该区特有的优势资源，为该区沙漠化的防治和生态农业的可持续发展提供了理论依据。     

华南农作物覆盖区土壤水分ENVISAT—ASAR 与MODIS 数据联合反演算法研究

准确、及时地获取大面积地表土壤水分信息在农业科学领域具有较大的应用潜力。本文以地域特色突出的广东省徐闻县为试验区,联合使用双极化ENVISAT-ASAR数据和光学遥感MODIS数据,充分利用MODIS数据的高重复覆盖率,提取试验日期内的归一化差分水指数(NDWI),计算各试验点所对应的植被含水量(VWC)数据,相较于NDVI,NDWI具有不易饱和的特点,更加适合于本次研究所在的高植被覆盖区。最后利用"水—云模型"从ASAR数据总的后向散射中去除植被的影响,建立裸土后向散射系数与实测土壤含水量之间的关系,拟合结果VV极化优于HH极化,相关系数为VV极化R=0.865,HH极化R=0.676,总体上针对农作物覆盖地表土壤水分变化的估算算法还需要更进一步发展和改进,以提高反演精度。     

张家口市坝上地区相对资源承载力分析

采用相对资源承载力研究方法,分别以全国和北方农牧交错带典型地区半农牧旗县作为参照区,对张家口市坝上地区1986~2007年相对资源承载力进行了分析。结果显示:以全国为参照区,相对资源综合承载力始终处于超载状态;以北方农牧交错带典型地区半农牧旗县为参照区,相对资源综合承载力处于超载状态的年份占91%;相对资源综合承载力主要取决于相对自然资源承载力,而且相对自然资源承载力波动显著;相对经济资源承载力低。大力推行退耕还林草工程,优化土地利用结构,提高农业生产技术,增加农业投入,优化种植结构,挖掘具有地区优势特色的农牧产品,提高农牧产品附加值,大力发展旅游业,对张家口市坝上地区可持续发展具有重要意义。     

新疆于田绿洲农业资源潜力分析及持续发展对策研究

新疆于田绿洲地处干旱内陆区,生态环境脆弱,是一个以灌溉农业生产为主的经济落后地区。着重计算分析了绿洲的光合潜力、光温潜力、光温水潜力和光温水土潜力,结果表明水分和土壤肥力是限制该区农业生产潜力发挥的主要因素,对光、热、水、土资源空间组合错位的认识有助于农作物的合理布局,为绿洲农业资源的优化配置和农业结构调整提供理论依据。尽管该区农业发展比较落后,但仍具有很大的发展潜力,主要表现在耕地资源开发、水资源利用、种植业生产和畜牧业生产四个方面,并在此基础上,对提高农业资源生产潜力实现农业持续发展的主要措施进行了讨论。