土壤有机碳储量研究进展

如何有效进行土壤有机碳储量估算,世界各国都做了有益地探索和研究。本文通过对比分析目前国内外土壤有机碳相关研究成果,系统总结了土壤有机碳的研究背景、研究方法、评价指标及储量等主要成果,并指出了我国在土壤有机碳储量研究方面存在的若干问题。最后提出目前需要深入的几个研究方向,包括采用大比例尺地形图,进一步提高不同海拔地块土壤碳储量估算精度,加强土壤有机碳与气候相互作用机理分析,综合分析土地利用/覆盖变化对土壤有机碳的影响,并寻求不同时空条件下土壤有机碳估算方法。     

陕北黄土高原土地利用/覆盖变化及生态效应评价

基于1997年和2006年两期遥感影像获得陕北黄土高原地区土地利用变化数据,结合 RS和GIS技术,对陕北黄土高原土地利用/覆盖变化特征进行了分析.并采用生态服务价值的方法对陕北黄土高原土地利用变化的生态效应进行了综合评价.结果表明,1997-2006年,陕北黄土高原利用类型发生了显著变化,该区50.37%的耕地转换成为林地和草地,总体生态服务价值量显著增加7.67×106元,年增长率为0.2%,整体生态环境指数有所提高从0.145增长到0.157,土地利用/覆盖变化整体生态贡献指数变化明显,整体贡献指数为1.239,生态环境质量明显改善,表明退耕还林以来陕北黄土高原地区整体生态环境向着健康方向发展.     

基于连续小波变换耦合CARS算法的冬小麦冠层叶片含水量估算

为实现干旱地区冬小麦冠层叶片含水量的快速测定,以陕西省乾县为研究区,基于野外冬小麦冠层高光谱数据和实测叶片含水量,对原始光谱进行连续小波变换（continuous wavelet transform,CWT）后得到的小波能量系数与实测含水量进行相关性分析;并通过竞争性自适应重加权采样（competitive adaptive reweighted sampling,CARS）过滤冗余变量,筛选与叶片含水量相关性较好的波长变量,作为优选变量集;通过粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)对BP神经网络模型进行优化,构建冠层叶片含水量预测模型并进行分析。结果表明,从尺度1到尺度10,小波系数与冬小麦叶片含水量整体相关性先升后降,中等分解尺度在光谱波段去除噪声、提高相关性方面最佳;基于CARS优选变量集所建的两种模型中,BP-PSO模型预测能力明显优于普通BP神经网络模型,其决定系数可达0.82,均方根误差为0.86%,相对误差为0.82%。这说明CWT-CARS-BP-PSO耦合算法在提升相关性、过滤冗余波段、提高模型预测精度方面效果显著,可用于冬小麦叶片含水量预测。     

夏玉米叶片光合色素含量高光谱估算

为了实现夏玉米叶片光合色素含量的快速、无损检测，以陕西省关中地区夏玉米“大丰26号”为研究对象，探究了不同总色素含量水平的玉米叶片反射光谱特征。分别提取与叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总色素含量相关性较强的15个光谱参数，通过单变量回归、多元逐步回归和随机森林回归分析，建立光合色素含量估算模型并进行精度比较。结果表明：基于随机森林方法构建的光合色素估算模型精度最高，其中，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的建模R²为0.93，总色素的建模R²为0.92；叶绿素a和类胡萝卜素的检验R^{2<、sup>为0.74，叶绿素b和总色素的检验R2为0.71；各模型的均方根误差（RMSE）和相对误差（RE）相差不大；拟合精度由高到低依次为叶绿素a、类胡萝卜素、总色素和叶绿素b的RF模型。证实了随机森林方法在夏玉米叶片光合色素含量估算中的优越性，并构建了高精度的光合色素RF估算模型。}     

基于GIS的县域土地利用与地形因子关系研究--以陕西省黄陵县为例

以陕西省黄陵县为研究区,基于研究区的DEM和土地利用现状图,利用ArcGIS提取了该区的地形特征(高程、坡度和坡向)及土地利用信息,并将各地形特征与土地利用信息进行了叠加分析,研究了不同高程、坡度和坡向上各土地类型的分布状况。结果表明,在坡度和高程层面上,耕地、园地和住宅用地都集中在坡度小于3°和海拔较低的地区。而林地则集中在坡度大于8°和海拔大于1 000m的区域。而对于坡向而言,除平面被广泛利用外,其余坡向也都有不同程度的利用,并无太大差别。     

黄土丘陵沟壑区不同地貌类型土地利用景观格局

地貌是自然地理环境的重要要素之一,对土地利用景观格局具有深刻的影响。以陕西省安塞县为例,依据景观生态学原理,运用ArcGIS软件,对不同地貌类型下的土地利用景观格局进行了分析研究。结果表明,不同地貌区景观类型组合不相同,不同景观类型在同一地貌区内的格局特征大不一样,同一景观类型在不同地貌区的空间格局也有明显差异。河谷阶地区景观的空间异质化程度高,多样性和均匀度指数大,黄土梁涧区次之;黄土峁状丘陵区以草地作为本底,其他景观要素镶嵌于这一本底,优势度高;黄土梁峁丘陵区形状最复杂,斑块凸起多,形状不规整,斑块间大小差异十分明显。     

基于GIS的陕西省定边县耕地种植玉米适宜性评价

【目的】对陕西定边县耕地种植玉米的适宜性进行评价,旨在为耕地的科学管理及可持续利用提供参考依据。【方法】以地处黄土高原与鄂尔多斯荒漠草原连接的陕西省定边县为例,通过野外调查与室内分析,在GIS技术的支持下,将土壤图、土地利用现状图和行政区划图叠加确定评价单元,结合层次分析法、模糊评价法等数学方法,从土壤管理、土壤养分、土壤性质、立地条件4个方面共选取10项指标,对定边县耕地种植玉米适宜性进行了定量评价,并分析了影响该地区耕地种植玉米适宜性的主要指标。【结果】陕西省定边县耕地种植玉米适宜性可分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜4个等级,玉米种植最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区的面积分别为53 185.64,121 634.76,57 681.57和10 801.20hm2,分别占耕地总面积的21.86%,49.99%,23.71%和4.44%;通过层次分析法的组合权重可知,坡度、地貌类型、灌溉能力、土壤质地、有机质和碱解氮为影响该地区耕地种植玉米适宜性的重要指标。【结论】陕西省定边县耕地总体上比较适宜种植玉米,次适宜耕地可以通过改造提高种植玉米的适宜性,不适宜的耕地可以从事其他作物的种植或用作他用。     

长期污灌农田土壤Cd赋存形态及其有效性的空间变异研究

以典型污灌区农田土壤为研究对象,分析污灌对农田土壤重金属Cd赋存形态的影响,并揭示其生物有效性空间分布特征。研究结果表明:经长期污灌,研究区土壤Cd主要以可交换离子态和碳酸盐结合态为主,两者占全量比平均为73%;各形态平均含量随污灌时间增长而增加,且其形态分配趋于向活性更强的可交换态、碳酸盐结合态转化;由于污灌历史不同,可交换离子态、碳酸盐结合态及铁锰氧化物结合态呈极显著差异。土壤生物有效态Cd和潜在有效态Cd与不可利用态Cd相比,所受外界影响因素多,具有更弱的空间结构性,其空间分布呈东高西低趋势,因而在未来农业结构调整及制定修复方案时,应予高度重视。     

农业环境信息系统的设计研究

介绍了农业环境信息系统的设计原则及其数据库的基本结构,为开发农业环境信息系统提供一些指导思想。     

不同林龄人工林对退化生态系统土壤肥力质量的影响

选择黄土高原地区典型人工林为研究对象,以土壤容重、质地、有机质、养分、矿质全量等为指标,对不同恢复时期人工林改良土壤的效应进行了研究,并采用新复极差法分析了有机质及养分含量的差异显著性,最后应用综合指数法进行检验。结果表明:(1)沙棘林中中龄林土壤肥力质量最高,过熟林较低,幼林最低;(2)油松成林和刺槐成林各项肥力指标与其中幼林和撂荒地都呈极显著性差异;(3)同龄刺槐林土壤肥力质量高于油松林。