基于社会-生态系统理论的土地健康诊治框架

为实现土地资源可持续利用,构建人地关系视角下的土地健康诊治框架。运用CiteSpace文献计量方法,对土地健康研究进行知识图谱分析,同时基于社会-生态系统(Social-ecological systems,SESs)理论,构建土地健康诊治框架。结果表明:1)土地健康科学内涵的发展过程可作为土地生态系统与社会经济知识健康运行的诊治依据;2)土地健康研究呈现多元分散特征,健康机理、评估方法与实践层面适应性管理是研究热点;3)土地健康诊治框架将社会经济系统和土地生态系统有机整合,由外部驱动子系统、内生驱动子系统和土地利用系统表征3部分组成;4)该诊治框架可以根据特定土地问题进行相应调整,适用性强。因此,基于SESs理论构建土地健康诊治框架有助于理解人地系统的作用过程和互馈机制。     

基于限制性因子法的农用地适宜性评价研究——以石羊河流域为例

为开展农用地适宜性评价,利用文献计量法,聚焦土地自然属性,基于气候、土壤、地形、水文等自然地理条件,梳理农用地适宜性影响因素,选取12个指标构建土地宜耕、宜园、宜林、宜草性评价体系。基于限制性因子法与1OAO原则筛选不适宜区,针对适宜区利用综合评价法考虑适宜程度,最终形成农用地适宜性评价标准,并以2020年石羊河流域为实证区开展验证。结果表明：2020年石羊河流域内仅有2.69%的土地属于耕地适宜区,42.96%不适宜发展耕地;园地适宜区有17.08%,不适宜区有19.12%;林地适宜区有10.27%,不适宜区有6.17%;研究区域内无草地不适宜区,适宜区有12.93%。本研究根据2020年研究区土地覆被现状与2010—2020年农用地转化等实际情况,验证上述评价结果是否合理,结果表明仅存在3.76%的耕地分布在耕地不适宜地区、林地不适宜区没有林地分布,农用地转入和转出也主要分布于一般适宜区和适宜区,基本上符合因地制宜发展,证实了评价指标体系及评价标准的合理性与可行性。因此,利用限制性因子法开展适宜性评价贴合实际,能够为未来农业生产空间布局提供支撑。     

北京耕地土壤重金属空间自回归模型及影响因素

为了揭示土壤重金属含量与其影响因素间的作用关系,为土壤重金属的污染控制和治理提供参考,该研究以北京市耕作土壤重金属元素为例,采用传统线性回归模型和空间自回归模型分析和比较了土壤重金属含量及其影响因素间的相关关系。结果表明：Cr、Ni、Zn、Hg空间自回归模型的拟合度较传统线性回归模型好,并且残差的空间自相关性消失。因此,空间自回归模型能够很好地解释重金属含量与其影响因素间的相关关系。结果表明：Cr、Ni含量的影响因素主要为土壤母质和土地利用强度,Zn、Hg含量的主要影响因素为道路、工矿企业和土壤母质。     

绿洲景观多季相特征的线性光谱混合分解方法研究

因干旱、半干旱区生态环境的脆弱性和社会经济的干扰,区域景观季相间具有显著变异,但该类区域季相景观异质性研究相对薄弱。加上遥感数据空间分辨率的约束,表征荒漠化状态的异质性景观特征以一定程度的混合像元存在,传统的景观信息提取方法具有一定的局限性。以甘肃省民勤县为例,进行了荒漠化异质性季相景观特征的线性光谱混合分解方法研究,包括端元类型确定,多季相代表性端元选择和光谱值优化等关键步骤。结果表明,多季相线性光谱混合分解模型考虑了端元在季相之间的可比性和分解结果的物理意义,可以直接进行物理解译,有效模拟民勤绿洲的景观要素分布,多季相端元丰度可以描述各类端元的季相变异,为土地荒漠化监测评价提供保障。     

川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮空间分布特征

采用GPS、地统计及地理信息系统（GIS）相结合的技术和方法研究了川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮含量的空间分布特征及其影响因素。结果表明,研究区内土壤硝态氮（NO3^--N）和铵态氮（NH4＋-N）含量分别为（79.21±24.34）mg·kg^-1和（8.89±2.47）mg·kg^-1,在不同土壤类型中,土壤硝态氮和铵态氮含量存在极显著差异（P〈0.01）。土壤硝态氮含量以许家沟和中河沟区域为中心向北部和南部递增;土壤铵态氮含量以赵家湾、中河沟和任家沟为低值中心（〈8.00mg·kg^-1）向两旁逐渐增加。从低海拔到高海拔土壤硝态氮含量呈先增加后降低的趋势,土壤铵态氮含量持续降低;在丘体下部和平坝土壤中硝态氮和铵态氮含量均高于其他3种地形土壤中其含量;土壤硝态氮在不同坡度中均值比较为缓坡地〉坡地〉陡坡地〉平地,从平地到陡坡地土壤铵态氮含量呈显著降低趋势;土壤硝态氮含量在小麦与其他作物轮作方式中明显低于油菜与其他作物轮作方式中其含量,土壤铵态氮则相反。     

北京耕作土壤重金属多尺度空间结构

为了有效揭示土壤重金属的空间分布特征,为土壤环境质量评价提供科学依据,该研究以北京市耕作土壤中重金属为例,通过地统计学方法分析了重金属空间结构的尺度效应。研究结果表明：土壤重金属Cr、Ni、Zn和Hg的空间结构性对空间尺度有明显的依赖,理论半方差函数的最优性检验进一步表明多尺度套合模型能充分地挖掘和利用土壤重金属Cr、Ni、Zn和Hg的空间变异结构,并且采用多尺度套合模型法对重金属Cr、Ni、Zn和Hg进行克里格插值,其插值效果明显优于单一尺度下的普通克里格插值。因此,多尺度套合模型法能有效地揭示耕作土壤中重金属的空间分布特征。     

冬小麦冠层表面温度裂窗算法的筛选与土壤含水率监测

NOAA气象卫星的两个热红外通道可以用来反演地球表面温度，而地球表面温度可用于监测土壤含水率。该研究于2002年冬小麦主要生育期，应用9种裂窗算法反演了邯郸地区的地表温度，并用这一时期冬小麦地面观测的冠层表面温度进行验证，结果表明：9种方法中，UL92法比较适合邯郸平原区地表温度的反演，平均误差为-0.27℃，标准误差为2.66℃；并建议：对于山区和丘陵地带，如能使裂窗算法结合数字高程模型(DEM)，也能使山区和丘陵地带的地表温度反演精度提高，最后以地面试验基础上所建立的冬小麦地表温度与土壤含水率间的回归拟合经验方程为基础，用UL92法反演的地表温度监测不同土层的土壤含水率，这是一种利用热红外遥感监测区域剖面土壤含水率的新方法的尝试，证明地面基础试验所建立的经验方程与遥感数据结合能监测区域土壤剖面的土壤含水率。     

基于标准地表光谱端元空间的苹果园种植时间制图方法

利用遥感数据进行果园种植时间制图可以高效便捷地获取大区域尺度的果园种植时间信息。为避免混合像元对果园的光谱信息造成影响,实现果园范围的精准识别及果园种植年龄的推测,该研究基于Landsat系列影像,开展融合地表标准地表光谱端元空间的果园范围提取和种植时间制图的研究。首先,将标准地表光谱端元空间融入原始影像中运用随机森林算法进行土地利用/覆被分类,重点提取果园分布范围。其次,构建地表植被端元年际间时间序列曲线,求得果园缓慢增长区间,运用四点法求取果园最大环境承载量。最后,回溯找到果园种植起点进行Logistic增长模型拟合,完成果园种植时间制图。研究结果表明：1）由线性光谱混合分解所得的地表光谱四端元能够很好地表达研究区地表组分信息。融合标准端元空间与随机森林算法提高了地物信息的提取精度。分类总体精度达到88.80%,Kappa系数达到0.86,对果园有较好的解译能力。2）通过植被端元年际时间序列曲线可以很容易地捕捉到土地覆被/利用类型的变化,通过Logistic增长模型可以检测植被生长的状况和最大环境承载量。拟合的果树生长模型具有较高的精度和稳定性,整体拟合度达到0.751,年龄验证误差均值为1.86a,说明该方法可以相对准确地确定苹果树的种植时间和长势。     

试论现代土宜科学与地区名优农产品开发

为了促进我国农业结构调整而发展适于该地区的名优农（畜）产品的需要,首先从地区名优农（畜）产品开的生态条件分析,进而将我国原传统的土壤适宜性概念拓展到现代的土地适宜性,称之为现代土宜。并提出了“现代土宜科学是研究地区名优农（畜）产品经济生物性状的生理及其阶段发育对土地生态要求和相应管理措施的应用技术学院”的定义。其次将名优农（畜）产品的经济生物学性状的生态要求采用了地理性的多层阶分级与分区方法,从宏观气候带的一般生境适宜（SE4）到区域气候和土壤性状的品质特优适宜（SE1）和灾害或土壤特性不适宜（SE0）等的名优农（畜）产品土地适宜评级（SE）的5级制,使名优产品的土地适宜性评级开始有了有序的理论阐述及可行性框架,并以我国名产的燕山板栗、四川和三峡的柑桔进行了实例定性评价,由于它系统采用了土壤地理的逐阶接近法的方法论而明显有别于FAO的土地适宜性评价（S）框架。最后本文简要介绍了用于名优农（畜）产品开发的土宜性调查与土宜性土地利用规划的工作方法与原则,以加强现代土宜科学在提高地区农（畜）产品质量为中心的农业结构调整的工作速度与科学基础。     

两种不同干扰方式下的天山云杉更新格局

该文采用点格局分析方法，对新疆天山中部林区天山云杉林在林冠和强度择伐干扰方式下的天然更新格局进行了研究.结果表明:在林冠干扰方式下，林冠空隙（林窗）内天山云杉天然更新幼树/幼苗呈现聚集分布，并在每一聚集分布中都有最大聚集强度；林冠空隙内天然更新幼树/幼苗与林冠空隙形成木呈现出在空间位置上的依存关系.这在所研究的尺度范围内（130 m×80 m标准地），强度择伐干扰后天山云杉保留木呈现聚集格局，天然更新幼树/幼苗与保留木之间依空间尺度由小到大而在空间上呈现斑块镶嵌、随机排列和空间依存，天然更新幼树/幼苗与择伐作业采伐木伐桩呈现出在空间位置上的依存关系.表明在天山云杉林分中，天然更新幼树/幼苗与强度择伐作业采伐木伐桩之间具有类似于其与林冠空隙形成木之间的空间位置关系.说明在创造天然更新的条件上，强度择伐作业的采伐木具有某些与林冠空隙形成木相同的生态作用.