GIS与土壤溶质运移模型结合研究进展

地理信息系统对土壤溶质模型研究而言，使用者的要求与GIS所能提供的功能之间，还存在巨大的差距。出于对环境问题的关注，土壤中水分及溶质运移的规律及其对环境的影响，成为当前研究的热点。随着对土壤溶质运移模型研究的深入，一方面由于田间土壤特性具有很大的空间变异；另一方面，在实际应用中，往往溶质运移的宏观特征而非微观特征，具有更重要的意义。将溶质运移模型与GIS技术结合，定量研究空间尺度的溶质运移，成为溶质运移研究的必然发展趋势。由于计算机软硬件技术的发展，GIS正处于一个高速发展的时期。将GIS与溶质运移模型相结合，或者进一步，以GIS理论和技术为基础，建立基于GIS的溶质运移模型，将对溶质运移的规律及其对环境的影响，做出更深入和准确的描述。     

土壤中优势流的几个基本问题研究

优势流是指土壤在整个入流边界上接受补给,但只通过少部分土体的快速运移,优势流是一种普遍存在的现象,而不是一种特例,它受许多因素的控制,如土壤中的大空隙,土壤结构,土壤质地,土壤水分含量,土壤初始水分含量,水和溶质的施加速率及溶质的施加方法等,优势流的产生机理主要有两种,一种是由土壤介质的非均质所驱动的优势流;另一种是湿润锋的不稳定性所驱动的优势流,目前优势流的监测方法主要取土壤原状土,实验室内的土     

融合多源数字信息的流域水系提取方法研究

由于DEM数据不包括河流、湖泊(水库)及流域边界和堤坝等信息,因此常规仅依靠DEM提取水系的方法不能反映平坦区域及受人类影响强烈区域水系的真实特征。该文建立了融合DEM、河流、湖泊水库、流域边界和堤坝等多源数字信息的流域水系提取方法,对多源信息进行栅格化,采用所提出的高程-距离函数对DEM进行校正,使得提取的数字水系与实际水系精确拟合。将该方法应用于山区太湖西苕溪流域老石坎水库及其上游集水区和平原丘陵分布区的淮河史灌河蒋家集站、梅山、鲇鱼山水库区间流域,提取的河网结构与地图信息拟合较好。     

确定Brooks-Corey土壤水力特性模型参数的垂直入渗方法

在水平入渗方法的基础上,提出了一种不需测定饱和导水率,仅利用一维垂直入渗试验即可确定Brooks-Co-rey模型参数的新方法.利用封丘县两种质地土壤的入渗资料,对所提出的方法进行了检验.结果表明,只要入渗历时足够长,基质势和重力势作用相当,垂直入渗方法确定的土壤水力参数与水平吸渗方法的预测结果相近;利用预测的参数,数...     

黄河下游河滨湿地不同草本植物群落物种多样性研究

暖温带河滨湿地植被以草本植物群落为主。以黄河下游河滨湿地的河漫滩和背河洼地的15个草本植物群落为调查对象,研究河滨湿地不同草本植物群落的组成及多样性。结果表明,15个草本植物群落中共有31科73属94种植物,包括2科蕨类植物门植物和29科被子植物门植物,其中,禾本科植物最多(12属17种);丰富度最高的是狗尾草(Setaria viridis)群落;15个草本植物群落的Shannon-wiener指数介于0.22～2.07之间,人工群落荷花(Nelumbo nucifera)的Shannon-wiener指数最低,仅0.22,而另一人工群落水稻(Oryza sativa)的Shan-non-wiener指数却最大,达到2.07;典型湿地植物群落的Pielou均匀度指数较高,如扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、芦苇(Phragmites australis)、水烛(Typha angustifolia)群落的Pielou均匀度指数都大于0.6;Simpson多样性指数最高的是荷花群落,而最低的是水稻群落;15个群落中,多样性指数、丰富度、均匀度指数和优势度指数在各群落间存在显著的差异;河滨湿地自然草本植物群落的Shannon-wiener指数、物种丰富度、Pielou均匀度指数均高于人工草本植物群落,而Simpson多样性指数则是前者低于后者,但人工草本植物群落与自然草本植物群落间4个多样性指数的差异并不明显。     

占优问题的通量校正运移解法

描述非饱和土壤中溶质运移的对流弥散方程可分成两部分：对流部分用通量校正运移(FCT)算法求解；弥散部分用常规的隐式差分方法求解.FCT算法包括两个阶段，一个是低阶运移阶段，这一阶段的解，可能会引进过量的数值弥散；另一个是高阶通量校正阶段，通过对反扩散通量进行校正(限定)，可有效地消除数值弥散和数值振荡.而水体积分数用FUCG方法求得，能保持质量守恒.通过数值例子验证了FCT算法的有效性.     

基于超像素图卷积网络的高光谱图像分类

高光谱图像分类是遥感领域中一个具有挑战性的问题。基于深度学习框架的高光谱图像分类方法,由于其良好的分类性能受到了越来越多的关注。然而,这些方法普遍存在的问题为：模型的训练不仅需要大量的时间,而且还需要大量的标签样本。针对此问题,本文提出了一种基于超像素图卷积网络的高光谱图像分类方法。该方法以超像素作为图的节点,极大地减小了图的规模,从而提高了分类效率;提出的超像素合并技术能有效地融合光谱-空间信息,增强了空间信息在分类中的作用;为了验证该方法的有效性,在Indian Pines、Pavia University两个实际数据集上进行试验,并与一些先进的基于深度学习框架的高光谱图像分类方法进行比较。结果表明,本文方法在分类精度和分类效率上均优于其他方法。     

不同通风方式和加过磷酸钙处理反应器堆肥温室气体排放综合评价(英文)

堆肥可以杀灭病原菌、抑制杂草、缓慢释放养分、改良土壤、保持水分,是农业可持续发展的重要措施。堆肥过程中释放出大量温室气体尤其是甲烷,对全球环境变化产生重要影响。本研究通过量化比较不同堆肥方式下温室气体排放规律和排放量,以期实现减少堆肥堆制过程中温室气体排放的堆放方式。采用静态箱法研究了强制通风加过磷酸钙、强制通风不加过磷酸钙、翻堆通风加过磷酸钙、翻堆通风不加过磷酸钙四种处理的温室气体排放量。76天堆肥结束时,翻堆处理总有机碳降解51%-55%,强制通风降解大约44%。翻堆加过磷酸钙和不加过磷酸钙处理的甲烷排放量分别为15.35和15.27 g Mg-1堆料,高于强制通风处理排放量(加过磷酸钙和不加过磷酸钙处理分别为7.76 g Mg-1堆料和3.22 g Mg-1堆料)。在N2O排放量上,强制通风处理小于0.1%初始含氮量,翻堆处理约为0.1%初始氮。通风和翻堆过程中能量消耗分别相当于3.27、3.4、12.29和11.89 kg CO2-C Mg-1 堆料。过磷酸钙对温室气体排放影响很小,可能是大量秸秆作为堆肥填充料的加入保持了肥堆的高孔隙度和良好的通风条件。因此虽然强制通风堆肥可以节省空间且操作方便 ,在大规模集约化处理畜禽粪便时广泛应用,但翻堆通风由于其低建设成本和低温室气体排放量,以及较高的有机质分解效率,更适宜在我国农村采用。     

水及溶质在有大孔隙土壤中运移的研究(Ⅰ):田间实验

通过田间原状土和回填土渗透比较试验,揭示了大孔隙对水及溶质在土壤中运移的影响。通过回填土和原状土中含水率实验结果比较分析,指出回填土和原状土含水率的变化呈现不同分布特征。而对回填土和原状土中溶质浓度实验结果分析比较,发现回填土中水分运动和溶质运移的速度显著低于原状土,回填土和原状土都有位置深的检测点先于其上面的检测点出现溴离子的现象,回填土中硝酸根离子的浓度远低于其在原状土相应深度的浓度。     

土壤入渗特性的空间变异规律及其变异源

以封丘地区典型的4种土地利用类型(传统耕作地、免耕地、金银花地和杨树林地)为例,系统研究了不同土地利用方式下土壤入渗特性的空间变异强度、空间变异结构及其主要变异源。结果表明,频繁的耕作会降低土壤异质性,弱化土壤特性空间变异结构,扰动较小的免耕地和金银花地的土壤入渗特性则具有相对明显的空间变异结构,扰动最小的杨树林地土壤的入渗特性具有最为明显的空间变异结构和最小的变程。容重、有机质含量和初始含水量是耕作地入渗的最主要变异源,初始含水量则是金银花地入渗的唯一显著性变异源;杨树林地入渗变异的主要变异源是有机质和初始含水量;影响免耕地入渗特性变异的变异源并不显著。在有些情况下,水温也可能成为入渗特性空间变异研究的重要干扰因素。