基于TM影像的表层土壤有机碳空间格局

土壤有机碳是土壤肥力的核心指标之一,理解其空间分布格局对促进精准农业的发展和科学施肥具有重要意义。本研究旨在检验TM影像结合地面采样数据分析黑龙江省黑土分布区表层土壤有机碳空间分布格局的可行性。结果表明:1)表层土壤有机碳浓度与TM5波段呈显著正相关(r=0.553,P<0.01),与TM4、TM5波段影像像素值之间满足二次多项式回归关系(R2=0.6791,P<0.05);2)回归模型对表层土壤有机碳空间分布格局具有较好的预测效果(R2=0.7097,P<0.05);3)海拔高于200m的地区表层土壤有机碳浓度显著高于海拔低于200m的地区(P<0.05)。

基于遥感、地理信息系统和人工神经网络的呼中林区森林蓄积量估测

利用遥感图像光谱信息良好的综合性和现势性以及地理信息系统(GIS)强大的空间分析功能,结合人工神经网络(ANN)可优化求解非线性复杂系统的功能,对呼中林区森林蓄积量进行了估测.结果表明:中红外波段与森林蓄积量间存在明显的负相关关系,说明中红外波段对估测森林蓄积量具有一定潜力;可见光波段和光谱变换第一主成分与森林蓄积量间也存在负相关关系;地形因子中海拔对研究区森林蓄积量的影响最大,坡度和坡向对蓄积量的影响较小.基于最佳的ANN网络参数、适当的GIS提取信息和遥感波段,呼中林区森林蓄积量的预测值和实测值的相关系数达0.973,经主成分变换后,数据量被有效降低,而预测精度只有少量下降(R2=0.934).

秸秆还田对水溶性有机碳的影响

水溶性有机碳对农业土壤中的碳循环有着重要的作用。通过持续6年的田间试验来研究玉米秸秆还田对土壤水溶性有机碳的影响,共有3种处理:(1)对照;(2)粉碎还田;(3)覆盖还田。结果表明,在6年的秸秆还田试验中,秸秆还田能够增加土壤有机碳和水溶性有机碳的含量(P<0.05),主要是增加了大团聚体组分中有机碳和水溶性有机碳的含量。秸秆不同还田方式对土壤有机碳和水溶性有机碳并没有显著的影响,土壤水溶性有机碳和土壤有机碳有很好的相关性(R2=0.512)。

近红外无损检测技术在棕壤速效磷分析中的应用

近红外技术具有快速、准确、无破坏等优点,该技术在测定土壤中氮、钾素方面的精确性已经得到认可,但在磷素的测定方面一直不能建立较好的预测模型。本研究中利用傅里叶变换近红外透射光谱仪测定129个棕壤土样取得光谱,采用PLSR等多元线性回归方法使光谱与化学方法测得的数据拟合建立定标模型,其中最好预测模型的决定系数(R2)和预测误差(SEP)分别为:R2=0.92,SEP=25.39 mg/kg。

黄土丘陵区藓结皮生物量测定方法及其随发育年限的变化

通过野外调查黄土丘陵区不同发育年限退耕地上藓结皮发育状况,结合室内测定,提出了藓类植物生物量测定的回归方程法.运用该方法测定了研究区9个不同发育年限藓类植物的生物量,并分析了其随发育年限的变化趋势.结果表明,研究区藓类植物个体微小,株高相同的藓类植物生物量变异很小,不同株高的藓类植物的株数与其生物量之间呈显著的线性相关关系(R2>0.96,n=7).因此,可以利用藓类植物株数与生物量之间的统计回归关系式估测生物结皮中藓类植物的生物量.用所建立的回归方程估测的研究区不同年限退耕地藓类植物生物量的绝对误差为1.3%～27.3%.研究区藓类植物生物量随结皮发育年限而变化,在退耕的前11年里,藓类植物生物量随发育年限的延长而增加,至11年时藓类植物生物量达到最大值(303.8g/m2),此后藓类植物生物量变化不大甚至还有下降趋势.

利用与回归模型相结合的克里格方法对农田土壤有机碳的估值及制图

采用与回归模型相结合的普通克里格方法(OKR),研究了沈阳市南郊17.6 hm2农田耕层土壤有机碳(SOC)的空间分布特征。以72个上层(0~10 cm)SOC数据为辅助变量,分别以36个及24个下层(10~20 cm)SOC数据为目标变量,分别进行普通克里格(OK)、协同克里格(CK)及OKR插值分析。结果表明,OKR估值的精度显著高于缺省样本条件下的OK及CK。OKR交互检验的决定系数R2相对较高,平均误差ME的绝对值及标准化平均误差MSE接近于0、平均标准误差ASE与均方根误差RMSE较小、标准化均方根误差RMSSE接近于1,其交互检验的参数与利用全部72个样点进行的OK估值最接近。基于OKR估值的SOC空间分布图与基于全部72个样点进行的OK估值的结果具有高度的相似性。说明在目标变量数据有限的条件下,借助辅助变量,采用OKR是进行SOC分布调查的一套有效的地统计学分析方法。

栗斑腹鹀种群数量变化的分析

1999年至 2 0 0 1年每年 4～ 7月在吉林省西部地区对栗斑腹种群数量及繁殖情况进行了调查 ,发现三年来栗斑腹种群数量连续下降 .其原因是 :人为干扰导致栗斑腹繁殖成功率及繁殖成活率降低 ,从而导致栗斑腹种群数量下降 ;研究地区内近几年连续高温干旱的天气也导致了栗斑腹种群数量的下降 ,气温升高 (R2 =0 9964 )、降雨量减少 (R2 =0 84 98)对栗斑腹种群数量下降的影响很大 .

半湿润地区农田夏玉米氮肥利用率及土壤硝态氮动态变化

以土垫旱耕人为土为供试土壤,通过田间试验,研究了不同施氮量下(0、45、90、135和180 kg.hm-2)夏玉米生育期土壤剖面NO3--N的变化特征、氮素利用率及施氮量与土壤NO3--N残留的关系.结果表明:在整个生育期内,土壤NO3--N含量均以0~20 cm土层最高,且施氮量越高,NO3--N含量也越高;0~60 cm土层NO3--N含量变化显著,60~100 cm土层NO3--N含量变化不大.夏玉米整个生育期,受玉米对氮素的需求和降雨的影响,0~100cm土层NO3--N累积量呈波动式降低趋势;当施氮量小于135 kg.hm-2时,作物氮肥利用率随施氮量的增加而显著提高,但当施氮量超过135 kg.hm-2时呈下降趋势.氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小,氮肥生理利用率随施氮量的增加而递增.土壤中残留NO3--N与施氮量呈极显著正线性相关关系(R2=0.957**,n=5);施氮处理籽粒产量显著高于不施氮处理(P<0.05);施氮量与籽粒产量呈极显著正线性相关关系(R2=0.934**,n=5).在本试验条件下,夏玉米生长季适宜施氮量为135 kg.hm-2.该施氮水平可保证效益和环境的双赢.

青海湖地区芨芨草草地土壤种子库的初步研究

选择青海湖地区的次生芨芨草草地为研究对象,以围栏内封育和围栏外自由放牧的草地做对照,研究了围栏内外土壤种子库的萌发状况、密度和数量、物种多样性,以及土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,围栏内外土壤种子库的萌发趋势非常相似,但是萌发种子累计数量不同;围栏内外土壤种子库中萌发种子的平均密度分别为3660和2460粒·m-2,围栏内萌发种子数比围栏外提高了48.8%;围栏内外土壤种子库的物种多样性指数差异较大,围栏内外丰富度指数R1分别为17和13,R2为3.693和2.832,丰富度围栏内大于围栏外,多样性指数和丰富度指数具有相同的规律,均匀度指数围栏内外分别为0.812和0.857,则是围栏外大于围栏内。围栏内外地上植被群落组成存在显著差异,围栏内的封育草地的物种丰富度和多样性指数均大于围栏外的放牧草地,而均匀度指数则呈相反趋势。

确定陡坡细沟侵蚀含沙量的解析方法

该文介绍一种解析方法 ,由细沟剥蚀率与含沙量关系以及剥蚀率与水流含沙量及沟长的微分物理表达式 ,推求出了含沙量与沟长关系数学表达式。提出了一种侵蚀细沟含沙量量化计算的新方法。并将用该方法计算得到的两种流量下细沟水流含沙量结果与由试验值进行了比较 ,结果表明 :两者相关密切 ,得到的 R2值均很高 ,最低为0 .81,验证了此解析式的有效性。验证了细沟土壤侵蚀的剥蚀率与水流含沙量的关系式的正确性

沈阳城市森林三维绿量模拟及其影响因子

为探求便捷有效的小面积城市森林三维绿量的测算方法,根据林木生长的分形原理,采用逐步回归方法获取了沈阳城市森林三维绿量的13个模拟方程,并对其影响因素进行分析.结果表明:13个模拟方程的决定系数(R2)在0.612~0.842,残差分析没有呈现明显图样,模型精度均在87%(α=0.05)和83%(α=0.01)以上,其中最便捷的模拟方程是ln■=7.468+0.926 lnx1[■为模拟三维绿量,x1为每公顷胸高断面积(SDB)].模拟方程的标准回归系数与16个树木特征间的相关关系显示,影响沈阳城市森林三维绿量的最主要因素是每公顷胸高断面积(SDB).

水稻叶片光谱对亚铁胁迫的响应

在湖泊富营养化治理过程中,除了要注意控制氮、磷的输入,还应考虑铁(Fe)的调控作用.本文基于"Fe假说",探索性地将植物光谱效应应用于湖泊水体富营养化遥感预警机制研究.在水培条件下分析了亚铁(Fe2+)胁迫对水稻(Oryza sativaL.)体内Fe含量、叶绿素浓度及可见-近红外特征光谱的影响,并对其相关关系进行了深入探讨;同时,应用3个光谱定量化指标A1(Fe2+胁迫水稻叶片在460~670nm波段反射率变化积分值)、A2(Fe2+胁迫水稻叶片在760~1000nm波段反射率变化积分值)、S(Fe2+胁迫水稻叶片光谱曲线红边"蓝移"强度)分别建立了水稻叶片Fe含量与叶片光谱之间的定量相关关系模型.结果表明,随培养液中Fe2+浓度的升高,水稻体内Fe含量逐渐增加,叶绿素浓度降低,叶片光谱反射率在可见光波段升高,在近红外波段降低,同时红边发生"蓝移".水稻叶片的3个光谱指标A1,A2,S与叶片中Fe含量都具有显著相关性,相关系数分别为0.933(P<0.01),-0.965(P<0.01)和0.946(P<0.01),且A1,A2和S3个参数都能够较好地模拟(复相关系数R2>0.96)和估测水稻叶片Fe含量.

土壤中嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的分离鉴定及其性能研究

采用改进型Leathen培养基直接从辽宁省抚顺市红透山铜矿附近的土壤中分离到了一株高度嗜酸的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)菌株(暂命名为R2)。鉴定表明,该菌株为革兰氏阴性细菌,在扫描电镜下观察该菌株为短杆状,菌体大小为(0.4±0.2)μm×(1.6±0.4)μm。最适pH值2.0,化能自养型,能利用亚铁、单质硫和硫代硫酸钠生长,不能利用葡萄糖、蛋白胨生长。并且以16S rDNA序列同源性为基础构建了17株已报道菌种在内的系统发育树,将16S rDNA测序结果输入Genebank以Blast软件进行序列同源性比较,结果显示与氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的多株细菌具有较高的同源性(>99%),其中与Acidithiobacillus ferrooxidans strain TGS的相似性达到100%,与标准株Acidithiobacillus ferrooxidans strain ATCC33020相似性为99.3%,结合其生理生化特性可以确定该菌为氧化亚铁硫杆菌种。序批式试验法研究表明,接种该株菌可有效溶出土壤中重金属,经过5d的生物淋滤,Cu、Cr、Zn、Cd的最高去除率分别达到30.6%、16.3%、58.4%和72%。

温带阔叶红松林生态系统潜热通量模拟——气孔导度组合模型在Shuttleworth-Wallace双源模型中的应用(英文)

叶片水平的气孔导度组合模型已被成功扩展到冠层水平,并被应用于冬小麦生态系统潜热通量的模拟研究,但该研究仅基于1a的数据,有必要研究模型在更长时间尺度和其它生态系统类型的适用性。以长白山阔叶红松林(CBS)为研究对象,将组合模型进一步应用于Shuttleworth-Wallace双源模型,模拟了CBS3a生长季内的潜热通量,利用涡度相关系统观测的潜热通量数据对模型进行验证,并对比了双源模型与单源模型的模拟结果。结果显示,双源模型较单源模型能取得更高的模拟精度,生长季不同时期的潜热通量模拟值和实测值的日变化较一致。对双源模型模拟值和实测潜热通量的相关分析显示,二者直线回归斜率和R2分别为0.96和0.72。对长白山阔叶红松林生态系统的蒸散和植被蒸腾的季节和年际变异分析发现,影响冠层蒸散和植被蒸腾季节动态的主要因素是饱和差和辐射,而影响它们年际动态的主要因素则是饱和差和温度。

冠层尺度的生态系统光合-蒸腾耦合模型研究

对叶片尺度上的气孔导度-光合-蒸腾耦合模型(SMPT-SB)在冠层尺度上进行了扩展,探讨了模型的参数化方法,建立了冠层尺度上的生态系统光合-蒸腾耦合模型.并用中国通量观测网络(ChinaFLUX)长白山站的涡度相关观测数据对模型进行了验证.结果表明,冠层气孔内部导度gic可以通过单叶气孔内部导度与光合有效辐射的关系,通过模拟冠层内的光分布再对冠层进行积分实现由单叶向冠层的尺度转换.在无水分胁迫情况下,该模型在冠层尺度上对光合速率具有很高的模拟能力,模拟值与观测值的直线回归方程斜率为0.7977,R2=0.