江汉平原涝渍地农业生态环境恢复的对策与效益分析

由于长江流域日益严峻的外生态环境的压力，加上长期以来湖区不合理的围垦开发利用，使江汉平原涝渍地域的农业生态环境变得十分脆弱。主要表现为气候变率较大，分布不均，涝渍相随，旱涝并存，农业用水的水质劣化趋势加剧，涝渍地的土壤潜沼化仍在继续，土地生产力低下，涝渍地域相对贫困人口增加。要提高认识，更新观念，将水和涝渍地看成一种资源而非负担，从整个流域生态系统出发，用大农业的观点，走社会化自然顺应的生态环境恢复之路，要上防下截，蓄泄兼顾，控制围垦，退田还湖，通过工程，生物和农业措施使涝渍小生境得到改善；要加强理论研究和国际合作，使涝渍生态环境的治理恢复更加科学的可持续。不同类型的涝渍地农业生态环境的恢复实践表明，因地制宜地治理开发可以获取很好的生态经济效益。     

江汉平原涝渍地域分异规律研究

通过五年研究，澄清了江汉平原涝渍灾害形成的原因。根据微地貌特点和涝渍状况将江汉平原涝渍地域土地分为7种类型：洲滩平地季节性洪涝地域，淤高平地季节性暗渍地域，中间平地季节性渍害地域，低湿平地渍害地域，滨湖平地涝渍地域，湖泊水面调蓄地域，碟形洼地涝渍圈。江汉平原涝渍微地域分异和演变规律主要表现在6个方面：(1)在平面上与河流呈水平带状分布；(2)在空间上呈梯度分布；(3)碟形洼地涝渍特征呈同心圆分布；(4)涝渍微地域随时间推移发生有序地演变；(5)人类活动越来越成为江汉平原涝渍地域分异的主导因素；(6)江汉平原涝渍微地域与涝渍灾害呈显著的相关性。根据江汉平原涝渍微地域涝渍发生特征，提出了因地制宜、分区开发的指导思想，并选点进行了实证开发示范，取得了显著成效。     

涝渍地农业综合整治开发示范区规划探讨

通过中日合作项目“湖北省江汉平原四湖涝渍地综合开发计划”两个涝渍地综合开发示范区的有关实践，对该区涝渍地开发规划方法进行了系统探讨。研究表明，江汉平原涝渍地大体上可分成以河流冲积物为主和以湖积与冲积共同作用形成的两类地区，两者在地貌、土壤结构、耕作方式和经济发展阶段上存在较大差异，应该区别对待；“单元水系”可作为涝渍地区域综合开发最基层的区域单元。水土资源存在的巨大潜力和障碍应作为规划的出发点，其开发模式可借鉴日本“农田综合整备”的理论与实践；田间土地整治及其附属物设施建设的技术标准应以我国近20年来关于涝渍地排水的工程标准为主，适当参照世界先进国家标准。数量化理论I可作为规划前对涝渍地微域土地进行综合评价的一种合适方法；鉴于涝渍地开发的阶段性，对现阶段涝渍地开发效果的评价指标的选择，应在农田的物理结构改变效果、农业深度开发与结构调整效果和综合经济效益效果等3方面取得平衡。以第一方面的评价为重点，给出了一个相应的评价体系。     

论江汉平原以治水为主的国土综合整治对策

从分析江汉平原自然特点和总结以往治理经验出发，阐明目前水土资源综合开发中存在的问题，提出进一步开展以治水为主的国土综合整治对策。主要就进一步搞好国土综合整治规划、加强工程管理与科学调度、改造渍害田、绿化周围山丘地带和加强基础研究工作等几方面进行了论述，对该地区综合开发有重要参考价值。     

基于时空数据融合的江汉平原水稻种植信息提取

及时、准确监测水稻种植面积,对区域粮食政策制定、粮食安全以及农业发展具有重要意义。然而我国南方地区水稻生长期内降水充沛的气候特点使得遥感影像"云污染"现象严重,为解决水稻种植信息遥感提取存在可用数据不足的问题,以江汉平原为例,利用时空数据融合模型(Spatial and Temporal Data Fusion Approach,STDFA)将Landsat 8 OLI与时序MODIS数据融合,重构出具有高时-空分辨率特征数据,然后采用面向对象的SVM分类方法对研究区内水稻种植信息进行提取,结果如下:融合后的红与近红外波段反射率与真实反射率的相关系数分别为0.84和0.81,研究区水稻提取精度为94.46%,Kappa系数为0.91。说明时空融合模型能够较好地重构出高时空分辨率数据,从而实现多云雨地区农作物种植信息遥感提取。     

江汉平原土地利用演变对区域径流量影响

江汉平原是我国重要的粮食基地也是武汉城市群发展的腹地,了解区域土地利用演变对流域水文的影响有助于为土地规划政策及水资源可持续发展提供决策支持。以2000～2004年为模型校准期,2005～2009年为模型验证期构造SWAT模型并模拟区域内主要流域的月、年径流量。然后借助双累积曲线研究江汉平原内主要江河的人类活动对径流的扰动作用并对比分析1980和2010年二种土地利用模拟情景下径流量的变化情况。结果表明：模型验证能较好的模拟区域内长江及汉江的径流量;随着降雨量的减少,土地利用变化对径流量的影响在增加;1980～1990年人类活动对径流的影响主要体现在水利设施的投入和林地减少上,2000年之后土地利用尤其是建设用地的增加对径流的影响日趋变大     

江汉平原稻田冠层CO2通量变化特征及其影响因素分析

二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)被认为是最重要的温室气体,在气候变化中扮演着重要角色,实地测定稻田生态系统CO2通量是农业源温室气体监测与控制技术研究的基本内容。采用涡度相关法对江汉平原稻田生态系统进行了通量观测,并对水稻不同生长阶段冠层CO2通量、潜热、显热通量变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:水稻各生育期冠层CO2、潜热、显热通量日变化均表现出明显的单峰特征,但幅度不同,这与太阳总辐射的日变化及下垫面作物叶面积指数大小关系密切。稻田系统作物呼吸与土壤呼吸排放CO2,排放通量一方面与温度的变化有关,另一方面也受灌溉、作物生长状况的影响;稻田光合作用吸收同化大气CO2,吸收通量与作物群体叶面积指数大小、光合有效辐射强度有关。不同生长期冠层CO2通量与温度因子(气温、5cm土层温度)、光辐射强度因子(时光合有效辐射曝辐量)的相关性均达到极显著水平(P<0.01),其中,分蘖-灌浆乳熟期CO2净通量对时光合有效辐射曝辐量响应的灵敏度较大,可以通过直角双曲线模型来拟合评估CO2净通量。     

江汉平原石家河谭家岭遗址新石器时代环境考古

通过对位于江汉平原北部石家河古城内谭家岭遗址地层孢粉、碳氮地球化学和磁化率代用指标的综合分析表明,石家河文化早期(4.6—4.4 ka BP),孢粉浓度较高且种类多,特别是喜暖湿的孢粉科属含量较大,植被覆盖较好,说明遗址及周边地区受人类活动干扰较少;TOC、TN和C/N偏高,δ~(13)C_(org)偏低,表明当时以C_3植物为主,气候较为温暖湿润;该时期遗址区域可能积水较多,磁化率值总体较低,发生过水域面积增大但持续时间不长的变化,石家河古城在防御洪水及外敌入侵方面发挥了较大作用。石家河文化中晚期(4.4—4.0 ka BP),孢粉种类和浓度减小,TOC、TN和C/N也持续减小,δ~(13)C_(org)则偏高,气候凉干,降水减少,遗址区域积水减少并逐渐演变成古人的居住用地,受人类活动影响磁化率值明显增高;由于河湖、地下水位下降,石家河古城防御洪水与外侵的功能消失并逐渐废弃。4.2 ka BP前后气候持续凉干,极端灾害事件频繁发生,影响了当地农业和渔猎业的发展,使得石家河文化发展停滞,这是导致本区石家河文化衰落的重要环境因素。     

江汉平原土地资源数据库的建立与功能

根据所收集的江汉平原土地资源数据及相关图件（包括１９８３年版１：５万地形图,１：５万各县市土壤图,利用多时相卫片编制的１：２５万专题图）,以ＰＣ－５８６微机为主机,以ＰＣ ＡＲＣ／ＩＮＦＯ地理信息系统工具软件为支持,建立了江汉平原土地资源数据库,其内容包括行政区划空间数据库（各县市行政区划图１：５万）,水系空间数据库（各县市河流,沟渠及水面图,１：５万）,土壤空间数据库（各县市１：５万土壤图）,土     

基于高分一号影像的江汉平原表层土壤湿度指数反演研究

土壤湿度指数遥感监测在农业生产中具有重要的作用。为探讨国产高分一号（GF 1）遥感数据在江汉平原农情参数快速获取中的适用性，以潜江市2017年3月8日的GF 1 WFV影像和106个采样点的土壤湿度实测数据为数据源，选择垂直干旱指数（PDI）、改进型垂直干旱指数（MPDI）和植被调整垂直干旱指数（VAPDI），对土壤湿度指数反演的效果进行比较和验证。研究结果表明：PDI、MPDI、VAPDI与土壤湿度实测含水量的决定系数分别达到0.649、0.802和0.821，实测土壤含水量验证精度评价也表明各模型均能满足反演的精度要求，说明基于GF 1 WFV影像开展江汉平原的大尺度土壤湿度反演是可行的；在植被覆盖中等区域，MPDI和VAPDI能够在一定程度上克服混合像元对土壤湿度光谱信息的影响，反演的精度要比PDI高，但在高植被覆盖度区，采用垂直植被指数（PVI）修正的VAPDI不易出现植被覆盖饱和现象，具有更高的反演精度；基于3种指数模型反演的土壤湿度指数空间异质性基本一致，但MPDI、VAPDI对土壤湿度变化更为敏感，能反映出不同植被覆盖类型下土壤湿度的实际水平。研究结果可为江汉平原大范围和动态监测表层土壤湿度指数提供理论基础和实践参考。 关键词： 高分一号；土壤湿度指数；PDI；MPDI；VAPDI；江汉平原