基于时序MODIS-NDVI的油菜种植面积变化趋势分析——以江汉平原为例

油菜是我国主要油料作物,其种植与监测对于保障食油生产安全具有重要意义。本文以江汉平原作为研究区,利用2002~2014年250 m分辨率的MODIS-NDVI时序数据,采用经验模态分解(EMD)方法,结合地面调查数据以及作物物候数据等辅助数据,获取主要地物覆盖类型的端元信息,然后利用线性光谱混合模型(LSMM)进行混合像元分解,得到油菜种植面积丰度的空间分布。结果表明,EMD方法较好地过滤了时序数据的噪声;经年鉴统计数据验证,油菜提取面积精度达到了92.5%以上,R2大于0.9。油菜种植面积的时空变化结果很好地反映出江汉平原油菜种植面积总体呈增长态势。此外,政策导向和市场价格对油菜种植面积的影响明显。     

DETECTING BASE FLOW IMPACTS IN COASTAL PLAIN STREAMS1

ABSTRACT: An established trend analysis methodology was applied to the problem of identifying and quantifying stream base flow impacts from water withdrawals and water loss through interbasin transfers. Impacts were simulated using base flow values selected from two U.S. Geological Survey (USGS) continuous record streamflow sites located within the Pinelands of southern New Jersey. Study site base flows were regressed against index site base flows with monotonic and step trend tests applied to the residuals from the regression model. The smallest, significantly detectable (α= 0.10) percentage reduction within a given simulation was used as an estimate of the sensitivity of a trend test. Evaluation of the trend analysis methodology led to the following practical considerations regarding trend test sensitivity. The proportion of study site base flow variability explained by index site base flows should be maximized, while at the same time minimizing positive, first-order autocorrelation in the regression residuals. Given the importance of detecting autocorrelation, missing values should be avoided or minimized. The quarterly (three-month) interval reduced the magnitude of autocorrelation relative to a shorter two-month sampling interval. Sensitivity appeared to improve when equalizing the number of values before and after a base flow impact(s) while seasonally biased sampling appeared to reduce sensitivity. Based primarily on past trend detection studies, nonparametric tests were deemed a better choice over their parametric counterparts, due to the lack of stringent data distributional requirements coupled with little or no loss of power even when applied to normally distributed data.     

华北平原1981～2001年作物蒸散量的时空分异特征

利用土壤-植被-大气传输机理模型(VIP模型),以GIS背景数据库(土地利用图、土壤质地图和数字高程图)为支撑,在NOAA-AVHRRNDVI数据和气象信息的驱动下,连续模拟了1981～2001年华北平原冬小麦和夏玉米生育期的蒸散过程。结果表明:模拟的作物蒸散量与Lysimeter观测值和其他学者的田间试验研究结果具有较好的一致性。华北平原冬小麦多年平均蒸散量空间上呈现南高北低的趋势,其中黄河以北地区和山东半岛的蒸散量在200～400mm之间,南部地区在400～466mm之间。对玉米而言,北部的海河低地平原以及津、冀、鲁的沿海地区多年平均蒸散量变化在230～380mm,其余大部分地区蒸散量在380～470mm。除本区最南端的极少部分地区外,华北平原大部分地区冬小麦生育期内的自然降水都小于蒸散量,水分亏缺量大于200mm,而夏玉米生育期内大部分地区的降水大于蒸散量。     

秸秆掩埋还田对黄淮海平原耕层土壤温度及作物生长的影响

通过大田试验,研究了作物秸秆行间掩埋配施不同类型氮肥（矿质化肥和鸡粪）下耕层土壤温度的变化及对作物生长的影响。结果表明,秸秆还田初期配施氮肥对秸秆有激发效应,能提高耕层的土壤温度,提高幅度受大气温度、降水的影响。秸秆行间掩埋配施质量分数为16%总氮的鸡粪和24%总氮的化学氮肥耕层土壤的增温效果明显,土壤温度分别上升0.7和0.8℃。秸秆行间掩埋还田对作物生长的影响因作物类型和生育期而异,从不同生育期来看,作物前期的生长受秸秆行间掩埋还田的影响最大。从作物类型来看,配施质量分数为8%、16%、24%总氮的鸡粪,拔节期冬小麦的生物量低于对照38.7%、29.4%和27.9%,3个处理分别与对照差异显著（P〈0.05）,玉米没有差异。秸秆行间掩埋配施质量分数为8%、16%、24%总氮的矿质氮肥,拔节期冬小麦的生物量低于对照25.7%、30.9%和14.1%,配施低、中量化学氮肥与对照差异显著（P〈0.05）;各处理玉米生物量高于对照0.9%、50.8%和19.8%,配施中量化学氮肥与对照有明显差异（P〈0.05）。     

基于METRIC模型的江汉平原蒸散量估算适应性分析

蒸散发是整个水文循环中的关键环节,现有传统测量方法虽具有较高的点位精度,但空间代表性不足,无法满足大空间尺度的遥感估算.以半湿润区为主的江汉平原为研究区域,以遥感蒸散模型为核心手段,首次引入METRIC模型,探讨METRIC模型在江汉平原蒸散量估算中的适用性,并应用METRIC模型和SEBAL模型对研究区域进行遥感蒸散...     

应用指数和法对潮土农田土壤肥力变化的评价研究

应用指数和法探讨了北京市大兴县 1982年～ 2 0 0 0年土壤肥力的变化特征 ,并对其影响因素进行了评价和分析。研究结果表明 ,近 2 0a来 ,土壤肥力总体上呈上升趋势。尤其在 90年代 ,由于农业种植结构的调整以及秸秆还田 ,使土壤有机质含量持续上升 ,土壤的综合肥力显著提高     

安徽淮北平原浅层水中氟的调查分析及建议对策

以安徽淮北平原浅层水中与人体健康密切相关的氟元素为研究对象,通过现场调查、采样、测试、分析,得出研究区浅层水中的氟含量在平面分布上,具有由中部向西北部渐高,向东南部渐低的变化特征;在垂向分布上,总体看随深度呈现先增大后减小的变化趋势,以26~30 m范围均值点为临界点,其均值为2.19 mg/L。根据水样中氟含量的高低,将采样区划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级高氟水区和非超标区。探讨了浅层水中氟的影响因子,认为高氟水主要是由自然条件形成。针对采样区浅层高氟水改水现状和存在问题,提出具体建议对策。     

华北高产农田长期不同耕作方式下土壤呼吸及其季节变化规律

对华北平原高产农田生态系统2004年的土壤呼吸状况进行了分析,探讨了不同耕作方式下土壤呼吸量的季节变化规律.结果表明,土壤呼吸量的季节变化趋势与当地气候状况紧密相关,在暖温带半湿润大陆性季风气候的影响下,该地春季干旱,夏季雨热同期,土壤呼吸量春季缓慢升高,峰值出现在温度、降水均较高的7月,最大值约为20 g·m-2·d-1(以CO2计),之后逐步回落.不同的耕作措施能够影响土壤呼吸量,本试验研究的3种因素对土壤呼吸量有显著影响(p＜0.01),播种前先翻耕30 cm、播种后覆盖麦秸、不施氮素、施磷75 kg·hm-2·a-1的处理土壤呼吸量最高.5 cm、10 cm地温是影响土壤呼吸的重要因素,土壤呼吸对5 cm地温的敏感性更强,指数方程的模拟较好地表明了土壤呼吸与地温的关系.     

河套平原O3浓度时空分布、传输路径及潜在源贡献分析

基于2005—2020年OMI遥感卫星O₃柱浓度数据,结合河套平原23个国控点环境自动监测站大气污染物数据和全球资料同化系统（GDAS）气象资料,探讨河套平原O₃污染时空分布特征、气象因素、传输路径和潜在来源.结果表明：（1）2005—2020年河套平原O₃柱浓度年均值波动上升,年均增长率为2.95%,季节变化表现为春季>冬季>夏季>秋季;（2）空间分布方面：高值区主要分布在东北部地区,南部城市低于北部城市;（3）河套平原地区O₃浓度与气温、日照呈显著正相关,与气压呈显著负相关,而降水、相对湿度、风速对O₃浓度影响具有显著的区域性差异;（4）基于后向轨迹HYSPLIT模型对河套平原地区污染严重城市鄂尔多斯市进行分析,发现远距离气流传输主要来自西北方向,近距离气流传输主要来自西南方向;O₃主要潜在贡献源区存在一定的季节差异：春季主要来自陕西北部与包头市,夏季主要来自陕西北部与山西西部,秋季主要来自内蒙古西部与宁夏银川市、陕西北部,而冬季则主...     

沟渠化对三江平原湿地铁元素沉积过程的影响

沟渠化是湿地垦殖的标志性过程和景观.在三江平原洪河国家级自然保护区附近选择了一个典型四级排水沟渠系统,沿等级在沟渠底部布设沉积板,并以附近的河漫滩天然湿地为对照,连续两年定量采集了不同级别沟渠和天然湿地中的当年沉积物,分别计算了沉积通量和沉积物中的铁元素及其氧化物和生源要素含量.结果表明,各等级沟渠的枯落物、泥沙和总沉积通量都没有显著性差异,其均值分别为(57.00±16.90)、(3 997.57±798.98)和(4 054.57±792.91)g·(m2·a)-1,其中枯落物所占比例随沟渠等级增加而逐渐降低;天然湿地的枯落物沉积通量[(120.26±19.42)g·(m2·a)-1]显著高于沟渠,而泥沙[(35.41±11.15)g·(m2·a)-1]和总沉积通量[(155.67±20.75)g·(m2·a)-1]则显著低于沟渠;各级沟渠和天然湿地沉积物中的总铁含量没有显著性差异,但游离态铁含量显著低于天然湿地;农渠、斗渠和支渠沉积物的无定形铁和络合态铁含量都与天然湿地接近,且都高于干渠沉积物;各级沟渠沉积物中铁氧化物的游离度为天然湿地的60.2%,而络合度和活化度都没有显著性差异;各级沟渠沉积物中的总有机碳、总氮和总磷含量都没有显著差异,但都低于天然湿地,分别为天然湿地的14.6%、31.6%和41.0%.三江平原湿地垦殖形成的沟渠化对天然湿地的铁和生源要素沉积产生了显著影响,合理的农田用水管理才能避免由此带来的环境生态风险.