组合光学和微波遥感的耕地土壤含盐量反演     

刘瑞亮  贾科利  李小雨  陈睿华  王怡婧  张俊华 《干旱区地理》2024,(3):433-444

耕地保护关系到国家粮食安全和经济社会可持续发展,对生态环境保护具有重要作用,快速精准的获取耕地土壤盐分含量及空间分布信息是耕地保护的必然要求。以宁夏平罗县为研究区,利用Landsat 9 OLI和Sentinel-1遥感影像,提取光谱指数和雷达极化组合指数,基于变量投影重要性法与灰度关联法筛选特征变量,然后运用反向传播神经网络、支持向量机和随机森林3种机器学习算法构建模型,并用最佳模型反演耕地土壤含盐量空间分布情况。结果表明：(1)利用变量投影重要性法筛选变量建立的模型验证集决定系数(R²)大于灰度关联法筛选变量建立的模型。(2)利用随机森林算法,组合光谱指数和雷达极化组合指数协同反演模型效果最佳,建模集R²为0.791,均方根误差(RMSE)为1.016,R²较单一数据源模型分别提高0.065和0.085,RMSE分别降低0.147和0.189;验证集R²为0.780,RMSE为1.132,R²较单一数据源模型分别提高0.091和0.237,RMSE分别降低0.175和0.3...  相似文献   

福州市农田土壤养分空间变异特征   总被引：4，自引：0，他引：4  

陈桂香  高灯州  曾从盛  王维奇 《地球信息科学学报》2017,19(2):216-224

研究农田土壤养分空间分布特征及变异规律,分析地形因子对土壤养分空间分布的影响,对土壤养分的有效利用与管理具有重要意义。本文采用GIS和地统计学相结合的方法,揭示东南丘陵区福州市农田土壤养分（有机质、碱解氮、有效磷和速效钾）的空间分布特征和变异规律,并进一步探讨土壤养分含量与地形因子（地形起伏度、高程、地形湿度指数、沉积运输指数和坡度）之间的相关性。结果表明：福州市农田有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量范围分别为1.10~89.5 g/kg、 1.00~461 mg/kg、0.300~298 mg/kg、和4.00~399 mg/kg,其变异系数范围为35.3%~99.0%,均属于中等变异水平;区域内耕地土壤养分存在明显的空间丰缺差异,大部分地区有机质和有效磷含量较为丰富,碱解氮含量处于中等偏上水平,速效钾含量相对较低;有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的块金系数分别为32.0%、37.3%、50.0%和50.0%,均呈中等强度空间自相关,表明同时受到结构和随机因素控制;有机质和碱解氮空间自相关尺度较大,且在步长小于0.3 km时,各方向（0°、45°、90°和135°）变化平稳,为各向同性,而有效磷和速效钾变程较小,且各方向变化较复杂,为各向异性。这些结果表明,政府需加强施肥指导,保持氮肥施用量的同时,合理增加钾肥,适当降低有机肥和磷肥施用。此外,在后续调查采样时,样点布设要考虑密度和方向性,适当加密有效磷和速效钾的采样,而有机质和碱解氮采样可以在此基础上适当减少样点。  相似文献   

基于热红外光谱的干旱区土壤盐分监测研究     

买买提&#  沙吾提  吐尔逊&#  艾山  塔西甫拉提&#  特依拜  如则麦麦提&#  米吉提  麦尔耶姆&#  亚森  依力亚斯江&#  努尔麦麦提 《干旱区地理》2017,40(1):181-187

土壤盐渍化是新疆最常见的土地退化过程,已经严重威胁到了当地的农业生产、生态稳定和经济发展。通过对渭库绿洲土壤含盐量和土壤热红外光谱分析,探讨了土壤含盐量与热红外发射率之间的定量关系。结果表明：（1）盐渍化土壤的发射率随着含盐量的变化而发生变化,当土壤盐分增加时,发射率也随之增大。（2）土壤含盐量与热红外发射率光谱数据相关性在8.5～9.5 μm波段范围内表现尤为显著,相关系数超过0.8,最高为0.90,对应波段范围9.259～9.271 μm。（3）运用回归模型一阶导数变换形式下建模效果和预测精度都是最优的,R²达到了0.899,RMSE最小为1.734。热红外光谱技术可以反演土壤含盐量,为利用热红外遥感识别土壤盐分信息提供技术支撑。  相似文献   

天山乌苏段火山泥元素组成及含量分析     

尹兆明  姜莹芳  张亚刚  张学敏  张乐涛  王彩云  曹嘉洌  王瑶  方静涵  黄楠楠 《干旱区地理》2017,40(5):1047-1053

采用能量色散型X射线荧光光谱分析（EDXRF）对新疆乌苏天山泥火山土壤样品的元素含量进行了测定。采用单指标评价指数法和内梅罗综合指数法,对新疆天山乌苏段火山泥中的重金属的种类和含量进行了研究,结果显示：Cd、As、Cu元素的含量达到土壤环境质量评价的二级标准,Hg、Pb、Cr、Zn、Ni元素的含量达到土壤环境质量评价的一级标准,乌苏天山火山泥综合评价达到二级标准。将火山泥的元素含量与新疆地区不同土质的土壤元素含量进行比较,与干旱区不同省份的土壤元素含量进行比较,分析了火山泥元素组成及含量的成因。  相似文献   

露天煤矿周围的四种植被重金属富集和转移特征分析     

阿不都艾尼&#  阿不里  塔西甫拉提&#  特依拜  玉米提&#  哈力克  师庆东  尼格拉&#  塔西甫拉提  塔依尔江&#  艾山  阿尔祖娜&#  阿布力米提 《干旱区地理》2017,40(6):1207-1217

采用野外调查和室内化学分析相结合的方法,对新疆准东露天煤矿周围常见的假木贼（Anabasis aphylla）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、琵琶柴（Reaumuria songoonica）、蛇麻黄（Ephedradistachya）等四种植物对重金属的吸收、富集能力和来源进行了分析。结果表明：植物体内重金属含量大小来看,Zn、Cu、Cr含量较大,Pb、As和Hg含量较少。假木贼根部的Cr含量以及四种植被体内Hg含量均超过了植被生长的正常范围。从植物与相应土壤中的重金属相关性来看,假木贼,琵琶柴体内Zn、Cu元素,琵琶柴体内Zn、Hg、As元素,梭梭体内的Zn、Cu、As元素与相应土壤中的重金属含量相关性较好,植物体内的重金属主要来自于土壤,交通运输,大气降尘等多种来源。植物对重金属的富集和转移能力表明,假木贼（2.89）,琵琶柴（1.14）,梭梭（1.72）对Hg有一定的富集能力,其富集能力大小顺序为假木贼>梭梭>琵琶柴,它们属于潜在的Hg富集植物。蛇麻黄对Cu具有较强富集能力。假木贼,琵琶柴和梭梭对Zn、Cr和Pb具有较好的转移能力。这三种植物对重金属均有一定的耐性,可作为矿区土壤植物修复的优选物种。  相似文献   

生物土壤结皮对一年生植物影响研究进展     

陈孟晨  张景光  刘立超  冯丽  滕嘉玲 《中国沙漠》2017,37(3):483-490

生物土壤结皮在荒漠地区广泛分布,它的形成和演替深刻地改变了土壤表层的结构特征和理化性质,进而影响了荒漠地区一年生植物的种子传播、萌发、幼苗存活及生长过程。本文回顾了国内外有关生物土壤结皮对一年生植物影响的研究,综述了生物土壤结皮对一年生植物的土壤种子库、种子萌发、幼苗存活及生长过程的影响,分析了各研究结论中存在争议的原因,总结了生物土壤结皮对一年生植物种子传播、萌发、幼苗存活及生长影响的内在机理,指出了生物土壤结皮对荒漠地区植被组成的筛选作用,并对进一步的研究进行了展望。  相似文献   

土壤地球化学测量在黑龙江伊春七号闸地区的应用     

王兴  李博文  牛延宏  谷华娟  李旭东 《地质与资源》2017,26(1):57-61

在详细的地质工作基础上,在伊春七号闸地区,通过土壤地球化学测量,同时配合物探,进行1：20000的大比例尺找矿工作.经过对研究区土壤地球化学异常浓集区进行找矿工程查证,异常浓集中心与新发现矿体吻合较好,表明土壤地球化学测量在该区找矿效果显著,值得在邻区进一步推广.  相似文献   

祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性   总被引：4，自引：0，他引：4  

赵维俊  刘贤德  徐丽恒  张学龙  敬文茂  王顺利  牛赟  马剑 《干旱区地理》2015,38(6):1179-1189

为了探讨青海云杉林对土壤pH和养分的影响,选择祁连山青海云杉林动态监测样地(340 m×300 m)为试验样地采集土样,利用经典统计学和地统计学方法对其空间异质性进行了研究。结果表明:(1)pH、水解氮和全磷为弱变异性,有机碳、全氮、速效磷、全钾和速效钾为中等变异性,它们的大小依次为速效钾 >有机碳 >速效磷 >全氮 >全钾 >水解氮 >全磷 >pH。(2)半方差最优模型拟合分析表明,pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾均符合球状模型,有机碳和全钾均符合指数模型;pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变程依次为108.8 m、88.5 m、112.8 m、131.9 m、143.3 m、73.3 m、73.3 m和134.7 m。从空间结构特征看,pH具有中等强度的空间自相关,而养分表现出强烈的空间自相关。(3)pH和养分均呈斑块状分布,有机碳和氮素具有相似的空间分布格局,全磷和速效钾分布变化较为明显,速效磷和全钾分布变化较为平缓。上述研究结果可为祁连山青海云杉林土壤pH和养分的取样设计和空间分布图制作等提供参考,也可为青海云杉林的土壤环境恢复与重建提供科学依据。  相似文献   

科尔沁和毛乌素沙地灌丛“虫岛”效应比较     

刘任涛  王少昆  周娟 《中国沙漠》2015,35(6):1599-1606

选择科尔沙地和毛乌素沙地豆科与非豆科灌丛为研究对象,以灌丛外裸沙地为对照,通过手拣法调查了不同灌丛微生境中土壤动物群落组成与多样性,依据相对相互作用强度指数(RII)分析比较了不同水热地带沙地灌丛"虫岛"差异性及影响机制。结果表明:(1)在科尔沁沙地和毛乌素沙地分别获得36和28个类群,平均个体数分别为76只·m^-2和125只·m^-2。优势类群分别包括拟步甲科及其幼虫和步甲科,蚁科,常见类群分别为12和20个类群,稀有类群分别为22个和6个类群。(2)土壤动物个体数、丰富度和Shannon指数的灌丛"虫岛"RII值,均表现为毛乌素沙地显著高于科尔沁沙地(p<0.05),并且2种类型灌丛均呈现出正向作用(即聚集作用,RII>0)。(3)在2个沙地所有样地中,只有园蛛科、鳃金龟科幼虫和拟步甲科幼虫3个类群完全表征出灌丛"虫岛"现象。园蛛科和拟步甲科幼虫的灌丛"虫岛"RII值不同地带沙地间无显著差异性(p>0.05),而鳃金龟科幼虫RII值则均存在显著差异性(p<0.05)。豆科与非豆科灌丛在不同地带沙地中对"虫岛"表现出相反的作用结果。(4)群落水平上,毛乌素沙地灌丛"虫岛"作用强度高于科尔沁沙地,与水热等沙地气候条件密切相关,而与灌丛功能特性无关。种群水平上,不同土壤动物类群具有不同的灌丛"虫岛"现象,灌丛功能特性、沙地水热条件或者二者交互作用是其原因。  相似文献   

沿海滩涂围垦区土地生产潜力模型构建与应用——以江苏省如东县为例     

许艳  濮励杰  于雪  朱明  蔡芳芳 《地理科学进展》2015,34(7):862-870

沿海淤泥质滩涂是中国重要的耕地后备资源之一,滩涂围垦新增的大量耕地资源的生产潜力能反映滩涂土壤粮食安全保障能力大小。本文以江苏省如东县滩涂围垦区为例,在现有的光温水气候生产潜力模型的基础上,引进基础地力贡献率和盐分限制因子作为土壤有效性系数,构建沿海地区土地生产潜力模型,并通过水稻和小麦产量对模型结果进行初步验证。研究表明：该模型具有一定可行性。滩涂围垦区水稻产量土壤基础地力贡献率为55%~59%;小麦基础地力贡献率为50%~80%。未脱盐的1982年滩涂围垦区水稻和小麦产量受到盐分阻碍的系数分别为0.73和1.00。2007年垦区由于盐分太高不能种植水稻,小麦产量受到盐分阻碍系数为0.35。未脱盐的1982年滩涂垦区土壤基础地力修正后的水稻和小麦土地生产潜力分别为12235.84和6502.23 kg/hm²;土壤盐分修正后的土地生产潜力分别为15677.42和10329.39 kg/hm²;土壤基础地力和盐分共同修正后的土地水稻和小麦生产潜力分别为8934.97和6502.23 kg/hm²。与实地调查的水稻产量(9750 kg/hm²)和小麦生产潜力(6000 kg/hm²)相比,目前土地生产力远小于盐分限制下的土地生产潜力,与基础地力和盐分双重限制下的土地生产潜力接近,改善土壤施肥技术可以进一步提高土地生产力。  相似文献