淮河流域稻麦轮作农田生态系统CO2通量多时间尺度变化特征     

段春锋  田红  黄勇  曹雯  凌新锋 《气象科学进展》2020,10(5)

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基于时序影像的农业活动因子提取与闽西耕地SOC数字制图     

聂祥琴  陈瀚阅  牛铮  张黎明  刘炜  邢世和  范协裕  李家国 《地球信息科学学报》2022,24(9):1835-1852

人类活动对表层耕地土壤有机碳（Soil Organic Carbon, SOC）影响强烈,但目前大范围复杂地貌地形区的耕地SOC数字制图对人为因素的空间刻画不足。本文以福建省西部耕地为研究对象,基于Sentinel-2/MSI时间序列数据提取轮作模式分类信息（Crop Rotation, CR）,以及可反映轮作模式信息的植被特征变换变量（Harmonic Analysis of Time Series, HANTS）,分别作为农业活动定性和定量因子,将常规气候和地形因子作为自然环境因子,并对不同类型环境变量进行组合（气候+地形、气候+地形+轮作模式、气候+地形+HANTS变量、气候+地形+轮作模式+HANTS变量）。基于随机森林模型（Random Forest, RF）对不同环境变量组合驱动的耕地表层SOC空间预测精度进行对比分析,探索以轮作模式为例的农业活动因子提高耕地表层SOC数字制图精度的可能性。结果表明,同时加入两种农业活动因子的RF模型表现最佳,其模型预测精度相较于纯自然环境变量驱动的模型有明显提高（R²提高了89.47%,RMSE和MAE分别下降了10.66%和12.05%）。轮作模式类型（CR）和HANTS变量两种农业活动因子均被保留参与建模,尤其是轮作模式类型显著影响耕地SOC,在最佳模型的环境变量重要性中排序第四。由此可见,轮作模式相关农业活动因子可有效提高耕地SOC空间预测精度。在所有RF模型中,年降水量（Annual Rainfall, Rainfall）的重要性排名都是第一位。通过最佳模型反演得出该区耕地土壤有机碳均值为18.22±2.99 g/kg,范围为8.25~30.69 g/kg,双季稻和烟稻种植区域SOC含量高于稻菜种植区域。研究结果为复杂地貌地形区耕地土壤有机碳协同变量的更新提供了新的思路。  相似文献   

保护性耕作改善东北农田黑土土壤生物多样性及其生态功能   总被引：2，自引：0，他引：2  

张士秀  贾淑霞  常亮  陈学文  张延  杨学明  梁爱珍 《地理科学》2022,42(8):1360-1369

保护性耕作是攻克黑土地保护和利用的核心技术之一。研究立足中国科学院黑土区农业生态重点试验室保护性耕作长期定位试验基地,系统梳理总结了农田黑土土壤生物多样性对保护性耕作的响应特征。与传统耕作相比,保护性耕作显著增加各生物类群（微生物、线虫、跳虫、螨类及蚯蚓）的物种丰富度（1%~8%）、数量（25%~57%）和生物量（30%~50%）,提高食物网网状结构的复杂性及各营养级间的连通性（14%~32%）,促进土壤生物在固土蓄水、土壤碳固存、氮素高效利用以及稳定作物产量四方面生态功能的可持续性发挥。研究结果表明,实施保护性耕作可有效利用土壤生物的功能潜力,实现东北黑土区农田生态系统的健康发展、服务国家粮食安全产业带建设和现代农业发展。  相似文献   

Effects of tillage management on infiltration and preferential flow in a black soil, Northeast China   总被引：2，自引：0，他引：2  

Ruqin Fan  Xiaoping Zhang  Xueming Yang  Aizhen Liang  Shuxia Jia  Xuewen Chen 《中国地理科学(英文版)》2013,23(3):312-320

The impacts of no-tillage (NT) and moldboard plough (MP) managements on infiltration rate and preferential flow were characterized using a combined technique of double-ring device and dye tracer on a black soil (Mollisols) in Northeast China. The objective of this study is to evaluate how tillage practices enhance soil water infiltration and preferential flow in favor of soil erosion control in the study area. The steady infiltration rates under NT management are 1.6 and 2.1 times as high as those under MP management in the 6th and 8th years of the tillage management in place, while the infiltrated water amounts under NT management are 1.4 and 2.0 times as high as those under MP management, respectively. The depth of methylene blue penetrated into NT soil increases from 43 cm in the 6th year to 57 cm in the 8th year, which are 16 cm and 19 cm deeper than those in MP soil, respectively. The results of morphologic image show that more biological macro-pores occur in NT soil than in MP soil. These macro-pores play a key role in enhancing preferential flow in NT soil, which in turn promotes water infiltration through preferential pathways in NT soil. The results are helpful to policy-making in popularizing NT and have the implications for tillage management in regard to soil erosion control in black soil region of China.  相似文献   

秸秆覆盖免耕储水灌溉对春小麦耗水特征及灌溉水分利用效率的影响   总被引：2，自引：1，他引：1  

张金霞 《中国沙漠》2012,32(5):1501-1506

在河西走廊的黑河流域中心试验站进行了秸秆覆盖免耕（NTS）储水灌溉对春小麦耗水特征及灌溉水分利用效率影响的试验研究。结果表明:①就春小麦全生育期耗水情况来看,NTS并没有减少土壤水分的消耗,只使春小麦的耗水在时间和空间上有所改变;②NTS的全生育期日均耗水量最高,而全年的日均耗水量最低,这主要是由NTS在休闲期时明显的保墒作用所导致;③为获取高产和提高灌溉水分利用效率,耕作方式为NTS且冬季储水定额为1 200 m3·hm-2的处理是最优的;④随着储水定额的增大,全生育期和全年的日均耗水量增大,而灌溉水分利用效率递减。若仅仅为提高节水效率和灌溉水分利用效率可以将冬季储水定额减少到750 m3·hm-2。  相似文献   

秋免耕对坝上地区农田风蚀及土壤理化性质的影响     

安晨宇  王仁德  周海涛  李庆  张新军  常春平  郭中领  李继峰 《中国沙漠》2022,42(2):95-103

秋免耕是中国北方风蚀区农田保护性耕作的主要措施,对土壤风蚀的抑制作用已得到普遍验证,但对土壤性质的影响还缺乏足够认识,是否具有保墒作用还存在争议.以地处北方农牧交错带的河北坝上地区康保县作为典型研究区,采用野外调查取样和室内实验分析手段,通过比较秋免耕地与邻近秋翻耕地风蚀前后表层土壤理化性质变化的差异,研究秋免耕对土壤...  相似文献   

基于空间信息的烤烟种植适宜性 评价与轮作规划   总被引：3，自引：1，他引：2  

彭光雄  胡德勇  陈锋锐  郭继发  崔伟宏 《地理研究》2010,29(5):873-882

基于遥感计算的气温和土壤水分及DEM计算的太阳辐射等地表参数代替站点观测数据,采用100m×100m栅格和适宜性评价指数对泸西县的烤烟种植适宜性进行评价,分析其空间分布规律。在此基础上,进行了烤烟的烟田轮作规划与核查监督。研究表明,泸西县的烤烟种植最适宜区的耕地利用率偏低,仅为28.1%,尚有2165ha的最适宜耕地有待开发利用。烤烟轮作率虽然逐年增长,最高也仅为63.7%,离95%的目标轮作率仍存在较大差距。适宜性评价时,利用遥感和DEM计算的地表参数代替观测站点的插值数据,能获得可靠的数据支持,弥补因观测站点缺失而导致的数据失真。基于空间信息的轮作规划与核查监督,可有效改善烤烟轮作率,提高烤烟的质量和产量。  相似文献   

淮河流域稻麦轮作农田甲烷通量变化特征     

李侠丽  段春锋  冯颖  潘先洁  王雅正  邵陈丽  燕少威  张国玲 《气象科技》2023,51(5):764-770

利用寿县国家气候观象台开路式甲烷气体分析仪的观测数据,分析了淮河流域稻麦轮作农田不同生育期甲烷通量变化特征及其影响因素。结果表明：淮河流域甲烷通量一年中呈单峰型分布,峰值出现在夏季。甲烷通量日变化呈单峰型分布,峰值出现在午后,白天高于夜间。水稻生育期甲烷通量明显高于小麦生育期;小麦出苗期甲烷通量最小,成熟期最大,达到0.14μg·m^-2 ·s^-1;水稻拔节期甲烷通量最大,达到3.02μg·m^-2 ·s^-1,成熟期最小,为0.12μg·m^-2 ·s^-1。作物生物量对甲烷通量影响明显,水稻和小麦收割前后24 h甲烷通量降幅达到50%和30%。甲烷通量与降水、相对湿度、水汽压、土壤温度、气温均呈显著的正相关关系。降水量越大,湿度越大,温度越高,甲烷通量就越大。  相似文献   

基于Arcpy的地块分布图批量化处理     

王淑玲  彭红春  虎志伟 《现代测绘》2023,(2):61-64

耕地轮作休耕制度的推广有利于保障国家粮食安全、生态环境保护、缓解财政压力、促进农业生产方式转变、破解抛荒弃种问题,而轮作休耕的调查摸底工作需要依靠人力来完成,探索批量化的耕地分布图制作方法可以节约大量的重复性工作,提高内业出图的效率和准确性。利用Python&Arcgis通过对字段属性值的指定查询语句获取各村地块范围并调整比例尺至当前合适范围的地块分布图批量化导出,实现了吴江区全区各村耕地地块分布图的批量化生成,与人工出图相比大大提高了工作效率,并打包成Arcgis脚本工具以提高工具的利用率。  相似文献   

华北平原冬小麦—夏玉米轮作区DLM与CLM5模型模拟对比研究     

王菲  陈报章  陈婧  张慧芳  郭立峰 《地理科学进展》2022,41(2):289-303

作物生长与气候的互馈是当前气候变化研究的热点之一。陆面模型作为一项重要的研究工具,其模型框架、算法设计及参数化方案的不同会直接导致模拟结果的不确定性。为探究陆面模型DLM(dynamic land model)和CLM5(community land model)在作物生长及农田热通量模拟方面的差异及原因,评估2个模型在华北平原作物研究中的适用程度,论文开展了冬小麦—夏玉米轮作站点的模拟对比研究。结果显示,DLM的夏玉米叶面积指数和生态系统总初级生产力的模拟值更高,与观测值更为接近;CLM5模型则在冬小麦模拟中略优。DLM的潜热模拟值与观测值的相关性普遍更高,可能反映了DLM采用的彭曼公式、双叶策略比CLM5采用基于水势梯度质量守恒、大叶策略的潜热计算方法更具优势。对于产量,模型当前的估测能力并不理想。总的来说,在默认设定下,2个模型的模拟结果能基本反映研究区农田站点内夏玉米和冬小麦的生长规律,但与实测值存在一定偏差。模型在该区域的适用性可能需要通过添加农田管理措施、算法优化和参数本地化等方式进一步提高。  相似文献