基于Sentinel数据的组合极化反演土壤表层水分研究

土壤水分在农业生产发展中扮演着重要的角色,准确、实时地获取大范围的土壤水分对现代化农业建设有重要的意义。本文提出以Sentinel-1(0.453VV+0.547VH)的组合极化模式结合Sentinel-2和Landsat-8影像计算的归一化植被指数(NDVI)和归一化水指数(NDWI)进行大兴区的土壤水分反演研究。表明:(1)以Sentinel-1组合极化(0.453VV+0.547VH)为基础的反演土壤水分的方式可以实现对该地区土壤水分的高精度反演。(2)NDVI在通过水云模型反演土壤水分过程中,去除植被影响的效果要优于NDWI。(3)Sentinel-1组合极化(0.453VV+0.547VH)与NDVI结合反演土壤水分的相关性较高(r=0.886),优于单极化与NDVI结合反演土壤水分的相关性(rVV=0.798,rVH=0.743)。研究结论对于利用Sentinel-1双极化组合反演土壤水分有重要参考价值。

陇东红富士果树养分回流对土壤表层管理的响应

地处陇东黄土高原的庆阳市苹果园普遍缺乏有效的土壤表层管理措施,以盛果期的"红富士"果树为对象,研究不同土壤表层管理方式在养分回流期对苹果树体贮藏养分的动态变化。研究结果表明:优化覆膜(T2)与优化覆草(T3)一年生枝条叶片的叶绿素含量均显著高于常规处理(T1)。T2和T3处理的一年生春梢、秋稍和封顶枝中的碳素贮藏物质(可溶性糖、淀粉)和氮素贮藏物质(总游离氨基酸、可溶性蛋白质)的含量均显著高于T1,T3比T2处理对碳素贮藏物质含量的提升效果更为明显。此外,相同枝条类型不同组织中的贮存养分含量不同,可溶性糖和可溶性蛋白质的含量表现为表皮积聚,韧皮部>木质部,淀粉与总游离氨基酸含量表现为主轴积聚,木质部>韧皮部。不同枝条类型中贮藏物质的含量整体表现为秋梢>封顶枝>春梢,秋梢在提升养分贮藏水平中起到了重要作用。

水稻秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响

采用模拟培养的方法,研究水稻秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响。试验根据秸秆还田量设0g·盆-1、100g·盆-1、200g·盆-1和300g·盆-14个处理,每盆装土15kg,施尿素2.8g以调节系统碳氮比,分别测定培养液的电导率、pH、全氮、全磷、全钾等指标。研究结果表明,各处理表层溶液电导率在培养初期呈上升趋势,第36d达到最大值,分别为960μs·cm-1、1150μs·cm-1、1467μs·cm-1和1620μs·cm-1,随后略有降低,到培养结束时分别为683μs·cm-1、910μs·cm-1、1083μs·cm-1和1277μs·cm-1。pH值在培养的前3d呈缓慢下降趋势,与秸秆用量呈负相关;从第4d开始pH迅速升高,16d后达到相对稳定状态,到培养结束时变化不大。施加的尿素导致各处理培养液中全氮在20d内保持较高浓度,随后全氮浓度迅速下降,到第76d,下降趋势减缓;施加秸秆对全氮浓度影响较小,施加秸秆能够提高全磷含量。秸秆中钾释放迅速,培养1d后,溶液全钾含量达到较高浓度,分别为6.87mg·L-1、36.10mg·L-1、60.27mg·L-1、114.23mg·L-1,在整个培养期全钾浓度变化不大。淹水培养条件下施加秸秆能够增加培养液中电导率、全磷及全钾浓度,与秸秆用量呈正比,但对pH、全氮影响较小。从养分流失角度考虑,控制田面养分流失主要时期为水稻秸秆还田后30d内。

利用土壤表层含水量序列预测深层含水量的研究

土壤剖面含水量的预测对于灌溉、防治水土流失、改善生态环境等一系列环境过程具有重要意义。根据每天测量红壤不同层次含水量,利用时间序列分析方法,依据表层10cm含水量序列预测20cm,30cm,40cm和60cm土层含水量。结果表明,各不同土层含水量之间呈极显著性相关;利用分布滞后模型根据10cm土层含水量预报各深层土壤含水量,模型的滞后时间随着被预报土层深度的增加而增加,预报模型相对误差不超过6%,最大相对误差不超过10%。10 cm土层含水量分别联合20 cm,30 cm,40 cm和60 cm土层含水量,利用自回归分布滞后模型对相应各土层含水量模拟预报,缩短了滞后时间,模型表达式更简洁,精度仍然较高。

高寒草甸非生长季土壤表层水汽传输阻抗的变化特征和水热驱动

土壤表层水汽传输阻抗是估算区域蒸散的关键参数之一,但其与土壤水热参数的数量关系的研究在高寒系统中十分薄弱。利用涡度相关系统观测的2014/2015年度高寒草甸非植被生长季(11月-翌年4月)的土壤蒸发数据,基于Penman-Monteith方程反推得出非生长季土壤表层阻抗的昼(9:00-18:00)变化特征,并研究其与土壤5cm温度和土壤5cm含水量的关系。结果表明,非生长季土壤表层阻抗表现出单峰型日变化特征,其最大值一般出现在15:00前后。逐时土壤表层阻抗与土壤5cm温度呈极显著幂函数阈值关系(R2=0.38,P<0.01,N=115),即土壤温度为–4.25℃时土壤表层阻抗最大;与土壤5cm含水量呈极显著指数负相关(R2=0.12,P<0.01,N=115)。非生长季逐日土壤表层阻抗的变化无明显季节规律,与土壤5cm温度(R2=0.69,P<0.01,N=10)和土壤5cm含水量(R2=0.27,P<0.01,N=10)均表现为极显著指数负相关。相关分析表明,非生长季土壤蒸发主要受太阳总辐射(R2>0.50,P<0.01)的控制。研究结果表明土壤温度而非土壤含水量主导着高寒草甸非生长季土壤表层阻抗的变化。

油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响

采用模拟培养的方法,通过测定土壤表层培养液的电导率、pH、不同形态氮、全磷、全钾等指标,研究了油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响。结果表明,各处理土壤表层溶液电导率在培养初期呈上升趋势,第8d达到最大,随后呈下降的趋势。pH值在培养的前3d呈缓慢下降的趋势;从第4d开始迅速升高;16d后达到相对稳定的状态,随后变化不大。在培养初期全氮浓度迅速增加,第8d达到最大,随后迅速下降;到第44d,下降趋势开始减缓,不同处理之间相差不大。铵态氮的变化趋势与全氮的变化趋势一致。各处理间硝态氮含量较低,差别不显著。施加秸秆能够增加水溶液中有机氮浓度。全磷在培养初期变化较小,第12d开始迅速升高,第20d达到最高,随后呈下降趋势。施加秸秆后对田面水溶液全钾浓度的影响主要发生在培养后第1d,整个培养期内变幅不大。施加秸秆能够增加培养液中养分含量,与秸秆用量成正比。从养分流失角度考虑,控制氮素、磷素和钾素田面流失主要时期为秸秆还田后30d内。

土地利用方式对东祁连山土壤表层有机碳的影响

在祁连山东段高寒地区,选取天然草地、退耕自然恢复地、坡耕地和人工草地4种土地利用方式,研究了土地利用方式对土壤表层有机碳含量和有机碳密度的影响。结果表明：在4种土地利用方式中天然草地土壤表层有机碳含量最高,坡耕地和退耕自然恢复地土壤表层有机碳含量较低;土壤表层有机碳密度整体上随着土层加深而逐渐降低,在0~30 cm土层土壤有机碳密度表现为天然草地（15.81 kg/m2）〉人工草地（7.56 kg/m2）〉坡耕地（6.08 kg/m2）〉退耕自然恢复地（5.48 kg/m2）。研究表明,土地利用方式对土壤表层有机碳含量和有机碳密度有显著影响（P〈0.05）。

成都平原水旱轮作土壤表层锰损失主要机制研究

试验研究水旱轮作稻田表土Mn损失主要机制以及施N水平对植株Mn累积量的影响结果表明 ,施N促进植株对Mn的吸收 ,土壤表层活性锰部分被植株所吸收 ,部分重新积淀在土壤下层 ,只有少部分淋洗出土体 ,收获是土壤Mn损失最主要形式 ,收获物 82 %以上的Mn积存于秸秆中 。

土壤表层水分含量测定方法

介绍美国目前测量土壤表层水分含量的主要方法,设备和这个研究领域的最新发展方向。建议在中国加强这方面的研究,尤其要高度重视遥测法研究,尽早研制出造价低、效率高的土壤水分含量遥测设备。

河北坝上不同土地利用方式下土壤表层水分变化对风蚀的影响

土壤风蚀是引起干旱半干旱地区土地退化的主要因素,风蚀强度取决于土壤分布区的自然环境及土壤本身的性质,随着人类活动强度的加大,土地利用、土地覆被及其所引起的土壤表层水分变化成为影响土壤风蚀的主要因素。本文利用2 0 0 2年36月期间在河北坝上丰宁县野外试验并观测到的不同土地利用方式下土壤湿度及风蚀量数据,通过定量分析,比较不同土地利用方式及其土壤含水量对风蚀的影响。结果表明,土壤风蚀的强弱主要取决于土地利用方式及土壤表层含水量。草地和林地在抗风蚀方面要强于耕地,土壤表层含水量对风蚀的影响突出地表现在耕地中,据此,人类可通过改变土地利用方式,其次是在春季增加土壤表层湿度。

喀斯特地区土壤表层CO_2释放通量的影响因素Ⅰ:规律

测定了贵州喀斯特地区土壤表层CO2 释放通量 ,同时还测定了土壤微生物生物量碳以及土壤可溶性有机质含量和土壤湿度。研究表明 ,贵州喀斯特地区全年土壤表层CO2 释放通量与温度变化呈正相关关系 ,与土壤微生物生物量碳呈负相关关系 ;当温度 >2 0℃时 ,土壤表层CO2 释放通量与土壤湿度呈正相关 。

西双版纳不同热带森林群落土壤表层的细根年动态

用钻土蕊法和内生长土蕊法研究了西双版纳 4个不同的热带森林群落一年内细根现存量和两个群落长入细根量的动态变化 ,结果表明 :在原始群落中活细根现存量 6～ 1 2月间相对较大 ,峰值为 1 0月份 ,在 2～ 6月间相对较少 ,死细根现存量高值出现于 4月中后期 ,最小值出现于 8月。人为干扰较大的 1 5年生群落和人工群落活细根现存量在各个月份出现不规律的变化 ,死细根现存量与原始林有类似的变化规律。 3 0年生群落活细根现存量在 6～ 1 0月份相对较大 ,低值出现于 2月 ,死细根现存量高峰值则出现于 6月 ,低峰值出现在 8月。细根长入量在原始群落和人工群落 4～ 6月期间量最大 ,人工群落于上年 1 2～ 2月份出现最低值。

喀斯特地区土壤表层CO_2释放通量的影响因素Ⅱ.机制

贵州喀斯特地区土壤表层CO2 释放通量最高和最低分别出现在夏季和冬季。影响土壤表层CO2 释放通量的最基本因素是温度和土壤湿度 ;湿度对土壤表层CO2 释放通量的影响在温度大于 2 0℃时特别显著。温度和湿度对土壤表层CO2 释放通量的影响主要是借助于冷热交替及干湿循环下土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳向土壤表层CO2 释放通量转化来实现的。

中国土壤表层钙元素背景值的地域最佳估值研究

应用地统计学方法研究了中国土壤表层钙元素背景值的空间变异结构,并藉此进行了钙元素背景值的地域估值.结果表明,这种估值方法突出反映了钙元素在中国的宏观变化规律.与趋势面方法相比,具有明显优势.

自适应FCM土壤表层重金属污染评价——以南京市炼油厂及生活区为例

采用自适应模糊C均值聚类(FCM)挖掘土壤重金属的污染程度信息,以实现污染程度分类数的自动获取,确保类别划分的合理性,真实地反映重金属污染的空间聚集特征.以江苏省南京市炼油厂及生活区为研究对象,采集土壤中Cr、Cd、Ni、Pb、Zn、Cu重金属浓度值,首先运用自适应FCM对浓度值进行聚类分析,然后利用地统计学空间插值,揭示污染的空间聚集性.结果表明,研究区存在不同程度的污染,自适应FCM算法比传统聚类算法能更合理地划分重金属污染程度,挖掘出样本潜在的污染信息,可为分析污染成因及土壤环境治理修复提供参考.

土壤表层CO_2的释放与土壤水分波动

贵州虽地处雨量充沛、气候潮湿的亚热带，但近年来旱地土壤往往出现明显的干湿循环现象，这是因为：１）森林植被遭到破坏，使其对气候的调节功能大不如前，导致出现多年气候异常，最大的年降雨量与最小的年降雨量之间相差５００ｍｍ以上，旱涝灾害频繁；２）喀斯特地貌土...

黄土丘陵区林-草景观边界土壤表层大型动物多样性研究

文章通过对黄土高原丘陵区刺槐林-草地复合系统景观边界上3种景观位置的土壤表层大型动物调查、分析,结果表明:复合系统共有大型土壤动物16类,隶属于3门6纲;林缘处是土壤表层大型动物多样性最高的地方,这里土壤动物群落较复杂,类群数较多,分布均匀;草地是土壤表层大型动物多样性最低的地方,这里土壤动物群落较单一,土壤动物类群数偏少,个体数偏多,分布的均匀性较差,优势类群表现突出;林地的土壤表层大型动物多样性介于二者之间。林缘与林地内土壤动物的分布特征相似性较大,林缘与草地内土壤动物的分布特征相似性较小。

区域盐渍化土壤表层水盐变化特征及空间变异分析

表层土壤水盐的变化特征和空间变异性是研究改良土壤盐渍化的基础。将试验与统计学结合,分析宁夏银北试验区0~25 cm土层的水盐变化、空间变异性。结果表明,春夏季表层土壤水分含量、盐分含量总体随时间逐渐增大;水分变异系数处于中等变异,盐分变异系数处于弱变异区间内。通过统计计算,认为试验测定数目是达到精度要求的。利用Matlab软件拟合半方差函数求参,显示出土壤水分的空间自相关程度要明显高于土壤盐分。

土壤表层与深层元素含量比值系数研究

通过研究元素含量在土壤表层和深层的比值,可以了解土壤表层元素含量的富集特征、成因和对环境的影响.将土壤中部分元素表层含量与深层含量进行了对比,统计、研究了比值系数及其分布特征,并对元素Cd区域性富集特征进行了探讨.指出成土母岩、元素化学特性、pH值、人类活动等对土壤中元素含量的富集具有重要的影响作用,应以地质、地球化学、人类活动等综合因素来研究土壤中元素含量的变化.

荔枝园不同耕作模式土壤表层水分动态变化研究

通过对怒江干热河谷区荔枝园内不同耕作模式土壤表层水分含量的动态变化进行比较分析后发现,灌水后1~40 d,树盘未覆盖和行间清耕的土壤表层含水量比树盘覆盖和生草覆盖的土壤含水量下降快,灌水40 d土壤表层水分含量树盘覆盖〉生草覆盖〉树盘未覆盖〉行间清耕。荔枝园的空气温度与湿度成负相关,与4个处理土壤表层含水量成显著负相关;空气湿度与4个处理土壤表层含水量成正相关。