基于机器学习算法的甘肃省草原地上生物量

为评估甘肃省草原地上生物量的变化情况,本研究采用甘肃省2005-2018年草原地上生物量实测数据以及植被指数和气象等参数,构建多种基于机器学习算法的甘肃省草原生物量反演模型,并对其预测精度进行对比和评价。结果表明:1)随机森林模型更适宜于甘肃省草原地上生物量遥感反演。基于筛选后的17个变量的Rborist随机森林模型的反演精度最高,R^(2)为0.758。2)甘肃省草原地上生物量均值介于828.21~1 118.71 kg·hm^(-2),近20年来呈逐年增加趋势,年均增加幅度为8.13 kg·hm^(-2)(P <0.05)。3)甘肃省47.41%的草原呈恢复趋势,26%的草原保持稳定,而26.59%的草原呈不同程度的恶化趋势。

红三叶异黄酮对去卵巢大鼠钙磷代谢及VDR和CaBP-9k mRNA表达的影响

【目的】研究岷山红三叶(Trifolium pratense cv.Minshan)异黄酮(isoflavone,ISO)调节动物钙、磷吸收与代谢的作用。【方法】选择80只SD(Sprague-Dawley)雌性大鼠(50~60日龄),随机分为8组(每组10只),其中1~7组为去卵巢(ovariectomized,OVX)+红三叶异黄酮组,分别按320、160、80、40、20、10和0 mg/(kg·d)的量灌胃红三叶异黄酮,第8组为假手术组,灌服等量生理盐水,试验期60 d。【结果】40~320 mg/(kg·d)的灌服量可提高去卵巢大鼠血清钙含量,大鼠胫骨灰分、胫骨钙含量和钙磷比均随灌服量上升而增高;20~40 mg/(kg·d)灌服量上调大鼠小肠VDR mRNA及CaBP-9K mRNA的表达促进小肠对钙的吸收,160~320 mg/(kg·d)灌服量上调大鼠肾脏VDR mRNA的表达促进肾小管对钙、磷的重吸收。【结论】岷山红三叶异黄酮对去卵巢大鼠小肠钙吸收和肾脏钙重吸收及骨的生长、矿化有一定促进作用。

古浪县草原区植被盖度及生产力评价

将3S技术与地面调查相结合,以1991、2001、2006、2013和2014年度TM影像为数据源,结合研究区平均湿润度、≥0℃积温以及高程、坡度、坡向等指标和参数,采用决策树分类、像元二分模型和回归分析模型,分别对古浪县天然草原资源、境内温性草原和温性荒漠草原等草原区的植被盖度（FVC）及生产力进行研究与评价。结果表明,古浪县总草原面积22.41万hm^2,其中高寒草甸、山地草甸、温性草原、温性荒漠和温性荒漠草原分别占1.68%、1.66%、32.55%、24.02%和40.08%。正常年景温性草原和温性荒漠草原植被盖度以Ⅲ级（40%≤FVC〈60%）为主,雨量充沛年份向Ⅱ级（60%≤FVC〈80%）过渡,且近10年FVC整体呈现逐步改善趋势。古浪县温性草原和温性荒漠草原平均鲜草产量分别为1042.70kg/hm^2和909.34kg/hm^2,均以500~1000kg/hm^2鲜草产量草地所占面积较大,分别占各自草原面积的50.01%和66.32%,其次为1000~1500kg/hm^2草地,分别占各自草原面积的41.87%和19.84%。全县温性草原和温性荒漠草原分别可承载3.65和3.91万个羊单位。

古浪县草原资源及其温性草原植被覆盖及生产力评价

将3S技术与地面调查相结合,通过决策树分类、像元二分模型和二元回归模型,分别对古浪县草原资源、温性草原植被覆盖及其生产力情况进行了研究。结果表明,古浪县总草原面积22.41万hm^2,其中高寒草甸、山地草甸、温性草原、温性荒漠和温性荒漠草原分别占1.68%、1.66%、32.55%、24.02%和40.08%;正常年景古浪县温性草原以20%<FVC<40%植被盖度为主,近10年温性草原FVC出现逐步改善的趋势;温性草原平均鲜草产量为1 042.70kg/hm^2,以500~1 000kg/hm^2产量草原所占面积较大,占温性草原总面积的50.01%,其次为1 000~500kg/hm^2草地,占41.87%,全县7.29万hm^2温性草原总鲜草产量7.61万t,可承载3.65万个羊单位。

基于Logistic的土地利用格局模拟案例研究

土地利用/覆盖变化是当前研究全球环境变化的重要内容,而区域土地利用格局模拟是其核心内容之一。以甘肃省高台县宣化镇为研究区,将土地利用类型分为耕地、林地、草地、城镇用地、农村居民点用地、未利用地、其他用地,运用Logistic回归方法,选择7个驱动因子,建立Logistic回归模型,模拟土地利用变化。结果表明:研究结果拟合度较好,定量地揭示了距渠系、道路和居民点的远近是该地区土地利用类型演变的主要因素,各土地利用类型呈集聚方向演化。

硒钴对沙质土盆栽紫花苜蓿地上生物量和品质的影响

【目的】研究硒钴肥对贫瘠土壤中紫花苜蓿(Medicago sativa)的地上生物量和品质的影响,了解硒钴肥的施用效果并确定最佳施肥量,以期为西北地区紫花苜蓿种植过程中硒钴肥的施用提供一定的理论依据.【方法】采用盆栽试验,设置4个硒肥水平分别为1.0、3.0、5.0、7.0mg/盆(即0.163、0.488、0.813、1.138kg/hm^2);4个钴肥水平分别为2.0、4.0、8.0、16.0mg/盆(即0.325、0.650、1.300、2.600kg/hm^2).以硒肥、钴肥施用量为0的处理为对照(CK),重复4次.【结果】两茬苜蓿的干草、鲜草产量以硒肥施用量为5.0mg/盆,钴肥使用量为8.0mg/盆时最高,与对照CK呈显著性差异(P<0.05);硒钴肥施用量对两茬苜蓿的品质影响则各有不同,对粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分含量均有提高,对中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量则有降低,各营养品质指标均与对照CK呈显著性差异(P<0.05).【结论】在种植第一年中,硒钴肥配施可以提高紫花苜蓿草产量及改善其品质.推荐硒、钴配施的用量分别为0.813kg/hm2、1.300kg/hm^2.

硒钴肥配施对紫花苜蓿根系形态的影响

以甘农3号紫花苜蓿为材料,在氮磷钾肥供应充足的基础上,采用盆栽试验,研究硒钴元素对紫花苜蓿根系生长的影响。结果表明:与对照CK相比,硒钴肥配施对紫花苜蓿地下生物量、主根长、根表面积、根平均直径、根体积、根系分叉数、根系交叉数均有促进作用,最大值分别为2.6158g/pot、25.33cm、137.68cm^2、1.16mm、2.05cm^3、4154、800,且随硒钴施用量增大,地下生物量及各根系形态指标呈先升高后降低趋势。其中,主根长、根表面积和根平均直径均以S3C3处理为最优,S3C2处理其次,二者间无显著差异(P>0.05);地下生物量、根体积、分叉数和交叉数以S3C2处理为最优,S3C3处理其次,二者间除分叉数外无显著差异(P>0.05)。综上,S3C2处理为试验最佳施肥量,即硒肥为3.0mg/pot(0.488kg/hm^2),钴肥为8.0mg/pot(1.300kg/hm^2)。

近30年山丹天然草原面积及盖度变化

本研究将3S技术与地面调查相结合,选择决策树分类和像元二分模型等方法,对山丹草原资源和草地植被盖度现状及变化进行了研究与评价。结果表明:研究区草原总面积39.59万hm^2,其中高寒草甸、山地草甸、温性草原、温性荒漠和温性草原化荒漠分别为8.47,3.14,9.61,8.23和10.14万hm^2;2014年研究区草原总面积比1987年减少了2.59万hm^2,山地草甸、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠分别减少了8592.75,2377.08,3357.69和11559.75hm^2。各类型草地平均盖度依山地草甸、高寒草甸、温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠次序降低,分别为82.35%,57.60%,33.79%,17.07%和9.94%,正常年份分别以Ⅱ,Ⅰ,Ⅳ,V和V级草地盖度为主;从1987年到2014年,山地草甸盖度呈现逐年降低的趋势,高寒草甸呈先上升后下降趋势,温性草原、温性草原化荒漠和温性荒漠呈先下降后上升趋势。

玛曲县高寒草地可食牧草产量和养分含量变化及草地承载力分析

为确定甘肃省玛曲县高寒草地牧草生长期产草量及养分含量的动态变化,核定适宜载畜量,将遥感与地面监测和实验室分析相结合,对玛曲县高寒草地牧草生长盛期产草量及分级,可食牧草养分含量及动态变化进行了研究,并以可食牧草产量和粗蛋白(CP)产量为基础,分析评价了不同放牧季高寒草地的承载力。结果表明:6-8月份玛曲县高寒草地可食牧草平均鲜草产量均随牧草生育期延续而升高,且以7月份增幅最大,产量分级走高且趋于分散。可食牧草CP和磷含量随牧草生育期延续而降低,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量增加,粗脂肪和钙含量具有先上升后下降趋势。以8月可食牧草产量和CP产量为基础的冷季草场承载力分别为117.75万个羊单位和105.73万个羊单位,暖季草场承载力分别为258.35万个羊单位和252.00万个羊单位,冷季草场承载力远低于暖季;冷季和暖季草场基于CP产量的载畜量分别较产草量载畜量低12.01万个羊单位和6.35万个羊单位,以CP产量为基础核定草地承载力能更加合理地反映放牧家畜与草地营养供给之间的平衡。

碌曲县生长季草地植被覆盖度与生产力动态特征

针对碌曲县地形地貌复杂的特点,应用MODIS产品数据与地面调查相结合,以该县2018年6-9月的数据为例,研究了不同类型草地主要生长季节的植被盖度和产量动态。结果表明:NDVI像元二分模型和回归模型能够较好地反映草地的植被盖度和草产量,碌曲县主要草地类型为高寒草甸和山地草甸,面积为37.55万hm2,高寒草甸占比较大,为56.86%。碌曲县草地生长季植被平均盖度呈先上升后下降的趋势,并在7月达到峰值,为81.77%,9月最小,为49.45%;山地草甸和高寒草甸的平均盖度也是7月最大,分别为82.38%和81.33%;6-8月的草地平均盖度以Ⅰ级为主,分别占全县草地面积的65.53%、93.32%和69.84%,9月以Ⅱ级为主,占比为58.74%。根据样地样方实测数据与相应点影像NDVI提取值,建立6-9月产量估测模型,各月全县和各草地类型的可食牧草干草平均产量呈现逐步增大的趋势,9月产量最高。

甘肃省各草原生态区盛草期可食牧草养分含量及营养承载力评价

为了解甘肃不同草原生态区盛草期可食牧草及养分含量变化,评价不同区域草地的营养承载力,分区域选择代表性样地进行地面调查并采样进行常规营养成分检测。结果表明,盛草期青藏高寒区和河西南部山区可食牧草平均CP含量分别为11.74%和11.18%,Ca含量分别为0.81%和0.78%,牧草营养价值相对较高。河西荒漠区CP和Ca含量分别为11.13%和0.85%,Ca含量相对较丰富。而中部干旱区Ca和P含量均较低,分别为0.62%和0.09%,陇东黄土高原区CP含量仅9.57%。牧草营养类型除陇东黄土高原区和中部干旱区为CN型外,其他各区域均为NC型,其中河西荒漠区为A-NC型。青藏高寒区和陇南山地区单位面积产草量和平均CP、Ca、P产量均较高,河西荒漠区最低。各区域以可消化CP产量核定载畜量,均能在一定程度上防止草场过度放牧,尤其陇东黄土高原区、陇南山地区和中部干旱区每公顷草地可降低0.21、0.30、0.11个羊单位的放牧压力。全省天然草原牧草P含量不足,需重视放牧家畜P的补饲。

甘引1号黑麦在天祝县高寒区的最佳刈割期

牧草在适宜时期刈割,可确保其草产量和营养品质达到最优组合。本研究通过对甘引1号黑麦(Secale cereale‘Ganyin No.1')在天祝县高寒区不同生育期株高、草产量、茎叶比、鲜干比、粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维等指标的测定,确定其最佳刈割期。结果表明,甘引1号黑麦株高、干草产量及酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量随生育期推移逐渐增加,粗蛋白含量逐渐降低,粗蛋白产量先增后减。从拔节到抽穗期,甘引1号黑麦生长速度最快,开花期和乳熟期鲜草产量无显著差异(P>0.05),虽然开花期干草产量不及乳熟期,但其粗蛋白产量最高,达2.16t·hm-2。经隶属函数法分析4个刈割期综合评价值为抽穗期>开花期>孕穗期>乳熟期,因此选择抽穗期至开花期刈割最为适宜。

甘肃省草地退化概况分析——基于甘肃省第一、二次草原普查数据

利用20世纪80年代甘肃省第一次草原普查的历史资料和2014-2017年甘肃省第二次草原普查的外业调查数据,选取产草量、可食草产量、植被覆盖度作为草地退化评价指标,采用专家打分法确定指标权重,参照草地退化国家标准,通过反距离插值法分析当前甘肃省草地退化现状。结果表明:甘肃省退化草原面积1.79×10^(7)hm^(2),占全省草原总面积的69.65%,其中轻度退化面积占23.81%,中度退化占47.27%,重度退化占28.92%。退化最严重的草原类型为高寒荒漠和高寒草原,退化较轻的草原类型为山地草甸和温性荒漠。

播量与行距对饲用黑麦种子生产性能的影响

为了明确播量和行距对高寒地区饲用黑麦(Secale cereale)种子生产性能的影响,采取双因素随机区组试验,分析不同播量(120、150、187.5和225 kg·hm^–2)与行距(20、25、30和35 cm)对饲用黑麦株高、有效分蘖数、穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重和种子产量的影响。结果表明,不同播量对饲用黑麦株高、穗长、穗粒重、千粒重和种子产量影响显著(P <0.05),但对有效分蘖数和穗粒数影响不显著(P> 0.05)。不同行距对饲用黑麦种子产量和有效分蘖数影响显著(P <0.05),对株高、穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重影响均不显著(P> 0.05)。播量与行距互作除对穗粒数影响不显著(P> 0.05)外,对其他种子相关性状影响显著(P <0.05)。综合上述种子产量构成因素,在甘肃省同类气候条件下,播量为187.5 kg·hm^-2,行距为30~35 cm,黑麦种子产量最高,可达6 590 kg·hm^-2。

合作市山地草甸草场植被盖度、产草量及养分含量动态研究

为合理利用草原,保护草原生态,以甘肃省甘南州合作市山地草甸草地为对象,将“3S”技术与地面调查、实验室检测相结合,通过像元二分模型、估产建模和克里金插值等方法,研究山地草甸牧草生长期植被盖度和可食牧草产量及分级变化,牧草养分含量及动态。结果表明:2017年6—8月合作市山地草甸植被盖度及盖度级别、可食牧草平均鲜草产量和总鲜草产量均以7月增幅较大。盖度级别以Ⅰ级和Ⅱ级为主,8月盖度最高(77.10%),Ⅰ级盖度占比最大(64.12%)。鲜草产量从6月的1 500~4 500 kg/hm^2产量级为主,向7月的1 500~6 000 kg/hm^2产量级、8月的1 500~4 500 kg/hm^2产量级转变,平均鲜草产量7月达最高值4 097.03 kg/hm^2。以7月总鲜草产量为基础的山地草甸暖季草场承载力为0.76万个羊单位,冷季草场承载力为6.75万个羊单位,四季草场承载力为6.38万个羊单位。可食牧草粗蛋白和磷含量随牧草生长期延续而降低,而粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和钙含量增加。单位面积粗蛋白、粗脂肪和磷产量7月最高,分别为171.55、39.63和0.028 kg/hm^2,钙产量8月达最高值(0.073 kg/hm^2)。

合作市高寒草甸牧草生长期植被盖度、可食牧草产量及养分含量动态分析

为制定合理的高寒草甸保护利用规划,将"3S"技术与地面调查、实验室检测相结合,通过像元二分模型、估产建模和克里金插值等方法,研究摸清甘肃省合作市高寒草甸牧草生长期植被盖度、可食牧草产量及分级,牧草养分含量及动态变化规律。结果表明:2017年6-8月植被盖度及盖度级别,可食牧草平均鲜草产量和总鲜草产量均随生长期延续而增大。6、7、8月植被平均盖度分别为55.79%、72.69%和78.89%,平均鲜草产量分别为1 214.85、4 797.75和5 550.90 kg/hm^2,以7月增幅较大。6月Ⅱ级盖度草地占79.05%,7月Ⅱ级盖度下降52.61%、Ⅰ级盖度占比增加到45.03%,8月Ⅰ级盖度草地占77.34%;鲜草产量从6月的<1 500 kg/hm^2为主,向7月的3 000~4 500 kg/hm2和8月的4 500~6 000 kg/hm^2产量级转变。以8月总鲜草产量为基础的高寒草甸适宜载畜量为20.80万个羊单位。高寒草甸可食牧草CP和P含量随牧草生长期延续而降低,而EE、NDF、ADF和Ca含量增加。单位面积CP、EE、NDF、ADF产量7月最高,分别为165.51、27.77、569.40和246.02 kg/hm^2;Ca产量7-9月变化幅度较小,在0.052~0.059 kg/hm^2之间,P产量8月达最高,为0.024 kg/hm^2。

基于VOR指数的肃南县草地生态系统健康评价

文章通过调查甘肃省肃南县退牧还草工程实施前后(2010-2017年,每两年监测一次)3个主要草原类型的植物群落结构特征,并采用VOR综合指数评价了研究区草地生态系统健康状况。结果表明,肃南县高寒草甸类、温性草原类和温性荒漠类草地均处于警戒状态,围栏禁牧6年后,高寒草甸类的金露梅-珠芽蓼型、温性草原类的克氏针茅+勃氏针茅型和温性荒漠类的珍珠猪毛菜+合头草型的草地生态系统由"警戒"状态逐步改善为亚健康状态。说明围栏封育的禁牧措施有助于草地生态系统健康的恢复。

夏河县天然草原牧草生长盛期植被盖度及产草量变化

植被盖度及产草量是草地生产力监测及草原生态评价的重要指标。为及时掌握高寒草原区牧草生长关键期的植被盖度及产草量变化,选择基于NDVI的像元二分模型和指数回归模型,结合地面调查对甘肃省夏河县2018年6-8月草地植被盖度、可食牧草产量及变化进行研究与评价。结果表明:6-8月夏河县植被平均盖度7月(79.48%)较6月高24.30%,较8月高7.62%;6月盖度以Ⅱ级为主(占63.86%),7月和8月Ⅰ级占比最大(分别为83.17%和55.64%)。7月高寒草甸、山地草甸和温性草原盖度分别较6月高28.27%、21.62%和22.27%,较8月高10.92%、5.06%和8.01%;7月高寒草甸和山地草甸Ⅰ级盖度草地分别占89.54%和86.05%,温性草原以Ⅱ级为主(55.28%)。6、7和8月温性草原植被盖度最低,分别较山地草甸低20.44%、20.01%和22.20%,较高寒草甸低15.87%、19.81%和17.65%。单位面积可食牧草产量均随牧草生育期延续而增大,全县及高寒草甸、山地草甸、温性草原平均干草产量8月分别达1 929.60、1 800.92、2 150.96和1 144.74 kg/hm^2;温性草原类产草量最低,6-8月分别是山地草甸的50.64%、48.32%和63.56%,是高寒草甸的47.61%、46.57%和53.22%。从6月到8月各草地类产草量由<1 500 kg/hm^2产量级向1 500~3 000 kg/hm^2产量级转变。

夏河县天然草原资源及分布

夏河县作为甘肃省重要的草地畜牧业生产基地及黄河流域重要的水涵养区和生态安全屏障,其天然草原对保护当地草牧业生产的健康发展和黄河流域生态安全具有十分重要的意义。为及时掌握夏河县草原资源现状,结合遥感等现代信息技术,对夏河县天然草原的分布、分类和面积等进行了调查与评价。结果表明:夏河县草原总面积52.43万hm2,有山地草甸、高寒草甸和温性草原3个草原类,7个草原型,其中山地草甸和高寒草甸分别占全县草原总面积的50.71%和41.88%;山地草甸占阿木去乎镇、博拉乡、甘加乡、吉仓乡、拉卜楞镇、曲奥乡、扎油乡、达麦乡、唐尕昂乡等各自草原面积的50%以上,高寒草甸占科才乡、桑科乡和牙利吉乡等各自草原面积的50%以上,温性草原主要分布在甘加、麻当和王格尔塘等乡镇,面积均在6500 hm^2以上。山地草甸植被盖度(96.80%)极显著高于温性草原(84.25%)(P<0.01),山地草甸和高寒草甸可食牧草产量分别是温性草原(1100.18 kg/hm^2)的2.23倍和2.04倍。

不同种植区陇东苜蓿营养价值的比较研究

本研究通过对甘肃省不同地区陇东苜蓿(Medicago sativa.Longdong)人工草地多年监测,采用综合评价法分析比较其在甘肃不同种植区的营养价值。结果显示:陇东苜蓿在甘肃不同种植区各营养指标高低存在差异,粗蛋白质(CP)含量以庆阳市宁县早胜镇(QYZ)最高,为18.87%;粗脂肪(EE)含量以白银市靖远县箬笠乡(BYR)最高,为2.79%;粗灰分(ASH)含量以武威市民勤县蔡旗乡(WWC)最高,为12.46%,酸性洗涤纤维(ADF)含量以庆阳市宁县春荣乡(QYC)最高,为43.99%,中性洗涤纤维(NDF)含量以定西市通渭县平壤镇(DXP)最高,为53.20%,P含量以张掖市高台县碱泉村(ZYJ)最高,为0.29%,Ca含量以民勤县蔡旗乡(WWC)最高,为2.15%。采用灰色关联度法综合分析,陇东苜蓿在13个产地的灰色关联度值为0.521~0.792,以武威民勤关联值最高,为0.792,综合评价最好,其次是白银靖远,关联值为0.7743。本研究对陇东苜蓿的推广种植有一定的参考价值。