基于深度学习和双域融合的红外成像制导系统复杂背景噪声去除方法

红外成像制导系统受到严苛运行环境影响,其成像过程伴随复杂背景噪声干扰,严重影响系统制导跟踪精度。为减少复合噪声对红外成像效果的影响,在分析多种常见噪声的成因和特性的基础上,提出一种基于加性成分和乘性成分的噪声特性先验设定,结合空间域和变换域的双域融合去噪思想,设计了一种基于深度卷积神经网络的多类型噪声去除方法。该方法将富梯度流卷积模块引入UNet++结构以缩减梯度信息冗余并提升多感受野特征提取能力;针对噪声形态特性提出维度注意力机制以实现双域噪声估计;引入高阶双树复小波变换作为域变换方法,提升在不同尺度和方向上对噪声成分的识别能力。通过消融实验验证了噪声先验设定以及双域融合去噪思想的有效性和优越性,通过对比实验证明了所提方法对多种类型噪声均具有优秀的去噪能力。所提方法对高斯噪声的去噪峰值信噪比和结构相似度指标分别达到29.57和0.85,优于其他典型噪声抑制方法;对多类型混合噪声则分别达到27.84和0.82,达到良好的去噪水平。此外,也验证了所提方法对真实图像噪声具有优秀的去噪能力。

基于机器学习和未来气候变化模式的埃塞俄比亚粮食产量预测

对于以农业产业为支柱的埃塞俄比亚,粮食供应和安全对国家安全和人民的生计尤为重要。由于作物生长和气候因素之间的复杂耦合关系,预测气候变化对农作物产量影响具有较大难度,机器学习技术为这种复杂系统变化的预测提供了一种有效途径。本研究利用37个全球气候模式(GCM)的数据以及土壤数据,基于机器学习模型,预测了埃塞俄比亚2021年至2050年5种主要粮食作物在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的产量变化。经GCM和变量的筛选后,利用梅赫季和贝尔格季中5种主要粮食作物的10个产量数据对直方图梯度提升决策树、极端梯度提升随机森林、轻梯度提升决策树、随机森林、极限树以及K近邻6种机器学习模型进行训练。经过模型评估,选择表现良好的3个模型,采用线性回归算法进行堆叠,然后使用堆叠模型进行预测。研究结果表明,未来30年埃塞俄比亚梅赫季5种主要粮食作物产量变化以增产<2 t·hm^(-2)为主;SSP126情景下的贝尔格季将出现更明显的减产现象,这可能是由于温室效应的减缓降低了CO_(2)的施肥效应。随着人类活动造成的生态环境恶化,研究区农业生产对粮食结构改变和重新分配生产力的需求不断增长,导致农作物生产力向新的适宜地区转移。研究区在SSP126和SSP585情景下将分别因为干旱缓解和温室效应加剧而获得更高的粮食作物生产力。

一种基于基准转换的间接瞄准测量方法

针对无瞄准窗口的飞行器,给出一种基于基准转换的间接瞄准测量方法,通过在飞行器尾部安装基准转换装置,水平和竖直状态分别采集飞行器惯组及基准转换装置姿态信息,竖直状态通过地面捷联在激光捷联惯组上的自准直光管瞄准基准转换装置棱镜,测量其棱镜法线北向方位角,再经矩阵转换等解算得到飞行器惯组初始方位角,实现飞行器瞄准测量。

土壤有机碳同位素组成在农田生态系统碳循环中的应用进展

土壤有机碳是地球表层储量最高且储存周期最长的生态系统碳库之一。如何提高土壤有机碳稳定性和增强土壤固碳减排能力,是陆地生态系统碳管理可持续战略的关键科学问题。国际学术界一致认为农田生态系统在固碳方面的作用越来越明显,在实现碳中和的进程中发挥重要的作用。农田管理实践方式会扰动土壤碳循环过程,采取有效的管理方式会使其成为碳汇。目前,国内研究主要集中在耕作方式、施肥和灌溉水平、秸秆还田对农田生产力、碳固持速率、温室气体排放方面的影响,但就农田生态系统有机碳稳定性对不同农田管理方式的响应机制以及与土壤碳排放之间的关系认识尚未明确。^(13)C同位素技术是研究农田土壤碳循环过程的有力工具,通过测定土壤碳排放过程中不同有机碳组分的同位素丰度,能够精准区别土壤呼吸组分和来源,从而更好地揭示土壤有机碳稳定性对农田管理措施的响应机制,为增强土壤碳汇效应和农业可持续发展提供科学依据。以往的研究大多集中在模拟试验以及小范围、短时间监测,与实际差距较大,测量结果会高估或低估实际值。因此,在未来的农田土壤碳循环研究过程中要采取多点、长时间实时原位监测,并结合^(13)C同位素技术,实现土壤CO_(2)排放实时分解,达到揭示土壤有机碳稳定性机制的目的。

扶贫地理知识图谱构建与分析——以临沂市为例

目前中国的减贫战略转型为制定复合贫困整体解决方案,其中扶贫分析涉及海量多源异构数据,数据间潜在的相似性和相关性难以被直接挖掘和利用。该文结合扶贫数据,经本体设计、知识抽取、实体对齐、实体融合和知识推理构建扶贫地理知识图谱。首先依据扶贫数据设计本体模型,然后搭建ALBERT实体关系联合抽取模型用于知识抽取,以及基于地名的多特征行政区划实体对齐模型用于地名消歧,再经实体融合及知识推理后形成扶贫地理知识图谱。基于图谱进行社区划分,从物资关系、空间分布特征和时间变化特征分析扶贫项目的社区划分结果,发现社区中扶贫项目实施的特点及潜在联系,为后续制定扶贫措施提供决策依据。

典型农业区河流水质评价及影响因素分析

随着农业、农村和城镇化快速发展,施肥、畜禽养殖和农村污水排放等使河流水质日益恶化、氮磷污染严重,导致水环境问题加剧。本研究以位于广东省高州市的白沙河为例,在旱季和雨季采集水样,测定河水主要水质指标的时空变化特征,利用水质指数(WQI)、灌溉用水评价模型、主成分分析法,结合土地利用类型,评估白沙河水质和影响因素。结果表明:水质指标呈现明显的季节变化特征,旱季各项水质指标均大于雨季,降雨对pH、电导率(EC)、NH_(4)^(+)-N、Ca^(2+)、Na^(+)、Cl^(-)和SO_(4)^(2-)的影响较大。雨季66%的水样WQI为优,显著优于旱季;旱季水样WQI值较高,水质较差水样主要集中于上游工业园及中下游区域。农田灌溉用水水质评价表明,雨季河流水质适合灌溉,旱季部分河水在灌溉前需要采取处理措施。主成分分析(PCA)和相关性分析(CA)显示白沙河流域的主要污染源与农业面源、居民生活污水和工业园排水有关,影响水质的关键因子是NH_(4)^(+)-N、总磷(TP)和NO_(3)^(-);土地利用类型分析表明水田和建设用地、农村居民点和林地分别是旱季、雨季水质的主要影响因子,250 m缓冲区尺度下,水田和农村居民点与水质的关联性较强。研究表明,白沙河旱季水质较差,与工业排水造成的点源污染有关;在250 m缓冲区尺度下河流水质与农业面源污染有关。

玛纳斯河流域不同灌区棉田土壤CO_(2)和N_(2)O排放通量

为探究石河子灌区、新湖总场灌区、莫索湾灌区之间土壤温室气体排放的差异性,通过长期的野外观测及样品采集,采用静态箱—气相色谱法,于2019年棉花出苗期、花铃期、吐絮期对玛纳斯河流域石河子灌区、新湖总场灌区、莫索湾灌区棉田土壤温室气体进行日观测,应用统计学方法,并结合土壤温度、含水量、pH、有机碳、铵态氮、硝态氮等因素分析。结果表明:(1)土壤CO_(2)和N_(2)O具有明显的季节变化和日变化,土壤CO_(2)和N_(2)O排放通量的峰值出现在花铃期,分别为527.160,1.713 mg/(m^(2)·h)。同时,CO_(2)排放通量日变化峰值出现在13:00,N_(2)O排放通量日变化峰值出现在17:00,表现为单峰曲线。2种土壤温室气体在生育期内的排放通量在不同灌区之间有所差异,呈现出新湖总场灌区>莫索湾灌区>石河子灌区。(2)土壤CO_(2)和N_(2)O排放通量受温度影响更为显著,土壤CO_(2)和N_(2)O均与温度呈显著正相关。石河子灌区、新湖总场灌区、莫索湾灌区Q 10分别为1.31~1.82,1.40~2.68,1.32~1.92。(3)石河子灌区、新湖总场灌区、莫索湾灌区在棉花生育期碳库储量分别为3.34,2.93,2.8 Tg。

快速城市化对深圳水环境的影响分析

作为粤港澳大湾区的重点水域之一,深圳湾水环境主要受到周边地区城市化的影响,深圳作为缺水型城市,其水资源保护和水环境治理尤为重要。探究城市化进程中各因素与水环境的具体影响关系。选用水质综合污染指数以及Pearson相关分析对深圳城市化进程中人口规模变化以及产业结构变化与深圳湾水环境之间的影响关系进行了分析。研究表明:深圳湾水环境中的主要污染物为化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)-N),部分污染物来自城市面源污染,南山区水质较好,福田区水质较差,但总体水质都呈好转趋势。水环境受人口变化影响较小,受产业结构变化影响较大。因此制定合理的政策引导产业结构的转变,是改善深圳湾水环境的有效途径。

水化学及氮氧同位素技术示踪离子型稀土矿区硝酸盐来源与转化过程

为了识别离子型稀土矿区水体中硝酸盐来源、迁移与转化过程和污染贡献,以龙南县为研究区域,测定了地表、地下水样品的阴阳离子和硝酸盐氮氧同位素。结果显示:研究区水化学类型基本以HCO_(3)·SO_(4)-Ca为主,含氮化合物以硝酸盐为主;δ15N-NO_(3)^(-)和δ18O-NO_(3)^(-)值的特征图结合NO_(3)^(-)/Cl^(-)摩尔浓度比值和Cl-浓度的关系可知,该地区的硝酸盐浓度主要受铵态氮肥、土壤氮、粪污和矿井排水的影响,硝酸盐转化的主要过程是硝化作用,无明显反硝化反应。MixSIAR模型结果表明:地表水和地下水硝酸盐主要来自矿井排水、土壤氮和粪污。

2003-2005年中国通量观测研究联盟(ChinaFLUX)碳水通量观测数据集

基于微气象学理论的涡度相关通量观测技术实现了对生态系统尺度的生产力、能量平衡和温室气体交换等功能和过程的直接测定,其观测数据为陆地生态系统碳水循环过程的机理研究以及碳源/汇和水分利用的时空分布评价提供了重要的观测数据。本数据集为中国通量观测研究联盟(ChinaFLUX)首批观测站点的生态系统通量观测数据,包括森林、草地和农田在内的8个典型生态系统,并基于ChinaFLUX数据处理体系形成了标准化的生态系统碳水通量和关键气象要素数据集。本数据集可以为分析我国典型陆地生态系统对全球变化的响应及其机制提供重要的科学知识和数据基础。

华北平原农田N_2O排放通量的高频动态观测

N_2O是主要源自农田的重要温室气体之一,可破坏臭氧层而导致全球增温。目前对N_2O的原位高频观测尚不多。为完善N_2O的观测方法,为华北地区N_2O变化研究提供参考,本研究以华北平原典型农田为研究对象,利用新型的N_2O测定仪器TGA200A,进行实时、自动、昼夜连续地观测中国科学院禹城综合试验站农田大气N_2O的日动态变化。本次观测自2017年6月中旬玉米播种后开始,持续至2017年9月(8月份仪器调试)。结果显示:1)晴朗天气下,农田大气N_2O呈现出夜晚(0:00—6:00、18:00—24:00)高(0.618~1.171 mg·m-3)、白天(6:00—18:00)低(0.526~1.145 mg·m-3)的趋势,而白天高温又促进农田N_2O排放,在午后15:00—17:00大多出现1次峰值,表明温度的促进作用存在滞后性。2)降雨天气下,农田N_2O在适当的雨量下逐渐增加(3 h内增加0.033 mg·m-3),且存在累积效应,但过度淹水后N_2O表现出逐渐降低的趋势。3)大风天气下,N_2O的浓度产生变化,但规律并不明显。研究结果表明,利用TGA200A可以实现对温室气体N_2O的实时、连续、动态的自动观测,观测结果具有较高可信度,可以反映出当前华北地区农田N_2O在不同环境要素(温度、降水及大风)下的动态变化趋势。

咸海中下游流域水质空间分布特征及其与土地覆被的关系

中亚咸海流域的资源和环境问题一直是全球关注的热点。为揭示咸海流域水环境变化及其成因,本文利用2019年中下游流域21个采样点水质数据,通过主成分、聚类和秩次等多元统计分析方法相结合,分析了水体的基础理化属性、氮磷营养元素、其他元素和离子等20种指标的空间分布特征,辨识了该流域主要水质类型、空间分布及成因,探索了不同空间尺度土地覆被类型对水质类型的影响。结果表明:1)电导率、总溶解性固体物质和离子浓度越往河流下游数值越高,其中在咸海最大;不同形态磷元素浓度在阿姆河中游较高,硝态氮浓度在锡尔河较高;碳元素浓度也在阿姆河,特别是阿姆河下游三角洲地区较高。2)所有采样点水体根据水质指标相似性聚类可划分为3种综合性水质类型。第1类型为水质指标浓度均偏低的水体,分布在锡尔河中游和咸海;第2类型为氮磷营养元素浓度偏高的水体,分布在阿姆河中下游;第3类为碳元素和离子浓度均偏高的水体,分布在咸海。第1和2类型水体的元素浓度主要受荒漠地区岩石风化过程控制,阴阳离子来源于硅酸盐岩和蒸发岩的风化;第3类型水体主要受气候干燥导致的蒸发-结晶过程控制,阴阳离子除来源于硅酸盐岩和蒸发岩的风化外,还受碳酸盐岩风化影响。3)当各采样点缓冲区半径从0.5 km增加到10 km时,对第1类型水质浓度变化影响显著的土地覆被类型逐渐从荒地变为水域、灌木、草地和农田与植被混合,其中水域的影响最大;第2类型水质浓度变化与土地覆被类型无显著性关系;对第3类型水质浓度变化影响显著的土地覆被类型从水域变为水域、农田与植被混合等,其中水域的影响最大。因此,咸海流域水质浓度变化与当地干旱缺水和蒸发剧烈等气象条件以及土地覆被类型有密切关系。为改善咸海中下游流域水环境状况,在增加中下游河道流量和咸海的补给,减弱下游和咸海蒸发-结晶作用的同时,还需加大河岸带的植被修复和退耕还林还草,特别是在阿姆河和锡尔河中下游农业区、咸海等地区。

2003-2010年禹城冬小麦夏玉米农田生态系统碳水通量观测数据集

中国科学院禹城综合试验站(简称禹城站)地处黄河下游灌区,是华北平原冬小麦夏玉米复种灌溉农田的典型代表。禹城站是中国最早开展碳水通量长期观测的农田站之一。本数据集为禹城站冬小麦夏玉米农田生态系统2003-2010年通量观测数据,基于ChinaFLUX数据处理体系形成了标准化的生态系统碳水通量和关键气象要素数据集。本数据集对研究华北农田生产力、耗水量等重要参数,以及准确评价华北冬小麦夏玉米农田生态系统碳水通量在区域碳水循环中的地位和作用具有重要意义。

江西定南县离子型稀土尾矿周边水体氮污染状况与分布特征

为探究"稀土王国"江西省赣南地区离子型稀土矿对周边水体环境的影响,以离子型稀土矿分布密集区定南县濂江月子河流域和龙迳河龙头流域为研究对象,综合分析研究区特征污染物ρ(NH^+4-N)空间分布特征,采用相关性分析和主成分分析揭示其主要污染来源及影响因素.结果表明:①离子型稀土矿停产整顿半年后,濂江月子河流域和龙迳河龙头流域ρ(NH^+4-N)超过1. 00和2. 00 mg/L的采样点分别达72%和68%;p H范围为2. 95~7. 66,平均值分别为6. 23和5. 53,水体总体上偏酸性;ρ(TN)、ρ(NH^+4-N)、EC与ρ(NO^-3-N)变异系数较大,均介于0. 80~1. 50之间.②相关性分析结果显示,ρ(NH^+4-N)与ρ(TN)、EC均呈极显著正相关(P<0. 01);ρ(NH^+4-N)与pH呈显著负相关(P<0. 05).③流经稀土尾矿区的水体中ρ(NH^+4-N)随距离增加呈现明显的空间梯度分布特征,即距稀土矿区边界200 m处水体中ρ(NH^+4-N)最高(12. 20~200. 00 mg/L),其次为1. 15 km内(3. 69~11. 80 mg/L)及3. 5 km以上水体(0. 80~1. 51 mg/L),矿区周边未受到采矿活动影响的水体中ρ(NH^+4-N)最低(0. 03~0. 15 mg/L).④PCA结果表明,2条河流的主要环境影响因子为ρ(TN)、ρ(NH^+4-N)、p H和EC,主要受到周边稀土矿山尾矿的强烈影响.研究显示,离子型稀土矿原位浸矿开采停产半年后,重点小流域水体中ρ(NH^+4-N)高概率超标的现状仍然存在,受稀土开采活动影响较大.建议进一步开展重点小流域NH^+4-N剩余"库容"精算和矿山周边地表水定期监测.

1990-2019年中亚五国干旱状况时空变化特征及大气涛动驱动分析

咸海的迅速萎缩导致中亚五国的干旱问题引起了科学界的特别关注。为厘清中亚五国近30年来水分条件状况,探究影响其变化的气候驱动要素,本文使用帕默尔干旱指数(PDSI)对1990—2019年中亚五国干旱时空变化特征进行评估,并结合交叉小波变换揭示了大气涛动对其干旱状况的驱动影响。结果表明:中亚五国的干旱指数呈现周期性交替变化,年际变化率增大;夏秋旱、冬春湿的季节性干旱特征减弱,不同时间段的PDSI变异程度加剧,并表现出2018年后进入新一轮干期的可能。干旱程度总体呈现自西南向东北逐渐减轻、自东南山区向中西部平原逐步加重的格局;1990—2019年干旱重心由西南内陆腹地向哈萨克斯坦中西部地区转移,帕米尔和西天山山脉干旱程度呈波动上升态势。青藏高原指数(TPI)对PDSI变化表现出明显的驱动作用,在1990—2019年整个时间序列上均有较高的周期性强度,拥有1~3年(1995—2000年)、4~5年(2010—2015年)和8~10年(2015—2019年)3个明显年际尺度的震荡周期。总之,1990—2019年中亚五国整体干旱状况趋好,干旱变异程度加剧,干旱空间分异明显,TPI在年际尺度上是驱动PDSI变化的大气涛动要素。

艾比湖流域降水、地表水和地下水稳定同位素特征

选取艾比湖流域降水、地表水和地下水为研究对象,结合流域水文地质资料,利用野外调查、室内试验和统计分析等方法分析了流域不同水体氢氧稳定同位素的时空变化特征。结果表明:(1)艾比湖流域降水δ^(2)H和δ^(18)O变化范围分别为-148.2‰~-34.5‰和-20.16‰~1.20‰,流域大气降水线斜率为6.69。降水δ^(18)O值与气温呈正相关关系,与降水量在夏季表现出显著的负相关关系。(2)地表水δ^(2)H和δ^(18)O变化范围为-101.0‰~-17.0‰和-14.54‰~0.29‰,其中8月最大,其次为5月和10月。博尔塔拉河同位素值从上游到下游沿流程逐渐增加,而精河沿流程变化趋势不明显,河水δ^(18)O与气温存在正相关关系。(3)地下水δ^(2)H和δ^(18)O值的范围分别为-85.0‰~-65.5‰和-12.18‰~-9.05‰,平均值分别为-75.5‰和-11.00‰。博尔塔拉河区地下水同位素值从上游到下游沿流程逐渐增加,精河区沿流程变化趋势不明显。艾比湖流域水体稳定同位素的测定,为阐明流域水文过程提供同位素证据,对变化环境下有效利用水资源,维护流域生态安全具有重要意义。

基于HYDRUS模型的华北平原小麦种植区水盐运移模拟

土壤中水分和盐分是影响作物生长的两个关键因素,揭示水盐运移机制对阐明作物利用土壤水过程具有重要意义。本研究以华北平原典型农田——中国科学院禹城综合试验站为试验地,基于试验站内冬小麦种植地的长期土壤水分观测数据及室内土柱试验,应用HYDRUS-1D模型分别阐明土壤水分及盐分变化规律及分布特征,探究影响水盐运移的驱动因素,并评价HYDRUS-1D模型对研究区水盐运移模拟的适用性。水分运移模拟结果表明:浅层土壤水分运移模拟因受外界因素的剧烈影响而较深层土壤产生更大的误差,10 cm、20 cm、30 cm、40 cm和60 cm处水分运移模拟结果的均方根误差分别为0.0348 cm^(3)·cm^(−3)、0.0179 cm^(3)·cm^(−3)、0.0179 cm^(3)·cm^(−3)、0.0122 cm^(3)·cm^(−3)和0.0053 cm^(3)·cm^(−3);水分运移模拟的纳什效率系数平均值为0.826,变异系数为0.0560,表明模拟结果与实测土壤水分变化过程一致性较好。土柱试验结果显示:灌水8 L,入渗12 h、24 h、40 h、45 h和48 h后,各时刻土壤盐分含量在垂向上整体呈现先增大后减少的分布规律,均方根误差分别为0.181 g·kg^(−1)、0.131 g·kg^(−1)、0.120 g·kg^(−1)、0.034 g·kg^(−1)和0.027 g·kg^(−1),平均误差的平均值为0.174 g·kg^(−1)。受蒸发、耕作、根系等影响,理化性质变异性较大导致浅层土壤盐分运移模拟值与实测值偏差增大,纳什效率系数的变异系数达9.71。灌水8 L、16 L、24 L,入渗48 h后分别在土壤23 cm、26 cm、29 cm处出现盐分含量峰值,表明增加灌水量可加强盐分淋洗效果。此研究可为深入探究华北平原冬小麦土壤水盐运移规律、优化农田水资源管理、提高水资源利用效率提供一定理论基础。

艾比湖湿地季节性冻融土壤温室气体排放规律研究

利用静态箱–气象色谱法对2015年11月—2016年3月艾比湖湿地季节性冻融期土壤温室气体进行观测.结果表明:季节性冻融期裸地土壤CO2表现为汇、芦苇和柽柳土壤CO2表现为源;芦苇、柽柳和裸地土壤CH4表现为汇,而N2O表现为源;芦苇、柽柳和裸地土壤温室气体最低值均出现在冻结期(11月—次年2月)且为负通量;不同植被类型下土壤CO2在融化期(3月末)出现排放峰值,而土壤CH4和N2O在冻融交替期(3月初)出现排放峰值;在整个观测期,芦苇和柽柳土壤CO2、CH4和N2O排放峰值高于裸地;温度对季节性冻融期土壤CO2和N2O影响显著,均达到显著正相关(P<0.05),土壤温度能解释芦苇、柽柳和裸地土壤CO2通量的77%~88%;土壤质量含水量对土壤CH4和N2O影响均达到显著正相关关系(P<0.05),土壤质量含水量能解释芦苇、柽柳和裸地CH4和N2O通量的25%~46%和41%~69%.表明在干旱区季节性冻融期,温度变化对不同植被类型下土壤CO2影响较大,而在冻融交替期水分变化对CH4和N2O通量影响显著.芦苇、柽柳和裸地土壤呼吸Q10值分别为2.37,2.58和2.33,不同植被类型基于100 a尺度,土壤温室气体全球增温潜势由大到小依次为芦苇(569.67 kg·hm^-2)、柽柳(152.09 kg·hm^-2)、裸地(–861.50 kg·hm^-2).

基于氢氧稳定同位素的艾比湖流域地表水与地下水转化关系

地表水和地下水是水资源主要组成部分,研究干旱区地表水和地下水相互转化过程,对水资源的合理开发利用与评价具有重要的理论意义。选取艾比湖流域地表水和地下水为研究对象,分析其稳定同位素组成特征和分布规律,探讨不同水体间补给关系。结果表明:(1)艾比湖流域大气降水δ^(2)H和δ^(18)O表现出显著的季节变化特征,全年表现为冬季贫化夏季富集的现象。(2)湖水δ^(2)H和δ^(18)O值明显高于河水,反映湖水强烈的蒸发浓缩作用。博尔塔拉河和精河水的δ^(2)H和δ^(18)O值从上游到下游总体趋于富集,在山区、绿洲和平原表现出不同的同位素组成。地下水同位素值上游山区最低,中间平原次之,艾比湖周边最高。(3)博尔塔拉河上游地下水与河水交换比例较大,为63.0%;中下游河水和地下水之间交换比例较低,分别为5.0%~33.0%和2.5%~26.0%。精河深层地下水由浅层地下水和河水共同补给,比例分别为73.3%和26.7%。艾比湖周边,潜水流受到阻隔出露成泉水,与河水共同补给湖水。该研究揭示了艾比湖流域地表水和地下水相互转化关系,可为流域的水资源管理和生态环境建设提供科学支撑。

玛纳斯河流域出苗期棉田土壤膜下滴灌前后水分-盐分-养分运移分析

【目的】研究棉花出苗期膜下滴灌前后土壤水盐和养分的运移规律,为控制棉田土壤次生盐渍化、提高棉花出苗率和提升幼苗品质提供数据支持和理论依据.【方法】在玛纳斯河流域安集海灌区,采集滴头处、覆膜边缘处和膜间0~60 cm土壤,分析棉花出苗期棉田土壤水分-盐分-养分在滴灌前、滴灌后第2天、5天、7天的时空变化.【结果】在滴灌后,土壤含水量在垂直方向上呈现出由地表向深层递增的趋势;土壤盐分呈现出在垂直方向上从深层土壤向地表和水平方向上从滴头处向膜间的双向迁移的分布特征,在膜内40 cm以下和膜间20 cm以下形成积盐区,脱盐率随着时间推移分别为53.6%、35.1%、0.6%;土壤铵态氮和硝态氮呈现出从地表至土壤深层和滴头处至膜间双向累积的分布特征.【结论】土壤水盐时空变化的主要影响因素是时间的推移和土壤蒸发作用,弱碱性土壤加快铵态氮向硝态氮的转化速率从而导致土壤硝态氮累积而表层铵态氮含量下降.