杨麦间作系统中树木对土壤3种形态磷淋溶的影响

采用田间试验的方法,研究了杨麦间作系统中树木对土壤磷素淋溶流失的影响,设定株行距分别为:2 m×5 m(LⅠ)、2 m×15 m(LⅡ)的2种密度间作系统以及单作小麦地(CK),测定距地表60 cm深处淋溶液体积与淋溶液总磷(TP)、可溶性总磷(TDP)以及总颗粒附着态磷(PP)的质量浓度及其淋失量。结果表明:1 2种密度间作模式对淋溶液体积控制效果优劣均为:LⅠ、LⅡ、CK。在同一间作密度(LⅡ)下,距离杨树越近,淋溶液体积降低越明显。2 2种密度间作模式对淋溶液中TP、TDP以及PP质量浓度控制效果优劣均为:LⅠ、LⅡ、CK。在同一间作密度(LⅡ)下,距离杨树越近,淋溶液中3种形态磷质量浓度降低越明显。3土壤淋溶液中磷素流失形态以TDP为主。间作密度越高,距离杨树越近,淋溶液中TP、TDP以及PP流失量就越低。实验表明,株行距为2m×5 m(LⅠ)的间作系统对农田土壤磷淋溶的削减作用较强。     

基于RF模型的高分辨率遥感影像分类评价

以QuickBird高分辨率遥感影像为主要数据源,采用多尺度影像分割方法提取地物对象的光谱、纹理和形状特征;在此基础上,构建基于随机森林（RF）方法的遥感影像分类模型,分析和评价特征变量对模型重要性与稳定性的影响。结果表明:1研究区最优分割尺度参数为70、形状因子0.2、色彩因子0.8,同时构建研究区乔木、灌木和草地等8个景观类型的光谱、纹理和形状等32个特征变量信息;2选择5 000棵树和1个节点变量构建的RF分类模型的总体精度为0.94,Kappa系数为0.93,OOB（Out of Bag）数据泛化误差为6.01%;3通过分析特征变量的重要性发现,Ratio_la₁和Ratio_la₂等光谱特征的重要性值明显比形状特征和纹理特征的高;4基于平均下降精度,选择16个变量构建RF模型时总体精度达到0.94,Kappa系数0.93;5基于基尼指数构建的RF模型,在19个变量时总体精度和Kappa系数达到峰值。相比较而言,基于平均下降精度构建的RF较稳定。     

1991—2006年无锡市土地利用变化动态度及转换参数分析

在RS和GIS技术支持下,以3期TM/ETM+影像为数据源,提取无锡市土地利用变化信息,分析了区域土地利用变化的动态度;挖掘土地利用转移矩阵中的净变化量、交换变化量以及变化持续性等隐藏属性;在此基础上,通过随机转换和系统转换判别15 a间不同地类间转换的优势度,进一步探讨其对太湖流域生态环境的影响。结果表明:1991—2006年间无锡市建设用地面积呈现较快增长,而林地的流失速率最高;耕地主导了交换变化量,主要表现为空间位置转移;建设用地变化主导了净变化,其变化以建设用地新增为主;从期望新增量和期望流失量角度分析可知,林地转化为新增耕地具有明显的转换优势,同时又存在部分耕地转回林地的现象,两种地类间存在剧烈的空间位移,加剧了林地景观的破碎化程度。保护好现存林地和建设环太湖森林植被缓冲带有利于减轻农地面源污染和改善湖泊水质。     

基于AHP和FR模型的城市绿地适宜性评价

适宜性评价能够协调城市发展与生态环境保护之间的矛盾。以常州市为例,基于对航片的解译及实地调查提取研究区绿地信息,根据各种专题图建立空间属性数据库,利用ArcGIS9.3的Spatial Analyst工具,对适宜性影响因子(土地利用、植被指数、人口密度等)进行分析,运用层次分析法(AHP)和频率比(FR)模型,分析了常州市城市绿地的生态适宜性,并结合ROC曲线对两种方法进行检验和优选,针对分析结果提出常州市绿地系统规划建议。分析结果表明:权重变化对基于AHP法的适宜性评价结果影响不大,常州市城市绿地综合生态适宜性的空间分布规律大致为西部高,中部低。FR模型下高度适宜和较适宜区占研究区总面积的24.14%,以较大面积的绿地及苗圃地为主;不适宜区占研究区总面积的17.75%,以中心城区的建设用地为主。根据FR模型和3组AHP法计算出来的ROC曲线下的面积分别为:0.724、0.604、0.612和0.597。     

高分系列卫星影像特征及其在太湖生态环境监测中的应用

高分系列是国家高分辨率对地观测系统重大专项首批研制的卫星,标志着中国民用遥感卫星进入亚米级"高分时代"。为更好地拓展高分卫星数据在生态环境监测中的应用,笔者利用太湖北部地区GF-1和GF-2多光谱遥感影像,分析了高分影像的基本特征及其在生态环境监测中的应用情况。研究发现:1经大气校正后,同时间的GF-1和GF-2在多光谱影像的基本特征、主成分变换和相关性分析结果上具有较好的一致性,可用于联合观测,将对生态环境变化的监测产生积极的作用;2通过对比分析原始波段、NDVI、NDWI、PCA等特征信息,GF系列卫星对观测区域的林地、水体和建设用地等特征地物具有较好的敏感性,但较低的光谱分辨率影响了其在蓝藻水华和陆域植被的精细化监测能力。     

基于SDA和CART算法的面向对象分类研究

以2005年深圳市福田区Quick Bird影像为主要数据源,根据面向对象多尺度分割结果,构建和分析了不同地类对象的光谱、形状和纹理信息特征,在此基础上利用逐步判别分析法(stepwise discriminant analysis,SDA)结合分类回归树(classification and regression trees,CART)构建多尺度、多变量分类模型。结果表明:1采用SDA在一定程度上能够客观、准确地进行特征子集预筛选,笔者从32个特征中筛选出27个特征用于构建CART模型,并按其区分地类能力进行了重要性排序,其中光谱特征与纹理特征排序比较靠前,形状特征中仅LengthWidth排在第5位,剩余特征比较靠后。2利用分类回归树模型可进一步优化特征选取,并智能化计算出分离阈值,基本实现面向对象的自动化分类。其中Mean_b3、Length Width、Ratio_b3、GLDVE和NDVI是重要分类节点。3逐步判别分析结合分类回归树构建的分类模型,可以在提高或者不显著降低影像分类精度的条件下实现特征降维。当取相关指数R20.2时,构建的分类模型效果最优,CART16模型训练和验证精度分别为94.44%和83.37%,其特征子集规模最小,与原始特征数量相比减少了一半。     

基于景观连通性的城市绿地核心区规划方法研究

城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分,对城市发展的贡献不可估量。以扬州市为例, 在ArcGIS 9.2支持下,借助于2005年SPOT 5遥感影像数据,引入景观巧合概率指数(LCP)、整体连通性指数(IIC)、可能连通性指数(PC)和重要值等评价指数,对研究区内的绿地斑块等级、连通性和空间结构进行分析。结果表明：当连通距离设置为500 m时, LCP、IIC和PC所反映的斑块重要性排列顺序基本一致;以500 m阈值确定2 km2绿地核心区内,绿地斑块数和面积分别占总体的8 %和16 %;核心区内的绿地斑块主要以中大型和大型斑块为主,斑块连接度高,破碎化程度较低。因此,控制核心区用地规模,加强核心区内的植物保护与建设,通过构建以核心区为重要节点的绿地网络是增加扬州城市绿地系统生态效益的关键。     

基于景观格局的常州市生态承载力动态分析

利用RS与GIS技术获取常州市1995、2000、2005年3个年份的土地利用空间分布,选取7个景观指数对其进行景观格局分析,并结合生态足迹模型计算相应年份的生态承载力,运用SPSS统计分析软件计算景观指数同生态承载力的皮尔逊相关系数,根据生态承载力动态变化和空间变异状况,结合生态盈亏情况和人均生态协调系数,对常州市可持续发展状况进行评价。结果表明:常州市土地利用类型变化在此10年间趋势比较稳定,建筑用地增加9.69%,其他用地减少10.12%,林地增加8.54%,农田减少6.47%;3个年份的人均生态承载力不断下降,分别为0.239 2、0.234 7、0.226 3 hm2/人;整体上,武进区和新北区的生态承载力较高,戚墅堰区最低;生态承载力与最大斑块指数、聚集度指数呈现显著正相关关系,与斑块密度间呈现显著负相关关系;3个年份的人均生态赤字分别为-0.822 1、-1.091 6、-1.488 7,人均生态协调度分别为1.195 4、1.158 9、1.122 2。     

杨麦间作系统硝态氮淋失的原位研究

利用田间原位淋溶装置研究了杨麦间作系统中林分密度和施氮量对小麦田土壤60 cm深处硝态氮淋失浓度和淋失量及0～80 cm土层硝态氮分布特征的影响。施氮量设不施氮(N0,0 kg/hm2)、常规施氮(N140,140 kg/hm2)、减量施氮(N70,70 kg/hm2)、增量施氮(N210,210kg/hm2)4个处理。结果表明:对照地淋溶水量与降水呈显著正相关关系;杨麦间作系统能显著减少淋溶水量。土壤硝态氮淋溶量随施氮量的增加而上升,对照地60 cm处N210处理下硝态氮淋溶量最大,为13.89 kg/hm2。杨麦间作系统L1(2 m×5 m)小区距树0.5 m处淋溶量比对照麦地减少了60.27%;相同处理距树1.5 m处比对照地减少了50.11%,不同林分硝态氮淋失量不同,但差异不明显。分析认为,杨麦间作系统能有效减少硝态氮在土壤中的淋溶和累积,且存在明显的空间变异性。