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1.
在自然农田生态系统中,农作物的生长通常受到各类环境胁迫(如重金属胁迫、病虫害、水分、营养)的影响,如何区分重金属胁迫与其他胁迫有待进一步研究。该研究选取了湖南省株洲为试验区,收集2017—2019年的Sentinel-2卫星影像数据,结合野外实测数据,开展水稻重金属镉(Cd)胁迫识别研究。首先,利用作物生长模型World Food Studies(WOFOST)同化时序遥感数据获取每年的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)时间序列曲线;然后运用集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法对LAI时间序列进行多尺度分解,得到不同的时序信号分量(Intrinsic Mode Function,IMF);最后使用动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)方法计算受胁迫水稻分解后的时间序列与健康水稻分解后的时间序列之间的DTW距离,即归一化胁迫指数。结果表明:归一化胁迫指数是水稻重金属胁迫敏感的参数,与土壤重金属含量的相关系数为0.851,水稻受到的胁迫程度越高,归一化胁迫指数值越大,反之越低;在试验区中,水稻重度重金属胁迫的分布面积比例相对较低,且主要集中在西部、东北部以及偏东南地区。融合集合经验模态分解和动态时间规整方法能有效地甄别并定量分析水稻重金属胁迫状况,从而为作物重金属污染胁迫监测提供重要参考。 相似文献
2.
基于变化向量分析的冬小麦长势变化监测研究 总被引：9，自引：4，他引：5
现有的农作物长势遥感监测的基本思路是利用NDVI曲线形态变化与作物苗情变化的响应关系,提取特征参数,推测作物的生长发育状况.但由于表征NDVI时间序列曲线的特征参数较多,难以对所有特征参数进行全面变化分析.本研究引进变化向量分析理论,以东部五省冬小麦为研究对象,以1999-2005年SPOT-VGT的旬最大合成NDVI数据为主要数据源,采用Savizky-Golay滤波器重构NDVI时间序列,进而构建基于变化向量分析的长势监测模型,分别对研究区的年际与年内长势变化进行时间和空间上的定量分析.研究表明,变化向量分析方法能有效地从空间域和时间域反映东部五省冬小麦长势变化规律,以单一综合性指标综合了NDVI时间序列曲线的大多数特征参数,为农作物长势遥感监测提供了一种新的研究思路. 相似文献
3.
基于NDVI与物候修正的大豆长势评价方法 总被引：4，自引：2，他引：2
及时、准确的作物长势监测可以为宏观决策和农田生产提供作物生长信息,便于及时采取各种田间管理措施,达到科学管理和作物增产的目的。归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)与植被的叶面积指数(leaf area index,LAI)和叶片叶绿素含量关系极为密切,可以用来评价作物的生长状况。为了降低主观因素及物候差异对大豆长势监测的影响,该研究以黑龙江红星农场主要农作物大豆为例,基于历史NDVI数据建立了该区域大豆长势评价的标准。利用NDVI时间序列拟合法提取大豆关键物候期,结合物候监测结果对大豆长势进行修正,最后利用41个地块的单产数据对长势评价结果进行了验证。物候修正前后长势与单产的一致性分别为58.5%、75.6%,容差为1个等级时分别为87.8%、95.1%,表明历史NDVI对大豆长势评价有一定参考意义,但简单同期对比不能完全反映大豆长势真实情况,物候修正可以进一步改善长势评价效果。研究可以为利用遥感进行大豆长势评价提供参考依据。 相似文献
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国家级作物长势遥感监测业务系统设计与实现 总被引：6，自引：2，他引：4
作物长势监测是农情遥感监测的重要组成部分。为了建立稳定的作物长势监测业务系统,该文一方面选取NDVI时间序列提取的时空参数从不同侧面描述作物长势,建立作物长势监测的综合性模型,另一方面建立了一个覆盖全国主要农区、由200个县组成的地面调查网络,采集地面实况信息,并采用客户端/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）的混合结构开展系统设计,基于遥感和地面调查两个角度设计实现了国家级作物长势遥感监测业务系统,同时对由于作物种类和监测区域不同引起的长势评价标准不一致、模型定量化和业务系统架构仍需根据应用进一步分解完善等问题进行了讨论。以中国冬小麦主产区为例,进行了作物长势监测试验,取得较好的监测结果。目前该系统已在大尺度作物遥感监测中得到应用。 相似文献
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黄土丘陵沟壑区典型林地土壤微生物、酶活性和养分特征 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对陕西吴起县黄土沟壑区退耕还林地不同林分(沙棘、刺槐、油松、小叶杨)根际与非根际土壤养分、酶活性和微生物特征进行研究,比较4种典型林分及退耕草地“根际效应”及根际对养分的截留效应,评价根际效应对土壤特性产生不同改良效果,为黄土沟壑区退耕地人工林科学选择造林树种提供理论支持。研究表明:1根际与非根际土壤中有机质含量、有效磷含量、碱解氮含量和速效钾含量表现出显著差异,有机质、有效磷、速效钾含量均呈现明显的根际聚集现象。2根际土壤微生物数量和土壤酶活性总体高于非根际,仅油松样地中过氧化氢酶活性和小叶杨样地中脲酶活性根际低于非根际。3根际土壤中脲酶活性与细菌和真菌数量相关性达到显著水平,过氧化氢酶活性与真菌相关性达到显著水平;有机质含量与细菌、放线菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平;碱解氮、有效磷含量均与细菌、真菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平。在非根际土壤中,土壤养分含量与土壤微生物、土壤酶活性的相关性明显降低。4从土壤肥力综合水平看,根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤,其中根际土壤中沙棘小叶杨油松刺槐草地。沙棘能大幅度提高土壤肥力,具有较好的土壤改良效果。 相似文献
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基于植被指数的作物产量监测方法研究 总被引：4，自引：7，他引：4
在作物收获以前进行大范围的作物长势评价与作物产量估测,对粮食供需平衡、贸易、农业政策制定非常重要。该文收集了1984年到2002年的NOAA卫星和农业统计资料,计算耕地范围的植被状态指数VCI、温度状态指数TCI和植被生长状态指数VHI,分析了遥感植被指数与作物产量间的相关关系,分别建立了基于植被指数的线性回归模型和非线性回归模型。结果表明,遥感植被指数与作物产量间存在较好的相关性,其非线性回归模型在拟合精度上高于线性回归模型。研究目的是利用卫星资料得出应用于监测作物长势的植被指数,建立作物产量监测模型,应用于农作物遥感监测业务化运行系统。 相似文献
7.
化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）是衡量水质状况的最重要参数之一,反映水体受还原性物质污染的程度。该研究采用改进的完全集合经验模式分解（Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise, ICEEMDAN）、变分模式分解（Variational Mode Decomposition, VMD）相结合的双层数据分解算法,并利用双向长短期记忆（Bidirectional Long Short-term Memory, BLSTM）神经网络,提出了一种混合模型IVB（Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise-Variational Mode Decomposition - Bidirectional Long Short-term Memory）,并以鄱阳湖高锰酸盐指数（Permanganate index, CODMn）监测数据为研究对象,进行案例研究。结果表明,IVB模型具有良好的预测性能：1 d以后的CODMn预测中,IVB模型的平均绝对百分比误差为2.21%,与单一BLSTM神经网络模型相比降低了10.57个百分点,而与IB (Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition With Adaptive Noise - Bidirectional Long Short-term Memory)模型相比降低了4.62个百分点;7 d以后的CODMn预测中,IVB模型的平均绝对百分比误差为8.18%,与单一BLSTM神经网络模型相比降低了16.34个百分点,而与IB模型相比降低了4.68个百分点。这项研究表明,所开发的IVB模型可以用作水资源管理的有效分析与决策工具。 相似文献
8.
基于光谱和成像技术的作物养分生理信息快速检测研究进展 总被引：5，自引：10，他引：5
该文阐述了应用光谱和成像技术进行作物养分生理信息快速检测的主要研究进展和发展趋势。介绍了光谱和成像技术的基本原理、常用数据处理方法、建模方法和模型评价指标,重点总结了光谱和成像技术在5种常见农作物(水稻、小麦、油菜、玉米、大豆)的养分生理信息检测中的应用成果和研究进展(主要包括叶绿素类和氮素检测,病虫害、水分、杂草、重金属、农药胁迫诊断及产量预测等方面),分析了光谱和成像技术在作物生长信息检测的发展趋势。结果表明,光谱和成像技术能够快速无损获取作物养分生理信息,并能有效地对作物长势和逆境胁迫响应进行动态监测,对实现农业的精准化、数字化、信息化及智能化管理和作业具有重要意义。 相似文献
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基于无人机遥感的农作物长势关键参数反演研究进展 总被引：12，自引：9，他引：3
无人机遥感是生态-环境-资源领域新兴的重要研究手段,近年来在农作物长势研究中得到了迅速的发展与应用。清楚、透彻地认识基于无人机遥感的农作物长势研究现状及存在问题,有利于更好地把握当前的核心领域并开展更进一步的研究。首先回顾了国际上"基于无人机遥感农作物长势研究"为主题的论文发表情况,其次对无人机遥感平台及不同传感器的基本遥感原理、反演的参数类型、各自的优势及局限性进行梳理,并概述了基于无人机遥感的农作物长势反演流程。在此基础上,一方面将农作物长势参数归纳为形态指标、生理生化指标、胁迫指标、产量指标等4类;另一方面将农作物长势参数的反演方法归纳为经验统计回归与机器学习法、形态特征与光谱特征识别法、辐射传输模型法、多角度航拍与卫星-无人机影像结合法等4类,并针对不同反演方法的优势与不足进行总结。最后综合国内外的研究现状进行了讨论分析与展望评价。该文通过综述近10 a来无人机遥感农作物长势关键参数反演的研究成果,可为今后基于无人机遥感方法的农作物长势研究的理论基础与技术支持方面提供参考。 相似文献
11.
不同土体构型的土壤肥力评价及与容重关系分析 总被引：3，自引：0，他引：3
以河南省潮土区延津等10个砂质中低产田主要分布县为例,利用主成分分析、模糊数学方法并借助GIS软件得出该区土壤肥力综合评价图。结果表明,综合评价指数为0.10～0.68,整体水平偏低,土壤呈现偏碱性状态,速效磷和全钾含量较高,全氮、全磷、速效氮、速效钾、有机质及CEC含量偏低。对不同土体构型间土壤肥力指标进行显著性分析,结果表明除了速效磷和pH外,其他指标在不同土体构型间均表现出显著的差异性(P<0.05)。通过雷达图表达出不同土体构型和总体上土壤肥力水平差异,即上壤下粘型>通体壤>总体>上壤下砂、通体砂型。分析出在代表性剖面0～20 cm和20～40 cm两个土层中土壤容重平均值在1.36～1.51 g cm-3之间,表明土壤偏紧实是该区土壤肥力的一个制约因素。 相似文献
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基于产量的稻田肥力质量评价及障碍因子区划——以进贤县为例 总被引：5，自引：0，他引：5
土壤肥力质量评价及土壤肥力障碍因子分析,对于区域土壤利用和改良、指导农业生产结构布局具有重要意义。以江西省进贤县为研究区,通过水稻遥感解译测产,结合主成分分析进行土壤质量评价;采用综合指数法表征土壤肥力质量水平,分析该区域低肥力质量区域主要障碍因素,并进行障碍因子区划。结果表明,该地区土壤肥力质量评价的最小数据集(MDS)指标包括:有机质、阳离子交换量(CEC)、全钾(TK)、交换性钙(Ex.Ca)、容重、粉黏比;土壤质量综合指数与水稻产量相关系数达到0.73(p0.01),以当地水稻平均产量7.215 t hm~(-2)确定土壤质量综合指数阈值为0.65。分析得出,该地区影响土壤肥力的主要障碍包括有机质含量低和容重较大反映的低熟化度障碍、中量元素缺乏反映的酸化障碍、全钾含量低和高粉黏比反映的结构障碍等。根据障碍因素将研究区域划分为三大障碍区:东南部丘陵区主要障碍因子为酸化和土壤结构障碍;中西部低岗平原主要为土壤酸化障碍;北部滨湖区主要障碍为水稻土熟化程度低。通过对不同区域施行针对性改良措施有益于提高土壤肥力。 相似文献
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基于主成分-聚类分析评价不同轮作模式对土壤肥力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探明我国西北半干旱区"粮经饲"不同轮作模式的土壤肥力效应,于2017年在宁夏自治区固原市原州区设置玉米-豌豆(C-Pe)、玉米-玉米(C-C)、2龄苜蓿(2A)、高粱-马铃薯(B-Po)、燕麦-玉米(O-C)、马铃薯-燕麦(Po-O)、豌豆-高粱(Pe-B)7种轮作处理模式,研究了不同粮草轮作模式土壤养分、酶活性及可培养微生物群落特征,并进行土壤肥力综合评价。结果表明:(1)不同轮作处理模式对土壤养分影响显著,与其他轮作模式相比,2A模式更有利于土壤养分的累积,而C-C模式增加了对养分的消耗,C-Pe和Po-O模式的有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量高于B-Po和O-C模式,轮作处理对全钾含量影响较小。(2)不同轮作处理模式对土壤酶活性影响显著,2A模式较其他轮作模式显著增加了土壤脲酶和蔗糖酶活性(P<0.05),C-C模式土壤酶活性最低。O-C和Pe-B模式的蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性高于B-Po模式。(3)不同轮作处理模式对土壤可培养微生物数量影响显著,且各轮作模式下土壤微生物数量以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌数量最少,并有明显的土层垂直分布规律,与其他轮作模式相比,2A、C-C和B-Po模式的细菌数量和微生物总数量显著下降(P<0.05),真菌数量显著增加(P<0.05),O-C模式的细菌数量和微生物总数量明显增加,真菌数量降低。(4)运用主成分分析-数值聚类方法对不同轮作模式下土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物数量的15个指标进行土壤肥力综合评价,主成分分析提取的2个主成分累计贡献率达89.38%,第1主成分以土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶贡献最大,达63.56%,第2主成分以细菌数量、真菌数量和微生物总数贡献最大,达25.82%,且各轮作模式在2个主成分上的综合得分排名为2A>Pe-B>C-Pe>O-C>Po-O>B-Po>C-C。再以2个主成分得分进行聚类,将7个模式共分为3类,第1类(2A)土壤综合肥力最好;第2类(Pe-B、O-C、C-Pe、Po-O、B-Po)土壤综合肥力较好;第3类(C-C)土壤综合肥力较差。研究结果为当地耕作方式改良提供理论依据和实践指导。 相似文献
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不同施肥制度下冀东褐土肥力演化的主成分分析 总被引：1，自引：1，他引：1
以冀东褐土为试材,采用主成分分析方法对连续8年不同施肥制度定位试验土壤的肥力演化进行了研究。结果表明,不同施肥制度下作物产量、土壤物理性质、土壤有机碳及氮磷钾养分含量与组成、土壤酶活性等变化各异,冀东褐土肥力演化方向可用土壤养分贮备和供应过程与无机磷积累和无效化过程表征,不施肥使土壤养分贮备和供应极度匮乏;单施常量NPK化肥和增量NPK化肥造成土壤无机磷无效化过程强烈;有机肥(物)料配施化肥则可使土壤肥力向养分贮备丰富、供应水平高和快速、无机磷有效化程度较高的方向发展。 相似文献
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构建一套既能减少人力、物力和财力投入,又能保证原有信息丢失最少的土壤肥力综合评价体系,对于指导农业生产和土地利用规划具有重要作用。研究选取洞庭湖流域南部的四个行政市为研究区,综合考虑表征土壤立地条件、剖面构型、土壤物理性状、土壤养分四个方面的14项指标,通过主成分分析确定了最小数据集（MDS）,对其土壤肥力指数（SFI）进行了综合评价,并分析了研究区耕地土壤肥力的主要限制因子。结果表明:1）研究区耕地主要偏酸性,土壤容重较紧实;氮素养分处于较高水平,磷素养分处于中上水平,钾素养分处于较低水平。2）选取的最小数据集包括成土母质、剖面土体构型、阳离子交换量、容重、有机质、有效磷和全钾等7项指标。全数据集与MDS的均值与标准差均十分接近,其Pearson相关系数达到0.788（P < 0.01）。3）土壤肥力的高值区主要位于洞庭湖南部附近集中连片的水稻种植区,低值区主要分布于海拔相对较高的丘陵部位或靠近城市建筑区的低植被覆盖率区,磷素与钾素为研究区内土壤肥力的主要限制因素。研究结果为洞庭湖流域南部土壤肥力综合评价和土壤培肥提供了理论指导。 相似文献
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近30年我国典型水稻土肥力演变特征 总被引：10，自引：3，他引：7
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红壤不同地力条件下直播油菜对施肥的响应 总被引：11，自引：0，他引：11
2009至2010年度在江西、湖南两省的典型红壤区设置8组直播油菜氮磷钾硼肥田间肥效试验,旨在研究红壤不同地力条件下直播油菜对施肥的响应,探寻养分限制因子。结果表明,红壤直播油菜的长势受到地力的显著影响,高、中、低地力田块基础地力产量(不施肥处理产量)平均分别为1230、721和191kg hm-2。施肥不同程度促进了直播油菜的生长发育,养分吸收与累积,提高了籽粒产量并影响收获指数,各地力田块均以氮磷钾硼配施(NPKB)处理最好,其高、中、低地力田块平均产量分别为2529、1681和1065 kghm-2,产量水平随地力上升而大幅提高,但增产率则呈下降趋势。在其他养分配施基础上增施不同肥料的增产增收效果顺序为N>P>B>K,表明红壤直播油菜的养分限制因子依次为氮、磷、硼和钾,但受土壤养分状况差异的影响,不同地力条件下施肥的效果也存在差异,低地力田块施肥的相对增产效果好,绝对增产量及施肥收益仍以高地力田块较好。红壤区直播油菜的氮、磷、钾肥吸收利用率平均分别为34.5%、26.7%和65.4%,且各肥料利用率随地力上升而提高。试验结果说明,红壤区直播油菜的养分管理应重视氮磷钾硼肥的配合施用,缓解养分限制,从而有效增产。通过长期合理施肥以培肥土壤、提高地力,达到持续高产稳产。 相似文献