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赣江上游章水流域水沙变化及其归因分析

生态学杂志 2024年第3期43卷 861-868页

作者：张婷刘士余盛菲李俊余敏琪江西农业大学国土资源与环境学院江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045

随着气候变化和人类活动的加剧,流域水沙情势发生变化,定量分析降水变化和人类活动的水沙效应是当前水科学研究的热点。本文基于赣江上游章水流域1961—2020年的水文、气象观测资料,采用累积量斜率变化率比较法、经验统计分析法定量分... 详细信息

随着气候变化和人类活动的加剧,流域水沙情势发生变化,定量分析降水变化和人类活动的水沙效应是当前水科学研究的热点。本文基于赣江上游章水流域1961—2020年的水文、气象观测资料,采用累积量斜率变化率比较法、经验统计分析法定量分析了降水变化和人类活动对水沙变化的贡献率及人类活动的水沙效应对年降水量响应的临界值。结果表明:降水量和径流量均呈非显著下降趋势(P>0.05),输沙量呈极显著下降趋势(P流域生态建设、水土资源优化管理提供科学依据。

关键词：章水流域降水变化人类活动水沙变化临界值

基于改进地形分布指数的耕地土壤属性空间变异特性研究

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核农学报 2024年第8期38卷 1595-1604页

作者：周琪清赵小敏郭熙曾学亮江西农业大学国土资源与环境学院农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室江西南昌330045

为解决现有地形位指数和地形位置指数因忽视地物在空间上的规律变化而造成的误差累积、异常值等问题,本研究基于地理学第一定律对地形分布指数模型进行加权修正,并利用改进后的地形位置指数进行半自动地形分类,从定性、定量角度分析地... 详细信息

为解决现有地形位指数和地形位置指数因忽视地物在空间上的规律变化而造成的误差累积、异常值等问题,本研究基于地理学第一定律对地形分布指数模型进行加权修正,并利用改进后的地形位置指数进行半自动地形分类,从定性、定量角度分析地形因子对耕地土壤属性空间变异的影响特性。结果表明,改进后的地形分布指数可显著改善现有地形指数的多峰与偏态问题;在与土壤有机质、速效钾含量的相关性分析中,改进地形分布指数普遍优于传统地形指数,其中与土壤有机质、速效钾含量相关性最高的指数分别是TPI_IDW(0.367)、TPI_RBF(0.277);与地形位置指数相比,基于改进地形位置指数的地形分类对细部信息的刻画更符合实际。研究区土壤有机质含量表现为中坡>下坡>山谷>山脊>平坡,速效钾含量表现为山脊>山谷>平坡>下坡>中坡。综上,改进地形分布指数具有一定的科学合理性。本研究结果为地形分类等其他相关领域研究提供了新思路。

关键词：土壤属性地形位指数地形位置指数地理学第一定律地形分类

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基于HRU的抚河上游地表径流对土地利用变化响应特征

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水文 2024年

作者：黄嘉伟黄宏胜张浩填卢鑫江西农业大学国土资源与环境学院江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室

为定量分析抚河上游地表径流对土地利用变化响应特征，以2005—2019年实测径流数据、气象数据和土地利用数据为基础构建SWAT模型，在HRU（水文响应单元）尺度分析地表径流对土地利用变化的响应规律。研究表明：（1）SWAT模型在抚河上游... 详细信息

为定量分析抚河上游地表径流对土地利用变化响应特征，以2005—2019年实测径流数据、气象数据和土地利用数据为基础构建SWAT模型，在HRU（水文响应单元）尺度分析地表径流对土地利用变化的响应规律。研究表明：（1）SWAT模型在抚河上游有较好的适用性；（2）2005—2019年抚河上游土地利用主要类型为林地和耕地，而建设用地扩张速度最快；（3）抚河上游土地日益细碎化，主要是林地和建设用地的面状扩张造成耕地破碎导致HRU数量增加；（4）抚河上游流域月地表径流系数与降雨量呈正相关，全年呈现先增加后下降趋势，由于耕地面积的减少和建设用地的扩张，抚河上游地表径流呈增加趋势；（5）2005—2019年4期土地利用现状下，不同土地利用类型的地表径流大小次序为建设用地>耕地>林地。

关键词：抚河上游 HRU 地表径流土地利用变化 SWAT模型

基于多源遥感特征融合与卷积神经网络(CNN)的丘陵地区水稻识别

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江苏农业学报 2024年第1期40卷 93-102页

作者：曾学亮郭熙钟亮吴俊江西农业大学国土资源与环境学院江西南昌330045 江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室江西南昌330045

为探究卷积神经网络(CNN)算法和多源遥感优选特征数据融合对丘陵地区水稻种植区的识别效果和适用性,以江西省上高县为研究区,利用Sentinel-2与GF-1遥感影像数据,对研究区晚稻种植区域进行识别。选取影像波段特征、植被指数、纹理特征及... 详细信息

为探究卷积神经网络(CNN)算法和多源遥感优选特征数据融合对丘陵地区水稻种植区的识别效果和适用性,以江西省上高县为研究区,利用Sentinel-2与GF-1遥感影像数据,对研究区晚稻种植区域进行识别。选取影像波段特征、植被指数、纹理特征及地形特征等分类特征,用分离阈值法(SEaTH)筛选出对各类别分离度较大的特征变量。基于Sentinel-2优选特征数据、GF-1优选特征数据、Sentinel-2与GF-1优选特征融合数据,使用CNN分类算法进行晚稻识别,同时用支持向量机(SVM)、最大似然法(MLC)分类算法进行对比。结果表明,Sentinel-2与GF-1优选特征融合数据在CNN分类算法下对水稻的识别效果最好,总体精度、Kappa系数分别为96.19%、0.93,结合野外调查数据进行验证,实际验证精度达94.69%。由研究结果可知,Sentinel-2与GF-1优选特征融合数据在CNN分类算法下对丘陵地区水稻识别具有较好的效果和适用性,是丘陵地区水稻遥感识别的有效手段。

关键词：水稻多源遥感数据卷积神经网络南方丘陵特征优选

长江流域生态环境质量时空演变与驱动因素分析

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长江流域资源与环境 2024年

作者：王锐婕王伦澈戴崴巍曹茜牛自耕中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院中国地质大学(武汉)区域生态过程与环境演变湖北省重点实验室江西农业大学国土资源与环境学院江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室

长江流域在我国生态安全格局与社会经济发展中具有重要的战略地位。然而，目前长江流域生态环境质量的长时序监测研究相对缺乏，其影响因素尚不明确。为探讨长江流域1990-2020年生态环境质量时空变化及其驱动因素，本文利用谷歌地球引擎... 详细信息

长江流域在我国生态安全格局与社会经济发展中具有重要的战略地位。然而，目前长江流域生态环境质量的长时序监测研究相对缺乏，其影响因素尚不明确。为探讨长江流域1990-2020年生态环境质量时空变化及其驱动因素，本文利用谷歌地球引擎（Google Earth Engine， GEE），选择1990-2020年生长季（5-9月）的Landsat遥感影像，计算遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index， RSEI），并利用地理探测器进行驱动因素分析。研究结果表明：（1）湿度、绿度、干度、热度四个指标在第一主成分上的平均贡献率为85.49%，RSEI的平均相关度高于其他单一指标，验证了长江流域根据第一主成分构建RESI的可行性。（2）1990-2020年，长江流域生态环境质量整体维持在良好水平，呈现先下降后上升的缓慢增加趋势，中下游生态质量普遍高于上游，南部高于北部。1990-2005年，轻度恶化区域较为分散，2005-2020年轻度改善区主要聚集在金沙江流域、洞庭湖流域和鄱阳湖流域，基本不变区域主要分布在中部地区。（3）影响长江流域生态环境质量的主要驱动因素是海拔高度、平均气温和年降水量；多因子探测结果表明各因素之间的相互作用呈现协同增强效应。（4）不同的土地利用类型中，林地的RSEI均值最高，裸地最低。县域尺度上林地占比和RSEI的相关度最高，且对RSEI有正向影响，平均相关度为0.69；不透水面占比、人口密度和经济密度对RSEI有负向影响，平均相关度分别为-0.39、-0.43、-0.45。这一研究结果为长江流域的生态环境保护与发展提供重要的理论和技术支撑，对生态文明建设具有重要意义。

关键词：长江流域遥感生态指数生态环境质量评价演变特征地理探测器

基于不同量级日降雨的赣南湘水流域降雨侵蚀力时空变化特征分析

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水土保持通报 2024年第3期44卷 274-283页

作者：余敏琪刘士余盛菲吴祎楠刘长征江西农业大学国土资源与环境学院江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心

[目的]探明赣南湘水流域不同量级降雨侵蚀力时空变化特征，为该流域的土壤侵蚀防治和生态环境治理提供重要的科学依据。[方法]以赣南湘水流域为对象，采用章文波日降雨模型，通过对降雨侵蚀力的比较分析，筛选普通克里金插值（OK）、反... 详细信息

[目的]探明赣南湘水流域不同量级降雨侵蚀力时空变化特征，为该流域的土壤侵蚀防治和生态环境治理提供重要的科学依据。[方法]以赣南湘水流域为对象，采用章文波日降雨模型，通过对降雨侵蚀力的比较分析，筛选普通克里金插值（OK）、反距离加权插值（IDW）和径向基函数插值（RBF）中的最优插值方法，并对湘水流域降雨侵蚀力时空变化特征进行了分析。[结果]结果表明：（1）IDW比OK和RBF更适用于湘水流域。（2）1984—2021年湘水流域不同量级降雨侵蚀力、年降雨侵蚀力的空间分布差异均随量级的增大而增大，且二者总体均呈北部和南部偏高，中部偏低的趋势。（3）1984—2021年湘水流域年降雨、中雨、大雨和暴雨侵蚀力的变异系数（CV）分别为0.26,0.15,0.25,0.47,均属于中等变异，且年际变化趋势均不显著。不同量级降雨侵蚀力的大小、所占年降雨侵蚀力的比例、年际变化速率随量级的增大而增大，且其震荡周期基本一致，均为3～4个震荡周期。[结论]赣南湘水流域北部是发生土壤侵蚀可能性较高的地区，因地制宜加强该地区水土保持措施将有助于湘水流域的土壤侵蚀防治。

关键词：湘水流域中雨、大雨、暴雨侵蚀力降雨侵蚀力江西省

耕地质量与景观格局指数的关系研究——以江西省鹰潭市为例

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农学学报 2024年第1期14卷 44-52页

作者：邹恒宇叶英聪匡丽花江西农业大学国土资源与环境学院南昌330045 江西农业大学农业农村部鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045

研究耕地质量与景观格局间的关系,可以为加强国家耕地质量保护和提升提供科学依据。利用江西省鹰潭市2022年耕地质量数据,在耕地质量评价的基础上综合分析鹰潭市的总体耕地质量状况。选取斑块面积、斑块占景观比例、边界密度、斑块密度... 详细信息

研究耕地质量与景观格局间的关系,可以为加强国家耕地质量保护和提升提供科学依据。利用江西省鹰潭市2022年耕地质量数据,在耕地质量评价的基础上综合分析鹰潭市的总体耕地质量状况。选取斑块面积、斑块占景观比例、边界密度、斑块密度、景观形状指数、平均斑块大小、景观分离度、蔓延度指数和香农多样性指数等景观格局指数在Fragstats 4.2软件中进行计算,再将耕地面积加权平均国家自然等别、利用等别、经济等别指数分别与选取的耕地景观格局指数进行相关性分析。研究得出,耕地质量国家自然等指数与耕地边界密度呈极显著负相关,相关系数为-0.393(P部分景观格局指数与耕地质量之间存在明显的相关性,可以在一定程度上反映该区域内耕地质量与景观格局指数间的关联。研究结果可为从景观格局角度实现耕地质量的提升与保护工作提供科学参考,对国家层面做出优化区域耕地空间布局决策也具有一定的现实意义。

关键词：耕地质量景观格局指数相关性分析空间异质性鹰潭市

石灰与谷壳炭配施对酸性红壤肥力特征和花生产量的影响

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土壤通报 2024年第4期55卷 1007-1013页

作者：樊剑波艾栋柳开楼何小林梁丰吴艳黄晶黄尚书韩天富中国科学院红壤生态实验站江西鹰潭335200 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 江西省红壤及种质资源研究所江西南昌331717 江西省农业技术推广中心南昌330046 江西农业大学国土资源与环境学院/江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045

【目的】探明石灰与谷壳炭配施对红壤酸化特性和花生产量的影响,为实现红壤pH和花生产量同步提升提供理论依据。【方法】通过大田花生试验,以常规化肥处理为对照(CK),再设置4个处理:L1C1(石灰,750 kg hm−2;谷壳炭,2250 kg hm−2)、L1C2(... 详细信息

【目的】探明石灰与谷壳炭配施对红壤酸化特性和花生产量的影响,为实现红壤pH和花生产量同步提升提供理论依据。【方法】通过大田花生试验,以常规化肥处理为对照(CK),再设置4个处理:L1C1(石灰,750 kg hm−2;谷壳炭,2250 kg hm−2)、L1C2(石灰,750 kg hm−2;谷壳炭,4500 kg hm−2)、L2C1(石灰,1500 kg hm−2;谷壳炭,2250 kg hm−2)、L2C2(石灰,1500 kg hm−2;谷壳炭,4500 kg hm−2)。测定播种后15 d和花生收获后的土壤pH、有机质和速效氮磷钾养分含量,比较分析不同处理的产量特征,并探讨石灰与谷壳炭配施下酸性红壤肥力和花生产量的相关关系。【结果】播种后15 d,与CK相比,L1C1、L1C2、L2C1和L2C2处理土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高了0.15~0.32个单位、11.92%~22.95%、42.07%~61.74%、17.05%~43.99%和13.72%~31.68%。花生收获后,L1C1、L1C2、L2C1和L2C2处理的土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量也大体呈现出显著高于CK的趋势。同时,等量谷壳炭条件下,L2C1、L2C2处理较L1C1和L1C2处理显著提高了播种后15 d土壤pH和花生收获后的土壤碱解氮含量。与CK相比,L1C1、L1C2、L2C1和L2C2处理花生产量分别提高了8.30%、9.76%、11.12%和13.31%。播种后15 d和花生收获后土壤pH、碱解氮与花生产量均呈显著正相关关系。线性回归分析结果表明,当播种后15天土壤pH提升0.1个单位,花生产量可增加80.25 kg hm−2,明显高于花生收获的增量(64.12 kg hm−2)。而当播种后15天和花生收获后的土壤碱解氮提升1.00 mg kg-1,花生产量可达到的增量差异较小(分别为11.07和9.72 kg hm−2)。【结论】与常规化肥处理相比,常规施用化肥配施石灰、谷壳炭可以显著提升酸化红壤pH,增加土壤有效态氮磷钾养分含量和提升花生产量。为此,建议在红壤旱地上重点调控土壤pH和碱解氮含量,以期实现花生高产。

关键词：红壤酸化花生石灰谷壳炭相关关系

2011-2020年赣江上游主要支流水沙变化特征

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水土保持研究 2024年第1期31卷 178-186,198页

作者：戴中山李海峰江西农业大学国土资源与环境学院南昌市景观与环境重点实验室南昌330045 江西省土壤侵蚀与防治重点实验室南昌330029 华中农业大学资源与环境学院武汉430070

[目的]探讨近十年来赣江流域上游主要支流水沙变化的基本特征,阐明赣江上游水土保持措施与河川输沙量的关系,为赣江流域的水土流失综合治理提供科学依据。[方法]以赣江流域上游4条主要支流把口站2011—2020年水沙实测资料为基础,采用累... 详细信息

[目的]探讨近十年来赣江流域上游主要支流水沙变化的基本特征,阐明赣江上游水土保持措施与河川输沙量的关系,为赣江流域的水土流失综合治理提供科学依据。[方法]以赣江流域上游4条主要支流把口站2011—2020年水沙实测资料为基础,采用累积距平、双累积曲线等方法对支流水沙变化特征进行分析,并结合相关水土保持措施统计数据对输沙模数进行线性回归分析。[结果](1)赣江上游主要支流的降雨量和径流量的变化趋势大体相同,主要支流的输沙量呈现“丰水丰沙,贫水贫沙”的特征。(2)四条支流的输沙量均表现出持续2~3 a的上升(下降)随后出现下降(上升)的间歇性态势。除平江流域外其他流域输沙能力受非自然因素影响较大,影响因素较为复杂。(3) 2011—2020年赣江流域上游支流中平江、桃江及贡水流域输沙模数与5个水土保持因子无显著相关关系。章水流域输沙模数与新增水保林面积呈显著正相关。章水流域输沙模数与水土保持措施因子的关系方程如下:Mz=0.019S水保林+5.126(Mz表示章水的年输沙模数,S水保林代表对应支流流域内水土保持措施年新增面积)。(4)提出新增水土保持措施的面积占比:封育治理(52.0%~60.0%),经果林(22%~25%),水保林(20%~23%),种草(2%~3%),坡改梯(2%~3%)。[结论]赣江上游主要支流的降雨量和径流量的变化特征大体相同,但个别年份存在径流量与降雨量不成正比的反常情况。影响赣江上游主要支流输沙能力的因素较为复杂,其中水土保持措施是影响赣江上游章水流域水沙变化的主要人为因素,章水流域输沙模数与新增水保林面积呈显著正相关。

关键词：径流输沙累积距平双累积曲线水土保持