地表粗糙度影响下的GNSS-R土壤湿度反演仿真分析

基于双天线全球导航卫星系统反射技术（global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R）,建立了两个修正地表粗糙度影响的土壤湿度反演模型——解析模型和人工神经网络模型,并以GPS L1 C/A码为例建立了GNSS-R土壤湿度仿真平台,仿真分析了地表粗糙度对两个模型反演精确度的影响。结果表明,当地表均方根高度大于0.010 m时,必须对解析模型进行粗糙度修正。粗糙度影响修正结果显示,小粗糙度情况下修正的解析模型取得了良好的结果,但对于大粗糙度有一定局限性。在均方根高度大于0.025 m时,进行土壤粗糙度修正前,人工神经网络模型精度比解析模型提高了36.83%~72.36%。进行修正后,人工神经网络模型的精度比解析模型提高了42.86%~54.40%。人工神经网络模型在修正前后取得了相近的精度,无修正的人工神经网络模型精度比有修正的解析模型精度仍提高了35.83%~53.48%。     

利用GPS-IR监测土壤含水量的反演模型

GPS-IR（GPS-interferometric reflectometry）本质上是一种基于GPS辐射源的双基地雷达技术,利用大地测量型接收机记录的信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）数据可用于反演土壤含水量。针对GPS-IR获取土壤含水量的参数估计问题,提出了一种改进的反射信号参数估计方法,并研究了土壤含水量反演模型的建立过程。实验结果表明,利用改进的反射信号参数估计方法可获得更加准确可靠的结果,反射信号相位与土壤含水量间存在显著的线性相关,可建立土壤含水量的线性反演模型,但在连续降雨条件下会存在较大误差。     

基于阜新市的土壤多样性与土地利用类型关联性分析

以阜新市为研究对象,将土地利用动态演变的模拟和预测以及关联分析测度方法应用于土壤多样性和土地利用类型关联性分析的研究中。选取1985—2015年间8个时期的遥感影像进行土地利用分类,并基于土壤矢量数据,对阜新市土壤和土地利用的多样性进行初步分析和定量化研究,探究了土壤与土地利用之间的关联性。研究结果表明:对阜新市土壤多样性指数影响因子的关联度从大到小依次是城镇、农用地、林地、水域、其他,关联度值分别为0.850 6、0.747 7、0.779 5、0.803 3、0.641 9,选取城镇、农用地、林地和水域这4个因子作为多元线性回归模型中的自变量参数,对土壤多样性指数进行预测,得到相关系数R=0.990,因此,4个因子对土壤多样性指数影响具有较强的关联性。由此可见,大规模土地利用变化是引起土壤多样性变化的一个首要驱动因子。     

黑龙江通河县曙光石场地区土壤地球化学特征与成矿预测

为查明曙光石场地区各成矿元素和矿(化)体的分布特征,在1∶2万土壤地球化学测量的基础上,对研究区多种成矿元素进行聚类分析和因子分析。研究表明:区内Ag、Pb、Zn、Bi、Sn单元素异常个数多、变异系数值较高,具有较强的成矿潜力;区内Ag-Pb-Zn元素组合异常套和极好,异常强度较强,与岩浆热液型成矿作用相关,具有较好的找矿前景;根据单元素异常的套合情况及元素共生组合规律圈定组合异常六处并进行了槽探工程验证,在Ht-4组合异常处发现一铅锌银矿点,矿体、矿化体产于上石炭统唐家屯组流纹质凝灰岩中。     

综合物探法在砂岩型铀矿中深部找矿中的实践与分析——以新疆昭苏盆地为例

为了探查新疆昭苏盆地砂岩型铀矿的异常信息,选择可控源音频大地电磁测量、高精度磁测和土壤氡气测量三种物探方法,并简要介绍各方法的工作原理。通过分析昭苏盆地的地质特征、物性特征和本区的找矿难点,对昭苏盆地综合物探数据所蕴含的信息进行地质-物探综合解译。实践证明:可控源音频大地电磁测量对低阻和高阻体均有良好的电性响应,可以划分地层、推断断裂构造;高精度磁测可以推断氧化还原界面,辅助解释断裂构造;土壤氡气测量可辅助解释断裂构造,对地下铀矿体有指示作用,三种方法的技术特性相互补充,提高了物探解释的准确性。突破了伊犁盆地以往600 m的找矿深度,并以电性稳定的中阻厚层、磁测异常、氡异常偏高晕和峰-谷状曲线作为预测标志,解决了深埋藏条件下赋矿地质体的圈定难点,在昭苏盆地砂岩型铀矿中、深部找矿工作中取得了良好的效果。     

金衢盆地典型地区土壤-稻米重金属含量及土壤酸碱度的影响研究

作物对土壤中重金属的吸收受作物种类、采集部位及土壤理化性质等多方面因素的影响。近年来,金衢盆地土壤酸化面积逐年增大,酸化程度逐渐加深,其对土壤-作物系统中重金属元素的活动影响尚不明确。本文基于金衢盆地典型地区264组根系土壤-稻米样品分析数据,开展土壤、作物的重金属含量特征及其影响因素的研究,重点讨论了土壤pH对作物吸收重金属的影响。结果表明：①264件土壤中多数重金属元素的变异系数大于0.5,As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn元素之间呈显著正相关（P<0.01）。土壤Cd超标样品23件,超标率为8.7%;As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超标样品均未超过2件。②稻米中Cu、Zn与Cd含量呈显著正相关,Cd的富集系数（BCF）高于植物营养元素Cu、Zn。③稻米中Zn和Cu在P<0.1水平上与pH值呈显著正相关。Cd、Cr、Hg的BCF与pH值之间存在一定的负相关性。研究认为,适当调低土壤的酸碱度会削减土壤中Cd、Hg等重金属元素的活性,从而减少农作物对重金属的吸收转运。研究结果可为当地粮食安全生产决策提供科学数据,为土地管护提供参考依据。     

不同覆盖措施对高寒地区剥离的草皮块堆放温湿度及成活的影响

重大工程建设会扰动高寒草地,法规要求扰动区草皮层应予以剥离,待工程建设后再用于恢复原生植被,当前对剥离草皮堆放成活的影响研究较少。试验设计遮阳网与穿孔膜两种覆盖条件,探讨分析其对剥离的草皮块堆放与铺植利用后土壤温湿度及草皮块返青覆盖度的影响,研究结果表明：遮阳网覆盖堆体较自然地表日均土壤温度显著降低,同时各深度层极大延长冻结期,降水对土壤水分的补充效应延后,并造成堆放期水分大量损失;穿孔膜覆盖堆体较自然地表提高了土壤温度,阻碍了降水对土壤水分的补充,并造成堆放后土壤吸持水能力降低。遮阳网覆盖的草皮块返青覆盖度显著高于穿孔膜覆盖的返青覆盖度,堆放期日平均土壤温度>0 ℃的堆放日数与草皮块返青覆盖度的线性拟合较好。工程建设中应尽量缩短堆放时长,采用透水透气类覆盖材料,增加土壤与空气热量交换,以维持更长的冻结期,并适时补充水分,提高草皮块铺植的恢复成效。     

高寒冻土区生物结皮对土壤理化属性的影响

生物结皮是高寒地区地被层的重要组分之一。其作为地表特殊的结构层,能够改变地表结构及土壤理化属性,从而影响冻土环境。迄今为止,关于青藏高原高寒生态系统中生物结皮对土壤理化属性的影响尚不清楚。以青藏高原高寒冻土区生物结皮为研究对象,初步研究了生物结皮的特征及其对土壤理化属性的影响。结果表明：生物结皮在高寒草甸退化过程中广泛发育,主要以藻结皮为主,其盖度可达37.3%~51.7%,结皮层平均厚度为12.6 mm。由于生物结皮的发育,高寒地区5~20 cm土层粉粒含量有所增加,但差异不显著,而结皮层土壤田间持水量相比于裸地表层（2 cm）增加了10%~40%,结皮层容重较裸地降低了30%;两种类型藻结皮均显著增加了结皮层及其下0~20 cm土层土壤有机质,而深色藻结皮增加了结皮层及其下0~20 cm土层土壤全氮含量,浅色藻结皮仅增加了结皮层土壤全氮含量,对其下0~20 cm土层土壤全氮含量没有显著影响;生物结皮对土壤pH没有显著影响;生物结皮是高寒生态系统植被退化过程中的关键环节。研究结果为揭示生物结皮在高寒生态系统中发挥重要生态功能提供依据。     

大九湖泥炭沼泽源铁有机配合物的络合稳定性及其生态环境意义

为了研究泥炭沼泽源铁有机配合物的络合稳定性,利用pH电位滴定法和荧光淬灭滴定法测定了大九湖泥炭沼泽中不同分子量段的DOM和Fe2+、Fe3+的络合稳定常数.pH电位滴定法结果（4.0~6.1）和荧光淬灭滴定法（1.5~4.1）差异较大,这与高pH条件下OH被脱质子化及Fe2+的氧化有关.相对而言,pH滴定法更适用于探究不同分子量段DOM与铁的络合稳定性,荧光淬灭法不改变样品酸碱条件,更适于研究不同价态铁与DOM的络合稳定性.研究结果表明:DOM与Fe3+的络合稳定常数大于Fe2+,低分子量段（< 3 kDa）的DOM与Fe2+、Fe3+的络合稳定常数更大.泥炭沼泽源铁有机配合物具有较好的络合稳定性,分子量相对较小的DOM与铁的络合能力更强.即便Fe2+氧化为Fe3+,仍能与DOM络合并保持较强的稳定性,这有利于陆源溶解性铁向水生态系统的输出.沼泽源铁有机配合物的络合稳定性还会影响铁的生物可利用性.      

北京市土壤地质环境监测工作的实践与思考

开展北京市土壤地质环境的长期监测,对于政府管理部门及时掌握土壤环境质量状况,制定相应的防治措施具有重要的意义.北京市土壤地质环境监测网建成后,连续6年的监测结果表明:全市区域土壤重金属元素环境质量整体优良,存在点状有机污染;典型工矿区、农业种植区、重要水源地等重点监测区土壤环境质量总体良好,局部存在安全风险.监测网包括区域监测和重点监测两个层次;监测范围已覆盖全市域;区域监测周期3年,重点监测周期1年;形成了以化学指标为主的监测指标体系;监测方法包括野外样品采集、样品加工处理、数据处理及图件编制、无机元素(指标)和有机物分布特征分析及对比、结果评价等.针对监测工作中存在的样品代表性问题、分析测试问题、重点工作区问题和评价标准统一问题,提出了应加强方法技术和质量监控体系研究;对重点监测区的选取和工作方法进行深入探讨;在评价规范化、技术方法创新方面进行尝试等思路.