卫星遥感在秸秆焚烧监测中的应用

通过对MODIS光谱特征的分析，提出了一种综合运用3S技术进行秸秆焚烧动态监测的资料处理流程和量化判识指标。通过在关中地区2004年麦秸秆焚烧监测中的应用，效果良好，为政府部门迅速、准确地了解全省秸秆焚烧情况，提高预警能力和监督检查的效率提供了科学依据。     

The effect of conservation practices in sloped croplands on soil hydraulic properties and root‐zone moisture dynamics

Rain‐induced erosion and short‐term drought are the two factors that limit the productivity of croplands in the red soil region of subtropical China. The objective of this study was to estimate the effects of conservation practices on hydraulic properties and root‐zone water dynamics of the soil. A 3‐year experiment was performed on a slope at Xianning. Four treatments were evaluated for their ability to reduce soil erosion and improve soil water conditions. Compared with no practices (CK) and living grass strips (GS), the application of polyacrylamide (PAM) significantly reduced soil crust formation during intense rainfall, whereas rice straw mulching (SM) completely abolished soil crust formation. The SM and PAM treatments improved soil water‐stable aggregates, with a redistribution of micro‐aggregates into macro‐aggregates. PAM and SM significantly increased the soil water‐holding capacity. These practices mitigated the degradation of the soil saturated hydraulic conductivity (Ks) during intense rainfalls. These methods increased soil water storage but with limited effects during heavy rainfalls in the wet period. In contrast, during the dry period, SM had the highest soil water storage, followed by PAM and CK. Grass strips had the lowest soil water storage because of the water uptake during the vigorous grass growth. A slight decline in the soil moisture resulted in a significant decrease in the unsaturated hydraulic conductivity (Ku) of the topsoil. Therefore, the hydraulic conductivity in the field is governed by soil moisture, and the remaining soil moisture is more important than improving soil properties to resist short‐term droughts. As a result, SM is the most effective management practice when compared with PAM and GS, although they all protect the soil hydraulic properties during wet periods. These results suggest that mulching is the best strategy for water management in erosion‐threatened and drought‐threatened red soils. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

利用改进型MODIS火点探测算法实现河北省秸秆焚烧火点识别

为准确地了解河北省秸秆焚烧火点的空间分布,为秸秆焚烧监测的实现、禁烧工作的开展、环境质量改善提供支持.基于MODIS L1B数据、MODIS标准火点产品MOD14、全国秸秆焚烧火点日报数据为基础,采用改进型MODIS火灾探测算法,并通过IDL语言实现,得到秸秆焚烧火点空间分布信息,并进行空间与定量精度分析.研究表明:火点大部分位于河北省南部的一些地区,其中尤以邢台、石家庄、邯郸火点数量最为突出;该算法运算速度快,获取的秸秆焚烧火点数据具有一定检测精度和可靠性,对秸秆焚烧的监测具有一定的实用价值.     

秸秆地质聚合物复合材料保温性及耐高温性能研究

为弥补传统秸秆建筑材料在抗压强度、防火性能、保温能力等方面的不足,本实验将秸秆掺入地质聚合物中合成一种新型复合保温建筑材料,研究了不同秸秆含量对材料保温性能的影响,并考察了材料的耐高温性能。结果表明:秸秆地质聚合物具有良好的保温性能,秸秆掺量由1%增至6%时,材料的导热系数由0.0981 W/m·K减至0.0692 W/m·K。秸秆掺入量为4%时,抗压强度为32.78 MPa。耐高温实验结果显示,当煅烧温度低于250℃时,地质聚合物对秸秆具有一定的保护作用。当材料在600℃温度下煅烧120 min后,其抗压强度依然达到35.94MPa。温度在800℃以内材料具有稳定的矿物组成,热稳定性良好。     

石灰土中秸秆还田降解率及其对土壤肥力的影响

石灰土具有高的有机碳的积累,但营养成分的供给速率偏低,导致土壤贫瘠。本文通过室内模拟实验,研究相同来源玉米秸秆在岩溶土与非岩溶土中的降解情况,对秸秆降解率、土壤理化性质、土壤肥力等进行动态检测,结果表明：（1）总体上岩溶土秸秆降解速率比非岩溶土快。秸秆降解速度最快主要集中在最初60天,之后呈缓慢上升趋势,到98天基本达到平衡。非岩溶土降解峰值出现时间为第42天,岩溶土为第28天,峰值出现时间前者比后者滞后14天。总降解时间持续160天,岩溶土降解率为77%,非岩溶土为75%。（2）秸秆降解期间,土壤pH值前期有下降的趋势,后期慢慢回升,这与秸秆降解过程中不同时期降解产物变化规律相吻合。秸秆还田可以提高土壤肥力,其中速效氮和速效钾含量增加非常明显。（3）与岩溶土相比,全量检测结果显示各肥力指标在非岩溶土含量低,但升幅百分比高;有效态检测结果显示非岩溶土速效磷和速效钾含量高。说明秸秆还田一些营养元素有效态在非岩溶土中更易于释放,而岩溶土由于其土壤质地的特殊性,许多养分被土壤粘土矿物牢固结合,营养元素供给速率慢,但因此也易于养分全量的累积。     

玉米秸秆带状覆盖对西北旱地土壤温度及马铃薯产量的影响

设黑膜大垄（M1）、玉米秸秆带状平覆（M2）、玉米秸秆带状垄沟覆杆（M3）和不覆盖露地平作（CK）4个处理进行田间小区试验,对比研究不同覆盖方式对西北旱地土壤温度及马铃薯产量的影响。结果表明：M1较CK提高全生育期土壤温度0.98℃,主要提高了块茎膨大期5 cm土层（2015年）及淀粉积累期10 cm土层（2016年）的土壤温度;M2、M3较CK降低全生育期土壤温度1.06℃、0.59℃,主要降低了块茎形成期10 cm土层的土壤温度。两年M1、M2、M3分别平均较CK增产11.68%、21.74%、16.88%。产量与淀粉积累期至收获期单株结薯数、单株产量正相关（r=0.064~0.766）,覆盖处理显著较CK提高淀粉积累期单株结薯数及单株产量,平水年以M1最好,偏旱年以M2最好。     

卫星红外遥感技术在我国环保领域中的应用与发展分析

本文较为系统地分析了卫星红外遥感技术在我国秸秆焚烧、沙尘、气溶胶、颗粒物、灰霾等大气环境遥感监测,水华、水质参数、水表温度、热污染、核电厂温排水等水环境遥感监测,以及土壤含水量、地表温度、干旱、城市热岛效应等生态环境遥感监测的应用。同时,指出目前国产卫星红外载荷业务化应用程度不高、辐射定标能力不足、应用反演算法原创性不强、地面观测和试验验证能力不足等问题;并提出需大力发展国产红外传感器、提高辐射定标能力、发展国内原创监测算法、建设大型环保应用综合试验场等建议,以促进红外遥感技术在环境保护领域的应用和发展。     

小麦秸秆还田量对晋南地区裸地土壤—大气间甲烷、二氧化碳、氧化亚氮和一氧化氮交换的影响

采用静态暗箱采样—气相色谱/化学发光分析相结合的方法,对晋南地区盐碱地不同小麦秸秆还田量裸地土壤夏、秋季(2008年6～10月)的甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO)交换通量进行了原位观测。结果表明:观测期内,秸秆全还田(FS)、秸秆一半还田(HS)和秸秆不还田(NS)处理土壤—大气间CH4、CO2、N2O和NO平均交换通量分别为-0.8±2.7、-1.4±2.3、-6.5±1.8μg(C).m-2.h-1(CH4),267.1±23.1、212.0±17.8、188.5±13.6mg(C).m-2.h-1(CO2),20.7±3.0、16.3±2.3、14.7±1.7μg(N).m-2.h-1(N2O),3.9±0.5、3.4±0.5、3.0±0.4μg(N).m-2.h-1(NO)。交换通量表现出明显的季节变化趋势,灌溉、降雨和温度变化是影响该趋势的主要因素。相对于NS处理,FS和HS处理降低了累积CH4吸收量(66%和59%),增加了累积CO2(42%和12%)、N2O(41%和9%)和NO(30%和13%)排放量,因此,秸秆还田促进了农田土壤总的温室气体排放。计算得到FS和HS处理小麦秸秆的CO2、N2O、NO排放系数分别为73.4%±1.6%和43.3%±1.0%(CO2)、0.37%±0.01%和0.17%±0.00%(N2O)、0.06%±0.00%和0.05%±0.00%(NO),FS处理的排放系数显著高于HS处理,且均低于同一实验地种植玉米、施肥农田的小麦秸秆排放系数(N2O和NO排放系数分别为2.32%和0.42%)。可见,在采用排放因子方法估算还田秸秆CO2、N2O和NO排放量时,应考虑秸秆还田量、农作物种植和施肥因素的影响。     

潮湿环境中稻草的防腐效果及极限拉伸性能

滨海盐渍土存在盐胀、溶陷和吸湿软化等问题,需对其进行处理。设想使用高分子材料SH胶防腐处理稻草,以防腐后的稻草加筋滨海盐渍土。为评价浸胶稻草的防腐效果及其力学性能,测试了天然和浸泡SH胶稻草的吸水率,及天然、浸水、浸胶及浸胶后再浸海水稻草的极限拉力和极限延伸率。结果表明：（1）浸胶稻草与天然稻草相比,吸水率最多可降低50%,证实防腐效果较好;（2）浸胶后,稻草的极限延伸率和极限拉力最大提高了26%和23%;（3）同是浸泡在海水中,浸胶后稻草较天然稻草,其极限延伸率和极限拉力的最大增长率为12%和11%;（4）浸胶稻草的SEM照片观察及能谱分析表明,SH胶包裹了纤维并进入到稻草的孔隙中,增强了纤维间的联结,提高了稻草的极限抗拉性能。SH胶防腐后的稻草作为加筋材料是可行的。     

轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙抗震性能试验研究

为了促进适合我国国情的轻型木结构发展,介绍了一种自主开发的轻型定向秸秆板-榫卯连接木骨架剪力墙,该剪力墙由墙体模块、顶梁板、底梁板三部分组成,墙体模块的木骨架间采用榫卯连接,面板采用定向秸秆板.通过12片分别由3个剪力墙模块组成的剪力墙的水平单向加载和低周反复加载试验研究,得到了剪力墙的破坏特征、抗剪强度、滞回性能、延性及耗能等性能指标,分析了洞口大小、洞口位置及竖向荷载对剪力墙抗震性能的影响以及剪力墙与单个墙体模块抗震性能的区别.结果表明:剪力墙的破坏主要是面板破坏及面板与钉的连接破坏,剪力墙的抗剪强度比墙体模块的要低约10％,滞回曲线呈明显的反S型并有明显滑移,等效粘滞阻尼系数约为0.13.