姜庆虎
- 作品数：16 被引量：139H指数：7
- 供职机构：中国科学院武汉植物园更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：农业科学生物学环境科学与工程水利工程更多>>
- 丹江口库区土壤侵蚀对土地利用变化的响应被引量：15
- 2017年
- [目的]探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应,为库区土壤侵蚀的防治提供借鉴性意见,从而为制定保障丹江口水质安全的措施提供科学支持。[方法]利用遥感影像解译的土地利用类型(2002—2013年),分析丹江口库区土地利用变化,同时利用修正的土壤流失模型RUSLE对土壤侵蚀量进行模拟分析,探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应。[结果]丹江口库区在2002—2013年期间主要的土地利用变化集中在林地、耕地、灌草地之间的转移以及建设用地的扩张,具体表现为林地面积扩大了13.72%,耕地面积小幅增加了5.76%,而灌草地面积大幅减少了37.61%,建设用地增长了2.40倍。丹江口库区2002,2008,2013年均以微度侵蚀占主导。库区土壤的整体侵蚀强度减轻,但土壤侵蚀在城市扩张地区增加明显。[结论]丹江口库区的土地利用变化及土壤侵蚀强度的改变主要受退耕还林、天然林保护等政策措施和城市扩张的影响。库区的土壤侵蚀程度在总体上具有降低的趋势,但在城镇化区域,土壤侵蚀状况急剧恶化。
- 章影廖畅姜庆虎刘峰
- 关键词：土地利用RUSLE模型土壤侵蚀丹江口库区城镇化
- 基于高光谱数据的滨湖土壤组分信息反演建模及优化
- 高光谱遥感是当前定量遥感发展的重要方向,土壤遥感是遥感应用研究的热点之一。目前,精准农业施肥和重金属污染监测已成为解决人地矛盾、确保粮食安全和农业可持续发展的基本前提。快速测定土壤组分含量,尤其是快速准确获取土壤中主要养...
- 姜庆虎
- 关键词：土壤组分偏最小二乘回归CARS
- 文献传递
- 高光谱技术——生态学领域研究的新方法被引量：12
- 2015年
- 高光谱技术是一种新的地物探测技术,该技术以其敏锐的地物光谱特征探测能力为精准识别地物属性提供了强有力的手段,在生态系统过程与属性研究中具有广阔的应用前景。该文以可见光-近红外光谱分析技术为例概述了高光谱技术的原理、特点与优势,以及高光谱技术分析的流程;总结并归纳了其在土壤、植物生理、农产品品质检测、凋落物分解方面的研究应用,指出高光谱技术与遥感成像技术结合在生态监测研究中的优势;归纳了高光谱技术应用中面临的问题,并希望高光谱技术在生态学领域研究中得到更广泛的应用。
- 姜庆虎童芳余明珠章影廖畅刘峰
- 关键词：生态监测信息提取参数反演
- 基于高光谱分析的淫羊藿药用成分快速检测研究被引量：3
- 2022年
- 中药材淫羊藿富含朝霍定和淫羊藿苷等黄酮类化合物,具有滋阴补肾、提高免疫力等功效,有较大的药用价值。当前,面对生产及育种过程中批量样品快速、无损检测需求的增加,传统的化学分析方法难以满足需要,而高效、廉价的现代高光谱分析技术备受青睐。但受制于光谱数据谱峰重叠及噪声的干扰,全波段光谱分析建模存在模型精度不高和运行效率低的问题。利用便携式地物光谱仪器获取淫羊藿可见-近红外光谱数据,借助遗传算法(GA)特征波段选择方法剔除无关波段,并与偏最小二乘回归(PLSR)分析建模技术结合,构建淫羊藿药用组分(朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷)高光谱GA-PLSR校正模型,探讨淫羊藿药用组分含量高效分析预测的可行性,并挖掘获取淫羊藿品质鉴定的重要光谱响应波段。结果表明:高光谱分析结合化学计量学在淫羊藿有效药用组分的快速无损检测方面具有相当大的潜力。与全波段PLS R校正模型相比,通过GA迭代优化,参与建模的有效光谱数据得到简化,GA-PLSR模型的测量精度和稳定性得到明显提升。主要表现在交叉验证的决定系数(R^(2)CV)得到明显提高,交叉验证的均方根误差(RMSE_(CV))普遍降低。其中,四种药用组分校正模型的R^(2)CV分别从0.645,0.720,0.718和0.642提升为0.671,0.835,0.782和0.796;同时,其对应的RMSE_(CV)值分别由2.102,2.896,21.069和1.221降为2.071,2.230,18.656和0.912。此外,明确了红边波段690~740 nm以及420 nm附近波段为淫羊藿药用组分朝霍定A、朝霍定B、朝霍定C和淫羊藿苷光谱鉴别分析的重要响应波段。该研究为高光谱技术淫羊藿品质准确高效鉴定和光谱传感器的波段设计提供一定的理论依据。
- 姜庆虎刘峰于东悦罗惠梁琼张燕君
- 关键词：淫羊藿遗传算法偏最小二乘回归
- 基于遥感与GIS的青海省刚察县土地利用时空变化研究被引量：3
- 2013年
- 为了更好地完善区域土地利用结构,促进土地资源可持续利用,利用遥感和GIS技术,提取了1995年和2006年青海省刚察县土地覆被变化情况。通过引入土地利用变化指数模型、转移矩阵模型及转化倾向性模型,分析了该区域土地利用变化的时空特征,并对其驱动力进行了初步探讨。结果表明:11年间刚察县土地利用处于稳定发展时期,受政策、经济等人为因素的影响,并考虑了自然因素的限制,其利用方式逐渐走向生态、集约;通过挖掘土地类型间的转化倾向,寻求土地利用变化驱动力,更好地阐明了土地景观空间发展的内在规律,为土地资源的可持续利用提供了有效的决策支持。
- 姜庆虎刘艳芳刘茜黄浦江
- 关键词：遥感模型分析
- 基于SWAT模型的旬河流域气候变化水文响应研究被引量：5
- 2021年
- 径流量是体现流域水量特征的重要指标。旬河作为汉江上游的主要支流,其径流量变化直接关系到丹江口水库(南水北调中线工程水源地)的储水量。以历史时期(1995-2015年)旬河流域实测径流量数据为基础,选择驱动SWAT水文模型,定量探究旬河流域径流量对气候变化的响应。结果表明,校准期和验证期决定系数(R~2)分别为0.85和0.87,Nash-Sutteliffe效率系数(NSE)分别为0.85和0.84,SWAT水文模型对旬河流域径流量模拟结果良好。采用英国Hadley气候中心预测的未来气候模式RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5,对2036-2055年的气象数据进行4种未来气候情景模拟,发现在历史气候情景下,三季度降水量对全年径流量贡献度最大,且四季度的径流量对三季度的降水量存在一定滞后效应;在RCP8.5情景下,雨季将提前且持续周期延长。研究结果可为政策部门在水资源宏观调控、极端气候预防和防洪减灾等方面提供参考。
- 梅嘉洺唐亚男李仪刘洋姜庆虎陈玺
- 关键词：气候变化SWAT模型径流模拟
- 顾及土壤湿度的土壤有机质高光谱预测模型传递研究被引量：13
- 2015年
- 高光谱遥感技术作为当前遥感发展的前沿科技,通过电磁波与地物的相互作用,可以定量反演地物的物理化学性质。土壤有机质是重要的土壤养分信息参数,利用高光谱遥感技术快速获取其含量信息可以为精准农业的发展提供必要的数据支撑。然而,由于受到外部参数差异的干扰,导致建模精度降低的同时,还会造成已有模型传递性的＂失效＂。为了消除湿度差异的干扰,进一步拓展已有模型的适用空间,以江汉平原滨湖地区为例,通过对95个土壤样本进行加湿处理,在实验室自然风干的条件下,量测得到13套不同湿度等级土壤样本的可见—近红外反射光谱数据,建立了各湿度等级下土壤有机质的光谱反演模型,研究水分差异对建模精度的影响;在此基础上,运用Direct Standardization（DS）算法对湿土光谱进行校正,进而探讨该算法在提高模型传递性能方面的潜力。结果表明：基于风干土光谱建立的模型预测精度最高,未经校正的湿土光谱无法通过该模型进行土壤有机质含量预测,预测偏差在-8.34-3.32g·kg-1,RPD在0.64-2.04;经过DS算法校正后的湿土光谱可以通过该模型进行土壤有机质含量预测,预测偏差降低至0,RPD值提高至7.01。研究表明DS算法能有效降低湿度差异对光谱反演土壤有机质的影响,使土壤有机质光谱反演模型适用于不同水分含量的土壤样本。
- 陈奕云漆锟刘耀林何建华姜庆虎
- 关键词：土壤有机质土壤湿度
- 基于RS与GIS的武汉城市湖泊演化研究被引量：26
- 2012年
- 以武汉市主城区为例,利用1995和2005年Landsat 5两期TM影像与2000和2010年Landset 7两期ETM+影像的解译结果,基于景观分形理论与GIS的空间分析功能相结合的研究方法,分别构建湖泊变化强度指数和湖泊分形维数变化指数。从湖泊面积变化和湖泊形态变化,以及湖泊水域和其他土地利用类型的转移变化特点与影响进行综合分析。来丰富湖泊演化的分析方法,并总结高速城市化背景下湖泊的变化规律,从而更深入地了解和认识人类活动因素与湖泊水域动态变化之间的响应关系,同时提出若干城市湖泊治理与管理的方式。研究结果表明,(1)15年间的湖泊水域面积总量的变化呈现萎缩的趋势,年变化量在逐渐减小,湖泊萎缩的速度得到了一定的控制。(2)1995—2010年湖泊分形维数也呈逐期较小趋势,说明湖泊几何形状趋于简单化,人为活动对湖泊的影响加大。(3)15年来主城区28个主要湖泊的变化强度指数均为负值,呈萎缩趋势。但从2000年开始,少数湖泊变化强度指数为正值,萎缩趋势得到初步的控制。(4)1995—2010年间湖泊的水域面积主要转移成为建设用地和耕地。其转移面积占转移总面积的87.02%。围湖造田和城市化率的迅速提高对城市湖泊的演化影响深刻。(5)城市化背景下湖泊面积与形态变化的规律并非完全与城市化发展速率呈正比的关系,当城市化率上升到一定的阶段后,城市内部对生态环境的保护与要求也不断提高。为改善城市环境和城市内部的生态用地,湖泊应得到立法等强制性保护。
- 黄浦江刘艳芳刘畅姜庆虎
- 关键词：湖泊演化
- 综合土地利用及空间异质性的土壤有机碳空间插值模型被引量：13
- 2018年
- 土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成部分,土壤有机碳库及其动态变化对陆地生态系统碳循环有着重要的影响.土壤有机碳密度(SOCD)是土壤碳储量的重要参数,也是评价农田土壤质量的重要指标,准确预测区域SOCD空间分布对发展精确农业有重要意义.本文使用江汉平原地区242个农田土壤样本数据,探究平原地区土地利用类型对SOCD空间分布的影响,以及当SOCD空间分布规律呈现空间异质性且存在空间异常值的情况下,虚拟变量回归克里格法(DV_RK)、均值中心化克里格法(MC_OK1)和中位数中心化克里格法(MC_OK2)这3种结合土地利用的克里格法在SOCD空间预测中的应用.结果表明:土地利用方式的差异是研究区水田和水浇地SOCD存在空间异质性的原因之一,导致SOCD存在空间非平稳特征,降低了普通克里格法(OK)的预测精度;而DV_RK、MC_OK1和MC_OK2在消除了由土地利用引起的SOCD空间异质性对建模的影响后,模型的稳定性提升,其预测精度均高于OK,其中,MC_OK2的模型可靠程度、预测精度和对SOCD总方差的解释能力最优.因此,土地利用类型作为易获取的辅助变量,可以有效减弱空间异质性和空间异常值对SOCD空间插值的影响,提升模型精度,降低不确定性,并与MC_OK2结合生成更高精度的SOCD空间分布图,帮助揭示SOCD空间分异规律,指导农业生产.
- 吴子豪刘艳芳陈奕云陈奕云姜庆虎郭龙
- 关键词：土地利用空间异质性土壤有机碳密度克里格插值
- 丹江口库区小流域土壤磁化率变异特征及影响因素研究被引量：2
- 2020年
- 土壤磁化率是表征土壤侵蚀特征的重要指标。本文以丹江口库区五龙池流域土壤为研究对象,沿坡位选取18个条带共采集85个表层(0~10 cm)土壤样品,通过对不同土地利用类型及景观位置的土壤磁化率分析以及与粒度关联分析,揭示小流域土壤磁化率变异特征并评估其影响因素。结果表明:1)土壤质量磁化率、频率磁化率平均含量分别为34.4×10^-8m^3/kg、9.69%,二者均呈中等的空间自相关,其值分别为0.59、0.51;2)不同土地利用类型中,土壤磁化率差异显著,其中质量磁化率为坡耕地>梯田>灌木林地>用材林地;频率磁化率为坡耕地>梯田>用材林地>灌木林地;不同景观位置上,土壤磁化率坡顶最低,中部最高,坡底居中;3)土壤磁化率与黏粒、粉粒含量存在显著正相关关系,与砂粒含量呈显著负相关关系。研究结果为间接监测流域土壤迁移与环境演变过程提供了依据,增加对流域内生源元素伴随土壤侵蚀迁移的演变历史和过程的理解,对于保护库区水环境和生态安全有重要意义。
- 刘洋梅嘉洺李仪唐亚男贺美姜庆虎刘峰
- 关键词：土壤磁化率影响因素丹江口库区
