李新国
- 作品数：72 被引量：319H指数：11
- 供职机构：新疆师范大学地理科学与旅游学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金新疆维吾尔自治区高校科研计划新疆维吾尔自治区自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 沿城市化梯度带土壤重金属潜在生态风险
- 2023年
- 为研究城市化对城市土壤环境的影响,从新疆乌鲁木齐市“城-郊-乡”梯度带采集77个表层土壤样品,测定其中As、Cd、Ni、Pb、Hg、Cu、Zn、V和Co等9种微量元素含量,利用潜在生态风险指数和生态风险预警指数,对比分析沿城市化梯度带土壤重金属污染风险。结果表明:研究区表层土壤中Hg元素在城区、郊区和乡村土壤中的平均含量均超出乌鲁木齐市土壤背景值,As元素在城区和郊区土壤中的平均含量超出背景值,Zn和Pb元素在城区土壤中的平均含量超出土壤背景值,其余元素在梯度带各土壤中的平均含量均低于相应背景值,所有重金属元素在城区土壤中的含量比乡村土壤中的含量高;梯度带上Hg元素呈现极强生态风险态势,其他8种元素呈现轻微生态风险态势;从生态风险预警指数来看,Hg元素在梯度带呈现重警、中警和重警态势,As元素在城区和郊区呈现预警态势,Zn元素在城区土壤中呈现预警态势,其余元素均呈现无警态势。整体上,研究区表层土壤中重金属元素含量及其潜在生态风险沿城市化梯度带呈现较明显的减少趋势。研究区梯度带表层土壤中Hg元素是最主要的生态风险因子,其潜在生态风险值得重视。
- 娜珠盼·斯德克江麦麦提吐尔逊·艾则孜李新国杨秀云
- 关键词：土壤重金属生态风险
- 开都河流域下游绿洲土壤盐分特征分析被引量：5
- 2014年
- 以开都河流域下游绿洲为研究区，通过野外调查、采样与室内实验分析，采用数值统计方法与主成分分析方法对区域土壤盐分特征进行研究。研究结果表明：（1）0～10 cm土层，土壤盐分含量为0．7348 g · kg^-1，10～30 cm土层为0．2070 g·kg^-1，30～50 cm土层为0．1852 g·kg^-1。随土层深度增加土壤盐分含盐量减少，土壤盐分含盐量的变异系数分别为319％、211％和193％，呈现强变异性。（2）0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土层中，随着土层深度的增加，Cl-、SO4^2-、Mg2＋和K＋＋Na＋离子的均值逐渐减少，总体上盐分分布具有较强的表聚性。（3）土壤盐渍化状况的特征因子是Cl-与SO4^2-。（4）未利用地土壤总盐分均值高于其它土地利用类型，耕地次之，林地的最小，分别为0．4420 g·kg^-1、0．0755 g·kg^-1和0．0414 g·kg^-1。
- 古丽克孜.吐拉克李新国阿斯耶姆.图尔迪赖宁
- 关键词：土壤盐分土壤盐渍化主成分分析
- 遗传算法和连续投影算法结合的土壤有机碳含量高光谱估算模型
- 2023年
- 土壤有机碳含量是土壤肥力与土壤质量的主要决定因素,与土壤生产力密切相关。采用高光谱模型估算土壤有机碳含量成为了解土壤肥力的重要方法。利用高光谱分析技术结合机器算法实现快速、高精度的估算土壤有机碳含量,对土壤肥力的可持续利用至关重要。根据实测的土壤有机碳含量及其高光谱反射率数据,运用Savitzky Golay方法对光谱波段进行平滑去噪,采用连续投影算法(SPA)、遗传算法(GA)对原始光谱及其5种不同数学变换光谱分别进行特征波段的筛选,并基于随机森林(RF)方法构建土壤有机碳含量的高光谱估算模型。为进一步降低模型的复杂度,将SPA算法与GA算法相结合,寻找最佳特征参数,以提升土壤有机碳含量特征波段的识别率和可信度。结果表明:(1)在原始光谱中,基于GA算法筛选SOC含量的高光谱响应波段主要集中在350~410、827~928、997~1064、1201~1234、1541~1574、1667~1710、2153~2186和2357~2707 nm;当RMSE为6.09时,SPA算法筛选了11个特征变量。(2)基于GA算法筛选特征波段时,原始光谱R、标准正态变量(SNV)、多元散射校正(MSC)、一阶微分(FD)、对数的倒数(RL)与连续统去除(CR)的维数分别降低到407、697、668、667、493、784维,占全光谱波段的18.93%~36.47%;基于GA-SPA算法筛选后,6种光谱变量的维度介于8~17维,RMSE介于4.53~6.30。(3)在一阶微分光谱形式下,基于GA-SPA算法挑选的12个特征变量所构建的RF模型预测效果最好,模型的建模集R_(c)^(2)为0.78,RMSE c为5.48,验证集R_(p)^(2)为0.82,RMSE_(p)为4.50,RPD为2.18。研究表明,光谱一阶微分可以增强土壤的光谱信息,GA算法结合SPA算法寻找光谱特征变量,既简化了估算模型的复杂度,又提高了估算模型的精度,基于遗传算法-连续投影算法的高光谱模型具有较高的估算能力。
- 牛芳鹏李新国白云岗赵慧
- 关键词：土壤有机碳含量遗传算法
- 博斯腾湖西岸湖滨带不同植被类型土壤剖面盐分特征分析被引量：17
- 2018年
- 以博斯腾湖西岸湖滨带为研究区,通过野外调查采样和室内实验分析,运用聚类分析、主成分分析和相关分析等方法对5种不同植被类型土壤(柽柳地、芦苇地、裸地、杨树地、辣椒地)剖面盐分类型、含盐量变化特征及盐分离子组成特征进行分析。结果表明:土壤剖面盐分类型可以划分为表聚型、震荡型、均匀型3类。柽柳地与裸地的土壤剖面类型为表聚型,其土壤剖面变异系数为61.28%,表聚系数是底聚系数的4.45倍,表层聚集现象严重;芦苇地的土壤剖面盐分类型为震荡型,变异系数为30.05%;辣椒地和杨树地的土壤剖面盐分类型为均匀型,变异程度最小仅为表聚型剖面的47.65%。5种不同植被类型土壤剖面平均盐质量分数呈现柽柳地>裸地>芦苇地>辣椒地>杨树地,其中柽柳地平均盐质量分数为2.67g/kg,与杨树地土壤平均盐质量分数之比为2.45。5种不同植被类型土壤剖面盐分组成以Na^++K^+、SO_4^(2-)、Cl^-为主,阳离子平均质量分数呈现Na^++K^+>Ca^(2+)>Mg^(2+),阴离子中总体表现SO_4^(2-)>Cl^->HCO-3,盐分状况的主要特征因子为Cl^-、SO_4^(2-)、Na^++K^+、总盐(St),土壤剖面盐分以氯化钾钠盐和硫酸钾钠盐为主,Cl^-与Na^++K^+相关系数为0.941,SO_4^(2-)与Na^++K^+相关系数为0.884;盐分状况因子Cl^-、SO_4^(2-)、Na^++K^+、St与电导率均呈显著正相关(P<0.05),电导率与Na^++K^+回归拟合效果较好,拟合关系式为y=0.039 5x+0.218 6,R2=0.966 7,P<0.05。
- 李志李新国毛东雷毛东雷
- 关键词：盐分特征植被类型土壤剖面湖滨带
- 基于连续小波变换的表层土壤有机碳含量的高光谱估算
- 2023年
- 土壤有机碳含量的高光谱估算,可快速、准确监测土壤肥力,为农业生产进行合理施肥提供科学依据。以博斯腾湖西岸湖滨绿洲为研究区,应用ASD FieldSpec3光谱仪测定表层土壤的高光谱反射率,采用重铬酸钾-外加热法测定表层土壤有机碳(SOC)含量;运用连续小波变换(CWT)分别对土壤高光谱反射率(R)及其一阶微分变换(R′)进行尺度分解,分析不同尺度分解后的数据与表层SOC含量的相关性,筛选敏感波段,分别建立偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)3种模型估算表层SOC含量。研究结果表明,土壤高光谱反射率与SOC含量呈负相关,经过一阶微分变换后,通过极显著性检验(P<0.01)的波段数由1689个降低为227个,最大相关系数绝对值(|r|)由0.39提高至0.54;土壤高光谱数据CWT处理后,与表层SOC含量的相关性随分解尺度的增加呈现先增后降的趋势。R′-CWT-SVM模型估算效果最优,建模集和验证集R 2分别为0.83和0.80,RMSE分别为5.24和3.56,RPD值为2.12,能够有效估算研究区表层SOC含量。
- 江远东李新国杨涵
- 关键词：土壤有机碳含量高光谱反射率连续小波变换
- 博斯腾湖西岸湖滨绿洲芦苇地土壤特征分析被引量：3
- 2016年
- 以博斯腾湖西岸湖滨绿洲芦苇地为研究区,分析不同长势芦苇地土壤特征,建立土壤主要特征因子与芦苇长势之间的回归模型。结果表明：芦苇地土壤盐分质量分数与电导率之间存在显著正相关,相关系数为0.97,土壤氧化还原电位（ORP）与pH间存在极显著负相关,相关系数为0.98;土壤盐分质量分数和电导率具有明显表聚现象,在0～10cm土层中,盐分质量分数占0～50cm土壤盐分总量的58.08%,电导率占0～50cm总电导率的45.21%;土壤盐分质量分数和pH是影响芦苇长势的主要特征因子,芦苇株高和土壤盐分质量分数之间的回归方程为H=0.01S3-0.27S2＋1.15S-1.19,R2=0.88,芦苇生长最适盐分质量分数在3.80～4.40g/kg;芦苇数量与土壤pH间的回归方程为M=-196.71pH＋1 741.80,R2=0.92,芦苇生长最适pH为7.80（F〉95%）。
- 宋梦洁李新国刘彬
- 关键词：土壤特征
- 开都河流域下游绿洲盐渍化土壤高光谱特征被引量：14
- 2015年
- 土壤光谱反射特性是土壤遥感的物理基础。通过野外调查采样、土壤盐分实验分析与土壤高光谱数据采集,对土壤高光谱数据一阶和二阶导数微分变换处理,分析土壤样品的光谱特征,建立土壤光谱和土壤盐分含量间的相关关系,对研究区盐渍化土壤含盐量进行定量反演。研究结果表明：1）从土壤光谱反射率的形态特征来看,土壤的光谱反射率曲线总体上变化较为平缓,光谱特征形态较为相似,且基本平行。2）研究区土壤光谱反射率曲线的形状大致可由300-600nm、600-800nm、800-1000nm、1000-1400nm、1400-1900nm、1900-2100nm、2100-2500nm七个折线段和560nm、900nm、1400nm、1900nm、2200nm五个特征吸收点来控制。3）利用光谱反射率一阶导数微分的盐渍化土壤含盐量多元线性回归预测模型的预测效果均优于利用反射率原型和反射率二阶导数微分,其中氯化物-硫酸盐型RMSE=0.33,硫酸盐型RMSE=0.31,硫酸盐-氯化物型RMSE=0.22。
- 赖宁李新国梁东
- 关键词：盐渍化土壤光谱特征高光谱数据
- 乌鲁木齐市土壤微量元素沿城市化梯度带含量及污染评价
- 2022年
- 为揭示城市化对城市土壤环境安全的影响,该文从新疆乌鲁木齐市典型的城-郊-乡梯度带采集77个表层(0~20 cm)土壤样品,测定其中As、Cd、Ni、Pb、Hg、Cu、Zn、V和Co等9种微量元素含量,利用地质累积指数(I;),对比分析沿城-郊-乡梯度带土壤微量元素的分布特征。结果表明:(1)研究区表层土壤中Hg与Cd元素在城区、郊区和乡村土壤中的平均含量均超出新疆土壤背景值,其他7种元素在3个梯度带土壤中的平均含量均低于相应背景值;(2)从平均值来看,表层土壤中As元素呈现“郊>城>乡”的变化趋势,Cd元素呈现“城=郊>乡”的变化趋势,Ni、Pb和V等3种元素呈现“城>郊>乡”的变化趋势,Hg、Cu、Zn和Co等4种元素呈现“城>乡>郊”的变化趋势;(3)各梯度带土壤中Hg元素污染水平最高,是主要的污染因子,其次为Cd元素,表层土壤Hg污染值得重视。(4)Cd、Ni、Pb、Zn、V和Co等6种元素I;值的空间分布格局相似,在研究区南部城区出现I;值较高。As、Cu和Hg等3种元素在各梯度带均出现I;高值区。整体上,表层土壤中大部分微量元素含量沿城市化梯度带呈现下降趋势。
- 娜珠盼·斯德克江麦麦提吐尔逊·艾则孜杨秀云李新国艾尼瓦尔·买买提
- 关键词：土壤微量元素污染
- 开都河流域下游绿洲土壤盐渍化时空变化及其成因分析被引量：10
- 2013年
- 以开都河流域下游绿洲为研究区,以1973年MSS、1990年TM、2010年ETM+影像和统计资料为基本数据源,运用RS与GIS技术对研究区土壤盐渍化的类型、程度、面积与空间分布信息进行提取,利用土地转移矩阵和盐渍化动态度模型对近40a研究区土壤盐渍化时空动态变化及其成因进行分析。研究结果表明:1)1973年土壤盐渍化面积为1293.14km2,2010年为659.68km2,减少633.46km2;其中重度盐渍化面积减少150.69km2,中度盐渍化面积减少370.56km2,轻度盐渍化面积减少112.21km2,均呈现下降趋势。2)1973～2010年,重度、中度、轻度土壤盐渍化向绿洲边缘移动;重度、中度、轻度盐渍化地之间相互转化,荒地是三类盐渍化地转入面积的主要部分。3)大陆荒漠性气候、成土母质富含硫酸盐和氯化物、低洼的地形、地下水位浅等自然因素是该区域土壤盐渍化发生演变的内因;大规模的绿洲土地开发利用和不合理的农业灌溉模式等人类经济活动是其发生演变的外因。
- 赖宁李新国阿斯耶姆.图尔迪麦麦提吐尔逊.艾则孜
- 关键词：土壤盐渍化绿洲
- 开都河下游灌区土壤盐渍化研究被引量：6
- 2010年
- 土壤盐渍化是影响干旱区绿洲生态环境稳定的重要因素。以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为例,基于GIS平台,以两个时期的遥感影像数据作为主要信息源,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行遥感解译和实地调查。研究表明:近20年来研究区的土地盐渍化数量和程度有所减缓。盐渍化土地面积由1990年的1 928.90km2下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了415.50 km2,平均每年减少21.87 km2,年减少率为1.13%;土壤盐渍化程度有所减缓,但土壤盐渍化依然对区域的生态环境安全与绿洲经济的可持续发展构成威胁。
- 李新国李会志王影任云霞
- 关键词：土壤盐渍化绿洲
