张海威
- 作品数：18 被引量：232H指数：9
- 供职机构：新疆大学资源与环境科学学院绿洲生态教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金新疆维吾尔自治区自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学自动化与计算机技术理学更多>>
- 艾比湖流域地表水二维荧光峰值与水质指标关系初探被引量：3
- 2018年
- 随着技术的进步与发展,国内外学者早已利用不同的技术手段对水质指标的评价与估算开展了大量研究,但是利用二维荧光峰值估算水质指标的方法尚不多见。以艾比湖流域地表水为研究对象,利用多元统计分析和逐步回归分析方法,对二维荧光峰值和水质指标建立估算模型以初步探究二者的相互关系。结果表明:(1)艾比湖流域不同河流的水质状况不同,博尔塔拉河(简称博河)的TN含量最高,水库及水渠的TP含量最高。(2)同一水样点有三个荧光峰(Peak1,Peak2和Peak3)且强度逐渐减弱,不同河流的荧光峰强度不同,其中博河、水库及水渠的荧光峰强度变幅最大。(3)经过荧光峰值与水质指标的相关分析发现Peak1与BOD_5,Peak2与BOD_5,Peak2与COD,Peak2与DO具有较好的相关性,相关系数分别为:0.479,0.371,0.655和0.618。将单荧光峰值和水质指标建立估算模型,经验证四组估算模型的精度较差,单峰值建模无法达到监测要求。因此,在单荧光峰值建模的基础上,将每个水样的三组荧光峰值和水质指标进行综合建模,建立多元回归方程,经模型验证得出三组荧光峰值与DO的综合模型效果最好,R=0.756,RMSE=1.001。因此二维荧光峰值与水质指标DO的综合估算模型是可行的,对干旱区水质指标监测具有一定的参考意义,为艾比湖流域水资源的开发、利用及保护提供科学依据。
- 张贤龙张飞张海威张海威陈丽华
- 关键词：艾比湖流域水质指标
- 水胁迫下典型盐生植被梭梭光谱特征分析被引量：6
- 2019年
- 荒漠地区由于气候干燥,降水稀少,水分常成为制约植被生长的因素之一,水分胁迫对植物长势和产量的影响比任何其他胁迫都要大。随着高光谱技术的发展,国内外已有众多学者利用高光谱数据研究植被遭受胁迫作用,然而这些研究对象多集中于甜菜、棉花、玉米、水稻等作物,针对干旱区盐生植被遭受胁迫作用的研究较少。梭梭作为荒漠、半荒漠地区的典型盐生植被之一,具有极高的经济和生态效益。选择梭梭作为研究对象,培育一年生梭梭,并设置三个水分梯度,形成受不同水分量胁迫的梭梭。使用原始光谱、红边位置参数,结合植被指数及二维相关光谱研究其叶片光谱特征,为干旱区利用高光谱遥感监测盐生植被提供借鉴。结果表明:(1)分析梭梭叶片反射光谱曲线发现,在可见光至中红外各波段范围内,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。在可见光(350～610nm)波段,各水分处理的梭梭叶片反射率依次为100mL>500mL>200mL,这是由于100和200mL水分促进梭梭内部叶绿素合成,使该波段反射率降低,而过多的水分(500mL)对梭梭内部的叶绿素合成没有更大的促进作用。在红光区(611～738nm),随着水分量的增多,受不同水分量胁迫的梭梭叶片光谱反射率依次减小。在738～1 181和1 228～1 296nm波段,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为:200mL>100mL>500mL;在1 182～1 227nm波段,受不同水分量胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率为:100mL>200mL>500mL。这是由于植被细胞结构对近红外区域的反射率影响较大,因而受不同水分胁迫作用的梭梭叶片光谱反射率有显著差异。在1 300～1 365和1 392～1 800nm波段,受各水分胁迫作用的梭梭叶片反射率为:100mL>200mL>500mL。这表明在500mL水分胁迫量范围内,水分越多,叶子的细胞液、细胞膜对水分的吸收能力越强,使得反射率下降。通过对原
- 邓来飞张飞张飞张飞袁婕
- 关键词：梭梭水分胁迫二维相关光谱光谱指数
- 精河绿洲盐渍土表层土壤盐分因子的空间变异及分布格局被引量：22
- 2018年
- 土壤含盐量、电导率和pH值是调查评价土壤盐渍化程度的主要因子,对其进行定量探讨及空间异质性研究是解决土壤盐渍化快速诊断问题的前提。以新疆精河绿洲为研究区,利用"3S"技术并结合Google Earth进行实地调查,结果表明:(1)精河绿洲表层土壤0~10 cm层含盐量和电导率呈强变异强度,变异系数分别为1.053和1.146;>10~20 cm层的土壤电导率变异系数为2.385,也呈强变异。绿洲表层土壤0~10 cm以及>10~20 cm层pH值的变异系数均小于10%,属于弱空间变异;(2)通过空间插值方法发现,0~10和>10~20 cm层的土壤电导率和含盐量高值区主要集中在艾比湖东南部和西北部,由于受到各种自然与人文因素的影响,土壤电导率和含盐量较高,盐渍化程度较高;而在艾比湖西侧以及以耕地为主的绿洲内部植被覆盖度较高,盐渍化程度较低。2层土壤的pH值的分布并无明显的变化规律,呈现出高低值交错分布的状态;(3)含盐量的空间自相关指数从0~10 cm层的0.306增加到>10~20 cm层的0.527。研究区土壤含盐量自西南向东部逐渐增加,0~10 cm层以及>10~20cm层盐分含量呈相同的空间变化趋势且含盐量在空间上具有较强的依赖关系。该研究对于及时掌握盐渍化程度与分布、合理制定土地利用政策与生态改良措施、实现区域可持续发展等方面具有重要作用。
- 张飞李怡博王东芳王小平张海威陈丽华
- 关键词：盐渍土
- 艾比湖流域气溶胶光学厚度与土地覆被景观格局关联分析被引量：7
- 2016年
- 土地覆被-景观格局直接或间接影响大气环境,了解大气环境对土地覆被-景观格局的响应,对维护和改善生态环境具有重要的意义。该研究基于环境一号卫星HJ-1B CCD数据,研究艾比湖流域土地覆被-景观格局与气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的关联关系,首先通过CCD数据反演AOD,然后利用分维数分析和贡献分析方法,定量分析土地覆被-景观格局对AOD的影响。结果表明:1)研究区AOD主要集中于绿洲及人口集聚区,从绿洲的中心到绿洲边缘气溶胶光学厚度逐渐降低,且在南部山区集聚呈带状;2)流域平均AOD与景观指数PD、ED、LSI和AI之间均存在着高度相关性,且景观的组成和空间结构都影响着流域AOD的空间分布;3)通过分维数分析,可知耕地和盐渍地的AOD密度从高值中心到外边界下降,但在其他的土地覆被类型上变化相反,盐渍地和耕地是流域主要空气污染的贡献者;4)应用贡献分析法进一步阐明了耕地和盐渍地可以增加空气污染,而林草地的效果相反。土地覆被变化和人类活动是影响艾比湖流域AOD空间分布主要原因,对AOD与土地覆被-景观格局变化的定量研究可以使研究者更好地了解AOD与土地覆被-景观格局的关系,进一步为土地政策的制定和土地利用规划提供参考。
- 王小平张飞井云清张海威李哲
- 关键词：遥感土地利用艾比湖流域
- 艾比湖流域河流水化学季节特征及空间格局研究被引量：15
- 2018年
- 基于2016年5月和10月两次野外水质数据,综合应用空间分析和多元统计方法,系统分析了艾比湖流域河水水质的季节性特征及空间分布格局.结果表明:流域大部分地表水的SO_4^(2-)、Cl^-和HCO_3^-浓度并无显著差异,水化学类型处于水化学类型易变的区域.但结合Piper图可以初步判断艾比湖周边的水化学类型为SO_4^(2-)-Na^+型,精河及博尔塔拉河为HCO_3^--SO_4^(2-)-Ca^(2+)-Na^+型,奎屯河为SO_4^(2-)-Cl^--Na^+型.流域水化学组成整体的自然起源主要受自身蒸发-结晶作用与以碳酸盐岩为主的风化溶解作用的共同影响,大气降水的输入作用十分微弱.10月河流部分地区受农业、工业等人类活动影响,说明人为因素对流域内的水化学组成产生影响.结果研究可以为艾比湖流域水环境管理提供科学依据.
- 朱世丹张飞张海威
- 关键词：艾比湖水质变化
- 新疆艾比湖主要入湖河流精河与博尔塔拉河三维荧光光谱特性及其与水质的关系被引量：13
- 2017年
- 以艾比湖主要入湖河流——精河与博尔塔拉河为研究对象,分别分析了精河与博尔塔拉河的水体溶解性有机质(DOM)的组成结构及水质参数与荧光指数的关系.利用平行因子分析法对三维荧光光谱(EEM)分析发现,精河与博尔塔拉河均含有C1(260/420 nm)腐殖酸等有机质、C2(240,240/490 nm)UVC类腐殖质、C3(220/280,300/450 nm)蛋白质类有机质和C4(260,270/530 nm)类腐殖质,且不同荧光组分结构具有一定差异性.为了进一步了解DOM组分特征,采用三维荧光区域积分法分析各区域标准体积百分比,结果表明精河与博尔塔拉河EEM的区域Ⅰ与区域Ⅱ蛋白质有机质含量最高,区域Ⅲ富里酸含量最低.相关性分析表明,主要入湖河流的水质参数与荧光指数中,自生源指数(BIX)与总氮(TN)浓度以及腐殖化指数(HIX)与铵态氮(NH_4^+-N)浓度的相关性较强,相关系数分别为0.831和0.684,且具有显著性;HIX与TN浓度的相关系数为0.604,达到显著性水平.进而对相关性较强的水质参数与荧光指数进行3次拟合,其中HIX与NH_4^+-N浓度的拟合效果最好,相关性系数为0.908,其次是BIX与TN浓度,相关性系数为0.844.总之,通过分析精河与博尔塔拉河三维荧光特征,以及探讨荧光指数与水质参数的关系,可为治理干旱区水环境问题提供理论依据和参考.
- 张海威张飞李哲Abduwasit GhulamKung Hsiangte任岩陈芸
- 关键词：水质荧光光谱艾比湖入湖河流
- 准东地区不同区域土壤重金属关联性分析及空间分布被引量：4
- 2017年
- 本文以准东地区的五彩湾、荒漠带和将军庙区域为研究靶区,运用多元统计分析及空间分析法,对准东地区的五彩湾、荒漠带和将军庙区域之间的土壤重金属进行关联分析及空间分布。结果表明:Hg、As元素在这三个区域变幅较小,土壤重金属含量较为集中,相比之下Cu、Cr、Pb和Zn元素变幅较大。由主成分分析得,这三个区域均提取了四个主成分;Hg、As、Cu、Cr、Pb和Zn元素是影响五彩湾与荒漠带区域土壤重金属含量的主要因素;As、Cu、Cr和Pb元素是影响将军庙区域土壤重金属含量的主要因素。通过对不同区域的土壤重金属相关性分析得,五彩湾区域土壤Zn元素与将军庙区域土壤Zn元素呈显著性负相关,其中相关系数为-0.753,荒漠带区域Cr元素与将军庙区域的Hg、Cr元素均呈显著性正相关,其相关系数分别为0.776、0.751,显著性水平相关p<0.01,荒漠带区域的Cu元素与将军庙的Pb元素具有显著性正相关,相关系数为0.792。进而对显著性相关的元素进行拟合可知,将军庙区域的Hg元素与荒漠带地区的Cr元素三次拟合关系最好,相关系数R^2=0.9491。各元素空间插值明显,高值区域主要分布在五彩湾和将军庙区域。
- 张海威张飞夏楠
- 关键词：重金属污染
- 新疆艾比湖主要入湖河流同位素及水化学特征的季节变化被引量：15
- 2018年
- 通过野外调查取样和室内测试分析,利用水文化学以及氢氧稳定同位素技术,分析艾比湖主要入湖河流氢氧同位素及水化学的组成特征,并探讨其季节性变化.结果表明:地表水水质指标高值多出现于博乐市、温泉市和精河县及艾比湖湿地附近,主要污染为水体富营养化、工矿业污染以及有机质污染,其污染程度夏、秋季高于春、冬季.河水的δ18O与δ2H存在明显的线性关系,其相关指数为夏季(R^2=0.99)>春季(R^2=0.98)>秋季(R^2=0.96)>冬季(R^2=0.90),均沿当地大气降水线分布,受西北干旱区强烈的蒸发作用影响,各季节河流斜率均小于8,氘过量参数值多为正值.博尔塔拉河与精河地表水体δ18O值整体上表现为沿流程逐渐偏正的趋势,博尔塔拉河水体氢氧同位素与高程相关指数表现为春季(R^2=0.70)>冬季(R^2=0.57)>夏季(R^2=0.45)>秋季(R^2=0.30),精河因其海拔差异不大,流程简短,与高程相关性低.博尔塔拉河和精河氢氧同位素与氯化物、硫酸盐、五日生物需氧量等指标间存在相关性,且在夏、秋季最大,相关系数R>0.75,与总磷、Cu2+、色度、浊度等指标基本都不显著相关,相关系数R<0.25.
- 朱世丹张飞张飞张海威
- 关键词：入湖河流水质指标稳定同位素艾比湖
- 艾比湖流域地表水水体悬浮物、总氮与总磷光谱诊断及空间分布特征被引量：20
- 2017年
- 水体悬浮物(SS)、总氮(TN)和总磷(TP)是衡量水质的一个重要指标。选择新疆艾比湖流域为靶区,基于2015年10月实测光谱数据,采用微分法和反射率变换法以及偏最小二乘法估算水体中的SS、TN和TP的质量浓度。结果表明,(1)水体悬浮物的自然对数(ln SS)的显著性波段出现在350、410、520、570、655和940 nm处,基于偏最小二乘法的ln SS均方根一阶拟合效果最好,P<0.01水平下拟合系数r^2=0.3562。此外,ln SS与总氮、总磷存在显著性正相关,相关系数分别为0.506和0.505(P<0.01)。(2)水体TN的显著性波段出现在393~399 nm与674~678 nm范围内,水体TN的倒数一阶拟合效果最好,P<0.01水平下拟合系数r2=0.438 9;(3)水体TP的显著性波段出现在333、349、862、882和905 nm处,水体TP的倒数一阶拟合最优,P<0.01显著性水平下拟合系数r^2=0.634 8。从水体SS、TN和TP浓度的空间分布可知,水体SS、TN和TP含量高值点位于艾比湖的北岸,基于最优模型反演的SS、TN和TP的浓度整体偏高,且与原始数据的空间分布相差不明显。综上所述,利用光谱数据可以精准、快速的估算水体悬浮物、总氮和总磷,可为水质的评价提供科学依据,亦可为今后利用星载高光谱传感器对艾比湖流域水质参数进行大面积估算提供新思路。
- 张海威张飞李哲阿依努尔.玉山江陈芸
- 关键词：艾比湖流域水体总氮总磷光谱诊断
- 光谱指数的植物叶片叶绿素含量估算模型被引量：32
- 2018年
- 叶片叶绿素能够有效监测植被的生长状况,利用光谱指数反演植被叶绿素含量是目前的通用方法。实测了盐生植物光谱反射率和叶片叶绿素含量。对SPAD值进行变换,对比Pearson与VIP方法探讨盐生植被叶片叶绿素含量与植被指数的相关性并进行精度验证,从中选出最佳拟合模型。研究表明,通过对Pearson与VIP相关性分析,最终选定VIP方法建立植被指数的叶片叶绿素估算模型,NDVI_(705),ARVI,CI_(red edge),PRI,VARI,PSRI和NPCI的VIP值均大于0.8,因此选定这七个植被指数为最优植被指数;预测结果显示,所有模型的相关性都在0.7以上,预测值与实测值相关性最好的是经过倒数变换的SPAD值,R=0.816,RMSE=0.007。基于VIP方法的反演模型能较好地估算研究区植被叶绿素含量,该方法为植物叶绿素含量诊断的实际应用提供了重要的理论依据和技术支持。
- 李哲张飞陈丽华张海威
- 关键词：叶绿素含量植被指数
