以地形为基础的河南省域土壤多样性的格局

选取河南省作为研究区域,对其DEM数据进行处理得到河南省地形分类图。以地形分类图为基础用经典的土壤构成组分多样性算法计算丰富度指数S、多样性指数H′和均匀度指数E,再使用改进的仙农熵指数(Yh)计算不同地形下每个土类面积占本土类总面积的比例及其在1 km×1 km网格尺度下的土壤空间分布多样性。结果表明:河南省主要有平原、丘陵、山地和盆地4种地形,且以平原地形为主;河南省有15种土类,从平原、丘陵、山地到盆地地形,土壤丰富度依次递减,且随着地形面积的增加,土类丰富度指数S也不断增加且二者拟合函数为多项式函数;多样性指数H′测度分析显示,4种地形下从土类、亚类到土属多样性值均处于递增趋势,且从平原、丘陵、山地到盆地地形,土类和亚类的多样性值呈"先上升后下降"趋势,土属一直呈"下降"趋势;土属的均匀程度高于土类和亚类的均匀程度,且从平原、丘陵、山地到盆地地形均匀度指数E/土壤构成组分多样性均呈"先上升再下降"趋势;土壤分支率与构成组分多样性间的拟合函数均为多项式函数。经研究,河南省地形和土壤的形成及空间分布多样性有密切的联系,如河南省广阔的平原赋予了潮土分布的地域背景条件,山地地形中山间谷底仅有少量潮土分布,然而平原地形下潮土空间分布斑块多、斑块面积大、空间分布多样性指数高而成为平原地形下空间分布离散性强的优势土壤类型,同时平原也是省内极少面积盐土和碱土仅有的分布区域;同样,山地和丘陵地形下面积最大且空间分布多样性值最大的土类均为褐土;盆地地形以黄褐土、砂姜黑土为主。通过对比,不同地形下指数Yh在空间分布表达上优于其他指数。     

河南省地形、土壤和地表水体多样性格局特征

在水土资源多样性的研究中,地形要素对其空间分布形式和内在联系有重要影响。选取河南省作为研究区,在1 km×1 km网格尺度下以变形仙农熵公式计算河南省的地形空间分布多样性和土壤空间分布多样性(土类级别)及关联性,并将河南省划分为6个面积相近的次级区域,用空间分布面积指数(Y_h)计算地形、土壤的构成组分多样性,用空间分布长度指数(MSHDLI)计算地表水体多样性,对以上特征及关联性进行研究。结果表明:平原和潮土是河南省面积最大且空间分布离散性最高的地形类型和土类。地形与土壤之间关系密切,有76%以上的相关系数r值大于0.50,相关性高;6个分区中,东部分区为单一的平原地形但MSHDLI值次高,平原地形水系发育好,西部分区地形复杂且以山地为主但地表水体多样性指数MSHDLI值最小,山地条件下水系发育较简单;研究区面积相近的情况下,土类构成组分多样性值主要取决于土类间面积大小的均衡程度,与土类面积比例平均变化量之间呈负相关,R~2值为0.94;面状的地形和土壤构成组分多样性指数与线状的地表水体多样性指数间无明显相关性。综上所述,地形、土壤和地表水体三要素间关系密切,共同影响地多样性的空间格局。     

河南省土壤及地形与耕地多样性格局的特征

耕地分布受众多自然因素的影响,土壤、地形与之密切相关。选取河南省作为研究区,利用改进的仙农熵测度法和互熵关联分析法对河南省地形、土壤与耕地多样性格局特征进行分析。结果表明:河南省18个地市的地形、土壤的构成组分多样性与各要素的类别丰富度有关,与面积大小呈弱相关;其中地形、土壤与其丰富度值的相关系数分别为0.79和0.35,而与面积大小的相关系数小于0.1。基于土壤空间分布多样性指数大小的分级划分河南省的优势土类是潮土和褐土,劣势土类是盐土和碱土,且不同地市的土壤空间分布多样性格局有显著差异,显示河南省土壤类型的丰富性。土壤及地形要素与耕地多样性格局的相关性表现为:地形与耕地的空间分布多样性相关关系除豫南的盆地和豫西丘陵、山地外,整体为平原丘陵山地;土壤与耕地的空间分布多样性之间的关联度与河南省土壤空间分布多样性的格局特征具有基本一致性。     

利用DEM数字高程模型计算坡度的差异性分析

以DEM数字高程图为本底资料进行坡度图的计算,精确度高,方法简单,省时省力,针对全省面积的大范围坡度图制作由于涉及到不同地形,不能只建立一套标准。分别针对山地、平原、丘陵3种地形进行坡度计算,像元值分别采用25 m,50 m,100 m,150 m,200 m,5个分级,得出同地形在不同像元大小情况下,像元越小,差异越小;同像元大小在不同坡度级别情况下,坡度越大,差异越大。     

地形及土壤多样性与耕地动态变化的相关分析

本文以河南豫北、豫中和豫南3个典型样区为研究对象,运用地统计学方法,从多样性、相关性角度定量分析了地形、土壤的多样性特征及其与耕地变化(2001年、2007年和2017年)面积的空间分布多样性特征的关系,以期为耕地资源动态变化的驱动力分析及合理利用提供新的研究角度。研究表明:1)豫北和豫中样区的地形构成组分多样性呈现出均匀性,豫南样区表现为相对单一性;各研究区的地形空间分布多样性为平原丘陵山地。2)豫南的土壤构成组分最为均匀且丰富,豫中的土壤构成组分相对单一;各研究区的典型土壤各异但总体上分布皆较均匀,各样区的土壤空间分布多样性的显著差异与地形条件密切相关。3)研究尺度影响地形、土壤空间分布多样性特征的表达, 3 km×3 km网格是相对适宜的研究尺度。4)地形和土壤的空间分布多样性指数与耕地变化面积空间分布都具有明显的相关性,其中地形中平原相关性较大,达0.95左右;各样区典型土壤如豫南的水稻土,豫中、豫北的褐土以及豫北的潮土的相关性更为明显,达0.9以上。综合来看,典型样区的地形、土壤因子的构成组分多样性及空间分布格局有显著差别;在不同网格尺度下,耕地的变化面积与地形、土壤因子的空间分布多样性指数密切相关。     

汾河流域土壤重金属垂直分布规律及地域差异

山西汾河流域按土属采土样１７４０个，测定镍、铬、铅、锌、砷、铜、汞、镉八种元素的含量。探讨了垂直分布及各地形部位贡献大小和地域差异。在中高山地、山地、低山丘陵、丘陵阶地、二级阶地和平原盆地六个地形部位中，土壤重金属元素含量均未超过土壤污染起始值。各元素不同地形部位贡献大小为：中高山地汞大、山地铜大、低山丘陵铬大，丘陵阶地铅、镍、铜大，二级阶地汞大、锌小，平原盆地镉、汞大、铜小。故二级阶地和平原盆地应施用铜、锌微肥和防止汞、镉污染。地域差异研究表明：东西两山山地土壤多数元素含量差异不显著，利用较为一致。南北两盆地污染重点在太原盆地。上述研究结果为土壤环境质量评价、土壤污染防治和预测，工矿企业合理布局，农业生产结构调整提供了科学依据。     

中国山地土壤的地理分布规律

我国多山,地势起伏,地形复杂,主要有平原、丘陵、山地和高原,不同地形上的土壤发生和分布并不一样,土壤利用途径也不相同。本文主要论述具有垂直地带性特征的山地和高原土壤地理分布规律。丘陵虽然类似山地,但没有土壤垂直地带性的特点;高原虽具有广阔平坦的高原面,但是垂直地带性也很明显。     

新疆北疆不同地貌区土壤多样性特征及主要影响因素分析

【目的】从不同地貌区的角度探索新疆北疆地区土壤多样性分布特征，以及不同成土因素对土壤多样性特征的影响程度，为新疆地区土壤保护和农业可持续发展提供科学依据。【方法】引入中国二级地貌区划作为研究区划分依据，通过计算丰富度指数（Pa）、多样性指数（H）、均匀度指数（E）分析北疆地区土壤多样性分布特征；利用地理探测器、种-面积曲线模型，分析不同地貌区的母质、植被、地形地貌、气温和降水对土壤多样性的影响强度。【结果】棕漠土、棕钙土、灰棕漠土为北疆地区主要土壤类型，不同地貌区面积与相应的Pa呈显著正相关；土壤H表现为天山高山盆地>阿尔泰亚高山>准噶尔盆地>新甘蒙丘陵平原，其中新甘蒙丘陵平原土壤多样性、均匀度指数均为最低。北疆地区影响因素分析显示，阿尔泰亚高山的降水、新甘蒙丘陵平原、准噶尔盆地和天山高山盆地的母质是影响土壤多样性的主要因素。【结论】北疆地区土壤沙漠化严重，土壤分布较为零散，各土壤类型面积差别较大，土壤环境和生态系统受到少数几种土壤影响；不同地貌区的母质、植被、地形地貌、气温和降水对土壤多样性的影响强度有所差异，但主要影响因素并未发生明显改变。     

山地流域土地利用时空演变的地形梯度特征——以乌江北源为例

地形因子是丘陵山区土地利用空间分布格局的重要影响因素之一,对土地的利用方式和空间格局有着直接作用。以乌江北源2000年、2005年和2010年Landsat TM/ETM遥感影像为数据源,采用高程、坡度、地形位指数3个指标,分析了山地流域土地利用时空演变的地形梯度特征。结果表明:（1）2000—2010年,林地、建设用地和水域用地面积增加,耕地和草地面积减少。土地利用类型以林地和耕地为主,反映了山地流域土地利用结构特点;（2）研究区土地利用类型的地形梯度特征明显。耕地、建设用地、水域用地在低地形梯度上有明显分布优势。林地、未利用地分布优势在高地形梯度上;（3）耕地、建设用地优势分布主要受坡度梯度的影响,高程梯度决定了水域用地的分布,这与其他平原、丘陵地区有所不同。地形因素是山地流域土地利用结构演变的决定性因素,其他社会、经济、人文因素都对该区域土地利用格局的转变起到推动作用。在对山地流域土地开发利用过程中,应兼顾生态效益和社会经济效益,保障河流源区生态经济的持续发展。     

川北地形过渡带地形因子对土地利用与景观格局变化的影响

[目的]基于地形特征分析不同用地类型时空分布变化,不仅能解释土地利用时空变化规律,并能更进一步为优化土地利用结果,生态环境保护奠定基础。[方法]基于四川省北部江油市2003,2010,2018年3期遥感影像,运用土地利用转移矩阵法,分析不同用地类型之间的转化情况;接着利用地形位指数法、分布指数法,分析地形因子影响下不同用地类型分布指数变化特征;之后利用移动窗口法,探究景观格局中斑块密度与Shannon多样性指数时空变化规律;最后结合双变量空间相关性分析,分析地形因子与景观指数间的空间相关性特征。[结果](1)在2003—2010年期间,水田面积减少最多(减少面积2 238.98 hm~2),建设用地面积增加最多(面积增加3 360.36 hm~2);在2010—2018年期间,水田面积减少1 175.84 hm~2,建设用地面积增加1 614.78 hm~2;2003—2010年期间江油市土地利用的变化量整体高于2010—2018年。(2)北部山区主要由旱地转移为林草地,南部平原地区主要为水田转移为建设用地,中部丘陵区域旱地和水田相互转化强烈。(3)随时间变化,旱地和未利用地优势等级向中地形位等级靠拢;低地形位等级上建设用地、水田和水域优势度逐渐降低,并具有优势等级向较高地形位等级扩展趋势。(4)山区河流沿岸以及山地平原交汇处斑块密度与Shannon多样性指数较高,且呈线性分布;随时间变化,丘陵区域斑块密度增加,主城区附近Shannon多样性指数呈下降趋势。(5)高—高聚集区主要表现为向山地丘陵交汇处聚集;城区附近景观指数因受其他因素影响较多,导致该区域景观指数与地形位指数呈现出不显著相关性。[结论]在地形过渡带区域,不同地貌对于各类用地变化的影响在时空上存在差异性,其地形因子与景观指数的空间相关性差异明显。     

土壤多样性: 中国山东省基于1:100万比例尺的SOTER的实例研究

The diversity of soils derived from different parent materials and developed on different terrains inShandong Province, China, was analyzed with the theory of pedodiversity using a 1:1000000 scale soilsand terrain digital database (SOTER) of Shandong Province in a geographical information system (GIS)environment. Diversity index of soils derived from different parent materials followed the sequence of igneousrock ＞ sedimentary rock ＞ metamorphic rock ＞ unconsolidated material. Diversity index of soils developedon different terrains followed the sequence of plain ＞ medium-gradient mountain ＞ medium-gradient hill＞ valley floor ＞ medium-gradient escarpment zone ＞ depression ＞ high-gradient mountain. Abundancedistributions of these soil groups matched the logarithmic normal distributions.     

我国水蚀区坡耕地土壤重金属空间分布及其污染评价

土壤重金属污染已成为威胁国家粮食安全的重要因素,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤重金属空间分布特征及污染状况,依据土壤类型、土壤质地等因素选取了36个采样点,采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法,以《土壤环境质量标准》（GB15618—2008）二级标准为评价依据,研究了As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn 7种土壤重金属元素的空间分布特征及污染程度。结果表明:（1）Cd超标率高达13.9%,是东部水蚀区最主要的土壤重金属污染元素,As,Cr,Cu元素的污染概率较高,为5.6%;（2）长江以南地区的坡耕地重金属污染程度显著高于长江以北地区,南方山地丘陵区是我国水蚀区六个二级分区中污染最严重的区域,其次为四川盆地及周围山地丘陵区、云贵高原区、东北低山丘陵和漫岗丘陵区、西北黄土高原区、北方山地丘陵区;（3）湖南宁远和广东湛江两点综合污染指数最高,分别为2.73和2.51,属中污染水平;（4）36个采样点中污染水平处于安全、警戒线、轻污染、中污染的比例分别是77.8%,8.3%,8.3%和5.6%,表明我国东部水蚀区绝大多数坡耕地（86.1%）重金属含量未达到污染水平,但仍有13.9%的坡耕地受到不同程度的土壤重金属污染。研究结果对明确我国水蚀区坡耕地土壤重金属污染现状,保护农业生态环境,保障粮食安全具有重要意义。     

左家自然保护区坡地土壤动物物种-多度分布格局研究

要根据对吉林省左家自然保护区坡地不同坡位土壤动物的调查，以物种多度为指标，运用对数级数分布模型、对数正态分布模型和分割线段模型综合研究了各坡位大型土壤动物群落和中小型土壤动物群落的物种-多度分布格局。结果表明，对数级数分布模型和对数正态分布模型能较好地拟合土壤动物群落物种-多度分布，形成富集种少，稀有种多的格局。但该区土壤动物物种-多度分布不符合分割线段模型。整体上来说，物种与多度呈正相关关系，对数级数分布模型是最优物种-多度模式。     

The soils of a typical slope in the Himalayas (Nepal): Their main characteristics and distribution

This study is based on a sequence of soils on a typical slope of the Himalayas in central Nepal from 2300 m to 4000 m. Above 2300 m the land is forested and at 4000 m forest gives way to alpine meadows.The soils have developed in silty loam materials derived from weathering of micaschists. They are humic, acid and strongly desaturated. Their spatial distribution is related to the bioclimatic zonation: acid brown soils and deep humic acid soils occur in the mountain zone and podzols and brown podzolic soils in the subalpine and alpine ones.Biological activity and “maturation” of humus decrease with increasing elevation. The podzolization process dominates. There is intense weathering of ferruginous phyllosilicates in eluvial horizons and accumulation of amorphous products in B horizons.     

阿尔泰山布尔津林区不同草地类型物种多样性特征与生产力的关系

为探讨物种多样性与地上生物量的相关性以及物种多样性的垂直变化特征.以阿尔泰山布尔津林区5种草地类型为研究对象,通过对布尔津林区各草地类型的调查,分析了阿尔泰山布尔津林区各草地类型的物种多样性变化特征.结果 表明:(1)5个草地群落类型地上生物量差异明显,荒漠草原和山地草甸草原较低,山地草原最高,而山地草甸和高寒草甸处于...     

北方土石山区土壤侵蚀对土壤质量的影响

沂蒙山区是我国北方典型的土石山区,当地土壤由片麻岩、砂岩发育而来,质地疏松易流失,目前缺乏对土壤侵蚀监测的长期观测数据。以山东省沂蒙山区某一小流域为研究对象,利用137Cs示踪技术与杨氏土壤侵蚀等模型,对该流域坡耕地与非耕地的土壤侵蚀速率进行了初步估算,坡耕地土壤侵蚀速率5 961.6 t/km2.a,坡地非耕地侵蚀速率2 530.5 t/km2.a,并探讨了土壤侵蚀对土壤质量的影响。研究结果表明:整个研究流域土壤侵蚀严重,土壤侵蚀量大的区域,土壤有机质、全氮等含量相对较低,而土壤全磷含量变化和缓,总体上土壤质量状况较差。该研究对我国北方土石山区土地资源的合理开发利用和生态环境保护具有积极的意义。     

紫色土坡耕地不同坡位不同高度地埂土壤颗粒组成及分形特征

对比分析西南紫色土区植物固结地埂和等高植物篱的结构差异,并运用分形理论研究了西南紫色土坡耕地不同坡位不同高度地埂土壤的分形特征。结果表明:有地埂存在的坡耕地地埂土壤的颗粒组成主要分布在0.002~0.02 mm粒径范围内,较无地埂的对照坡耕地该粒径范围的含量高2.41%。说明地埂的存在增强了其对坡面上方侵蚀泥沙的拦截作用。而不同坡位地埂土壤的分形维数变化如下:坡面上部 > 坡面中部 > 坡面下部,且同一坡位有地埂土壤的分形维数小于无地埂土壤的分形维数。不同地埂高度土壤的分形特征变化规律为:CK > LS-H10G > LS-H15G。地埂土壤颗粒分形维数D值与黏粒和砂粒体积百分含量相关性较好,地埂土壤的分形维数可作为西南紫色土坡耕地地埂土壤质量评价的定量指标之一。     

Altitudinal distribution of soil fauna in the Khibiny Massif

Data on the taxonomic and trophic composition, population density, and biomass of invertebrates in the soils of the main mountain vegetation zones of the Khibiny Mountains—taiga, subalpine, and alpine—are obtained. The degree of similarity between soil faunal complexes in different vegetation zones within the studied slope is higher than that between zonal biocenoses of Murmansk oblast. The mountain tundra zone differs from the zonal tundra in a higher population density and taxonomic diversity of invertebrates, which are similar to those in the northern taiga podzols. At the same time, invertebrate complexes in the mountain taiga zone are poorer than those in the zonal plain taiga soils. The analysis of invertebrate taxa present in all the studied mountain vegetation zones demonstrates similar effects of the altitudinal and latitudinal zonality on the species composition of invertebrates. A conclusion is made about a higher functional activity of saprotrophs in the high-humus soils enriched in biogenic elements of the Khibiny Mountains in comparison with the functional activity of saprotrophs in the zonal plain podzols.     

新疆博格达山北坡土壤形成特征及其垂直分布

博格达山北坡土壤形成过程主要有腐殖质化过程、粘化过程、钙他过程、残余盐化-碱化过程、高山融冻过程.土壤风化程度低,粘土矿物以伊利石为主,粘粒SiO₂/R₂O₃为2.84-3.54,各土类差别不大,R₂O₃,沿剖面无明显移动.本区山体高大,土壤垂直分布完整,在天山北坡有代表性,并具温带荒漠土壤的垂直分布特点.土壤垂直分布东、西差异明显,西部完整,东部无荒漠土壤和高山草甸土.