不同比例尺农田土壤碳库模拟的最佳栅格单元分辨率

基于太湖地区1∶50 000、1∶1 000 000、1∶14 000 000三种比例尺土壤矢量图斑单元以及通过上述矢量图斑单元转换生成的不同分辨率的栅格单元,在1982年水稻土土壤有机碳库的基础上,利用DNDC(Denitrification-Decomposition)模型模拟了2000年水稻土表层(0~20 cm)土壤有机碳库,对比分析了不同分辨率栅格单元与3种比例尺矢量图斑单元的水稻土类型数量、面积、表层土壤有机碳储量以及有机碳密度的变化特征,并以矢量图斑单元获得的这4个指标结果为基准,用相对变异百分数(VIV)来判别基于三种比例尺DNDC模型模拟的最佳栅格单元分辨率。结果表明,在4个指标的│VIV│1%前提下,基于1∶50 000、1∶1 000 000、1∶14 000 000三种比例尺的最佳栅格模拟单元分辨率分别为0.2 km×0.2 km、2 km×2 km、17 km×17 km,既能保证模型模拟过程中的精度要求,又可以避免数据冗余,提高模拟效率。建立的土壤碳库模拟研究的比例尺与其最佳栅格单元分辨率对应转换关系,对区域土壤碳模拟研究具有重要参考价值。     

利用景观指数定量化评估历史土壤图制图精度

判断历史土壤类型图件的制图精度,是正确利用这些珍贵数据资料的前提条件。利用收集整理的、标记为福建省1∶25万土壤图的全国第二次土壤普查数据,分析了土类、亚类、土属不同土壤分类层次在栅格数据下15个景观指数的粒度效应,以粒度30m×30m对应的景观指数为基准数据,不同粒度对应的景观指数与基准数据比较,设定相对变异百分数|VIV|1%时所对应的最大粒度为土壤矢量图栅格化的最佳表征粒度,并以此推断土壤类型图的比例尺,定量化评估其制图精度。结果表明,景观指数具有明显的粒度效应,土类、亚类、土属水平的最佳表征粒度分别为4.00 km×4.00 km、3.45 km×3.45 km和1.90 km×1.90 km,对应实际土壤图的比例尺分别为1∶180万、1∶160万、1∶85万。为判断历史土壤类型图的制图精度提供了新的有效途径和方法,对于珍贵历史数据资料的正确判断和利用具有重要价值。     

河南省成土母质与土壤空间分布多样性的特征

成土母质作为土壤发育的主要形成因素,二者间的关系密切。选取河南省作为研究区,从多样性的角度运用经典的仙农熵测度方法分析成土母质和土壤要素的构成组分多样性、不同母质基础上各土壤分类级别的多样性特征,并运用改进的仙农熵公式研究5 km×5 km网格尺度下不同成土母质对土类空间分布离散程度的影响及不同成土母质和土壤的空间分布多样性特征和相关性。结果表明:(1)成土母质类型虽少,但其构成组分多样性高于土类,这与二者分类系统的分支率有关;(2)6类母质类型中,残积、坡积物母质面积最大且发育土壤类型最为复杂;15种土壤类型与6类母质之间的关系有一对多、一对一和多对一3种类型;(3)不同母质上发育的土类的空间分布离散性程度不同,残积、坡积物母质上分布的优势土类为粗骨土,河流冲积物和河湖相沉积物母质上的优势土类分别是潮土和砂姜黑土,洪积物和黄土与红土母质上发育较好的两种土类为黄褐土和褐土,风积物母质上仅发育了风砂土一种土类;(4)潮土和河流冲积物母质分别是是河南省面积最大、空间分布多样性值最高的土类类型和成土母质类型,且成土母质与土类空间分布多样性间存在不同程度的相关性。综上,河南省的6大类成土母质与15种土类的构成组分多样性和空间分布离散性程度存在差异,且二者的空间分布多样性间存在一定的相关性。     

市域尺度的稀有濒危土壤类型的界定与评价——以郑州市为例

在当今世界城市化高速发展的背景下,土壤资源的保护也越来越受到人们的关注,土壤多样性骤减也成为了全球关注的焦点,界定和评价稀有濒危土壤对于保护土壤资源及其多样性具有非常重要的指导意义。本文以郑州市为例,应用土壤类型密度和土壤多样性两种多样性测度方法分别对郑州市1 km×1 km和5 km×5 km网格尺度下基于不同分类级别的土壤空间多样性分布格局进行了分析和定量化研究;利用1988、2001、2007和2013年4期遥感资料进行土地利用分类,结合基于第二次土壤普查的1∶20万郑州市土壤图,采用多时相连续对比法对郑州市近25年来土地利用变化对土壤的扰动情况进行了分析;结合土壤多样性方法和传统评价方法界定和评价了稀有濒危土壤。结果表明,郑州市土壤整体分布较为均匀,且随着分类单元级别的降低,构成组分多样性指数升高,即分类越细,土壤类型分布越均匀;1988~2013年郑州市土壤受到非农建设扰动剧烈,干扰比例为16.01%,随着时间的推移,土壤受扰动的速度是呈上升趋势的;稀有土属有16种,濒危土属有2种,稀有濒危土属有4种。截止2013年濒危土属整体受到扰动比例高达35.38%,而稀有土属受到扰动比例为8.76%。     

浙江省土壤发生分类与系统分类参比及制图研究

利用新建立的浙江省1∶5万土壤数据库,对土壤发生分类土种与中国土壤系统分类亚类进行了参比,编制了土壤系统分类亚类分布图.结果表明,发生分类基层分类单元归属较为清楚,但高级单元关系较为复杂.99个土属有62个参比归属唯一,277个土种有252个参比归属唯一,通过参比将大比例尺土壤普查成果转换成系统分类体系是可行的,可以满足1∶10万的系统分类亚类制图要求.浙江省土壤参比后归属于8个土纲,以雏形土土纲面积最大,占总面积的31.3％;人为土次之,占总面积的21.4％,有机土面积最小.在系统分类土纲层次,土壤区域分布规律较为明显.研究结果对指导土壤系统分类具有一定的参考价值,也为省域范围的系统分类制图提供了范例.     

河南省土壤与植被空间分布的多样性特征研究

植被作为土壤发育的主要形成因素之一,二者间关系密切。以河南省为研究样区,在中国1∶100万植被数据库的基础上获取河南省三级植被分类图,并运用改进的仙农熵公式计算植被和土壤要素的构成组分多样性及5 km×5 km网格尺度下二者的空间分布多样性。接着,将河南省划分为6个面积相近的次级研究区探讨不同分区优势植被(栽培植被)下发育的土壤类型状况。最后,计算一级植被类型和土类空间分布多样性的相关性。结果表明:①随着分类级别由高级别向低级别变化,植被和土壤要素的丰富度指数和构成组分多样性均呈上升趋势,且土壤类型的丰富度指数和构成组分多样性值整体上均大于植被类型的对应值。②栽培植被、两年三熟或一年两熟旱作和落叶果树分别是河南省的一级和二级优势植被类型,三级植被类型中有75%的区域被农作物覆盖,且甘薯、花生、大豆和小麦在河南省的种植比例高。③在6个不同的次级研究区内,西部分区栽培植被下发育的土类个数最多,但其面积在6个分区中最小;东部分区土类个数和构成组分多样性值均最低,但其面积最大。④11个一级植被类型与15个土类空间分布多样性间存在一定的相关性,相关比例达到61%。综上,植被和土壤类型的发育程度和空间分布特征存在差异,二者间具有一定的相关性。     

发生分类高山土与系统分类参比特征

本文利用最新建立的1:100万中国土壤数据库,研究了我国发生分类高山土与中国土壤系统分类的参比及其在系统分类下的空间分布和数量特征。结果表明,我国发生分类高山土总面积为197.8万km2,分布规律明显;高山土参比后分属于4个系统分类土纲,雏形土、干旱土、新成土、均腐土,它们分别占高山土总面积的50.2%、29.8%、15.1%、4.9%,其中包含了系统分类的11个土类和19个亚类,参比关系复杂,不是简单一对一的关系。分析高山土参比后分属的系统分类不同类型土壤面积比例及其标准偏差,表明土壤参比的单元级别越低,越易于参比和把握,进一步开展土壤系统分类的基层分类研究显得十分必要。发生分类到系统分类的参比关系复杂,参比难度大,原因在于它们的分类体系和划分标准是完全不同的。研究结果对于土壤类型的正确参比具有很好的参考应用价值。     

河南省多级地貌特征及与土壤多样性的关系

从土壤多样性向地多样性发展符合土壤地理学的研究趋势,选择河南省作为研究区,将地貌这一主要的地学要素加入到土壤多样性的研究中,并用改进的仙农熵公式对多级地貌空间分布多样性及其与土壤多样性的相关性进行探讨。首先,对河南省1︰175万地貌类型图进行矢量化得到地貌类型等级系统;然后,对地貌和土壤的构成组分多样性和2种不同分类体系的分支率进行计算并分析其特征;最后,在3 km×3 km网格尺度下分析地貌和土壤多样性间的相关性。研究表明:河南省共有3个一级地貌,12个二级地貌和37个三级地貌;随着土壤和地貌分类的等级细化,其分类个数和构成组分多样性值均呈上升趋势,即土壤和地貌所有分类单元在数量构成上的均匀程度越来越高;两种分类系统中,土壤分类较地貌分类有更详细的分类体系,且分支率有较大范围的变化;河南省一级地貌、二级地貌和三级地貌的空间分布多样性值和面积值均最大的类型分别是流水地貌、冲积平原和泛滥平坦地,是不同级别的优势地貌类型;一级地貌类型与土类、亚类和土属多样性间存在紧密的相关关系,且以流水地貌与土壤多样性间的相关性最强。     

发生分类淋溶土与系统分类参比特征研究

利用最新建立的中国 1∶10 0万土壤数据库 ,研究了我国发生分类淋溶土与中国土壤系统分类的参比及其在中国土壤系统分类下的空间分布和数量特征。结果表明 ,我国发生分类淋溶土总面积为10 5 975 7.8km2 ,分布规律明显 ;与系统分类参比 ,发生分类淋溶土分属于中国土壤系统分类 4个土纲 ,即淋溶土、雏形土、新成土和灰土 ,它们分别占发生分类淋溶土总面积的 72 .8%、2 6 .1%、1.0 %、0 .1% ,其中包含系统分类的 2 5个土类和 4 7个亚类 ,参比关系复杂 ,不是简单的一对一的关系。分析发生分类某一类型土壤分属于系统分类不同类型的面积比例及其标准偏差 ,结果表明土壤参比的单元级别越低 ,越易于参比和把握。为了使中国土壤系统分类更实用、更易于普及 ,深入开展土壤基层分类研究 ,进一步发展和完善中国土壤系统分类是必要的 ,也是十分迫切的。研究结果对于土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用与发展 ,具有很好的参考应用价值     

长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K值研究

以土壤亚类为基础,从土种入手,依据第二次土壤普查资料建立了我国东产丘陵区各土种的理化性质数据库。应用土壤可蚀性方法,计算出各土种的土壤可蚀性Ｋ值,用面积进行加权平均,经分类分级后,连续到相应的土壤图上,得到我国东部丘陵区土壤可蚀性Ｋ值图及其分布规律。     

基于栅格数据估算侵蚀量方法在蔚汾河流域的应用

在分析土壤侵蚀形成的主要影响因子基础上,提出了基于栅格数据的流域土壤侵蚀量估算的指标模型.结合山西蔚汾河流域,以降雨、地形、沟谷密度、植被盖度、成土母质为主要影响因素,对流域土壤侵蚀量进行了估算和土壤侵蚀分级,并对土壤侵蚀量的空间分布进行了划分和分析.模拟计算结果与实测数据较为符合.     

基于栅格数据结构分析的土壤侵蚀强度判别方法研究及应用

在利用GIS和RS技术进行区域土壤侵蚀调查时,可以采用栅格数据结构来判别,文章运用实例分析了基于栅格数据结构进行侵蚀强度判别的有关技术和方法,包括侵蚀因子值的提取以及侵蚀强度判别的方法等。结果认为基于栅格数据结构的判别方法能够精细地反映土壤侵蚀在微小领域上的差异。从动态监测和趋势预测角度分析,采用栅格数据结构的判别方法更方便、更有利于快速提取侵蚀因子和进行土壤侵蚀动态分析和预报。     

基于矢量和栅格数据结构的土壤侵蚀强度判别方法研究

在利用RS & GIS(Remote Sensing and Geographic Information System,遥感和地理信息系统)技术,进行区域土壤侵蚀调查和编制土壤侵蚀图时,可以采用矢量和栅格两种数据结构.分析了基于矢量和栅格两种数据结构进行侵蚀强度判别时的有关技术和方法,包括侵蚀图斑的确定、侵蚀因子值的提取以及侵蚀强度判别的方法等,并举例分析了两种方法在反映区域土壤侵蚀强度分布上的差异.结果认为这两种方法均可应用于土壤侵蚀强度判别,但基于栅格数据结构的判别方法能够更精细地反映土壤侵蚀在微域上的差异,而基于矢量数据结构的判别方法更能够反映不同强度等级侵蚀的总体分布.从动态监测和趋势预测角度分析,采用栅格数据结构的判别方法更方便、更有利于快速提取侵蚀因子和进行土壤侵蚀动态分析和预报.     

基于汇流累积计算的沟壑密度分析方法

沟壑密度是评价地表侵蚀影响,水土流失情况,进行地貌类型分析等的重要指标。文章基于研究区填洼后的DEM,利用地表汇流累积分析原理和栅格重分类方法,通过研究沟道覆盖区栅格数与汇流累积栅格二值化阈值间的关系,选择合适的阈值用于提取地表沟道。然后结合自然地表高程,分析合理的高程和相对高程栅格重分类阈值并进行高程栅格二值化,将二值化结果作为乘积模板并配合栅格细化算法优化沟道提取结果。最终利用1 km²单位面积规则格网对沟道提取结果进行目标栅格数统计计算,得到地表沟壑密度值。结果显示,该方法基于30 m分辨率DEM提取的西安市地表沟壑密度均值为1.29 km/km²。除雁塔区,其余各行政区统计均值与前人研究结果基本吻合。试验结果证明,基于本方法可以高效较精确地计算该市地表沟壑密度,分析结果可以量化研究区沟壑密度特征值以及通过栅格像元灰度变化体现沟壑密度变化趋势。     

基于栅格的嫩江县耕地资源安全等级划分及地域分异特征

耕地资源安全是保护耕地和保障国家粮食安全的基础,其空间安全格局是土地利用规划的重要依据。以松嫩平原北部典型区域黑龙江省嫩江县为研究区,综合运用RS和GIS技术,基于1 km空间尺度栅格数据,运用因子分析法和加权综合评价法计算每个栅格的耕地资源安全值,运用自然断点法划分安全格局,将研究区耕地资源安全分为Ⅰ级（非常安全）、Ⅱ级（比较安全）、Ⅲ级（基本安全）、Ⅳ级（临界安全）、Ⅴ级（不安全）五个等级,并研究其空间分异。结果表明:栅格数据可以为耕地资源安全研究提供准确的数据;研究区耕地资源安全等级所占比例最高的是Ⅳ级,最低的为Ⅴ级,所占比例分别为25.74%和8.36%,大部分的地区都处于安全状态,临界安全等级耕地所占比例略高;耕地资源安全等级随着高程、坡度的增加而降低,由平原向低海拔丘陵过渡,呈现出由西向东安全等级逐渐降低的空间地域分布格局,并且在不同行政单元分布不同。研究结果可为县域耕地资源可持续利用提供参考。     

矢栅一体化的作物品质监测与调优栽培系统集成研究

分析了当前矢量栅格数据一体化分析应用系统的集成方式，并根据基于遥感和地理信息系统的作物品质监测与调优栽培系统的需求，分析了矢栅一体化集成应用系统对GIS软件平台的要求；以上述分析为基础，以解决遥感、专业应用模型与地理信息系统之间的一体化集成分析为目标，研究了基于组件技术、空间数据技术和模型库管理系统技术的作物品质监测与调优栽培系统的开发与实现。     

姬松茸多糖提取工艺的优化

对姬松茸子实体多糖提取的工艺条件中的多糖提取温度、提取时间、浸提液pH值3因子的最优化组合问题进行了定量研究,建立了具有良好预测性能的姬松茸多糖提取条件的模型,并利用回归模型对工艺条件的最优化组合,对各单因子要素的多糖得率及其交互作用进行了探讨。试验表明,当浸提温度为100℃、浸提时间为3h、浸提液pH值为6.3时多糖得率处于较高水平     

植物恢复措施对鸡西矿区废弃地土壤养分的影响

以黑龙江省鸡西市矿区废弃地为研究区,对不同矿区废弃地的土壤养分元素进行含量分析。结果表明：应用植物恢复措施后的基质土壤各养分指标绝大多数要大大高于原废弃地土壤和经过自然恢复的土壤,说明该措施对石墨尾矿、矸石发电厂粉煤灰废弃地和平排矸石山土壤养分改善效果明显;其中石墨尾矿除全磷外,各种养分指标与林地土壤差距较大,而旱柳对石墨尾矿土壤的改善效果最好,其有机质含量为37．28g／kg,是残渣的2．6倍;种植大果沙棘对粉煤灰废弃地土壤养分的积累效果明显,有机质含量为48．25g／kg,是残渣的1．5倍;植物恢复措施使平排矸石山的土壤养分积累速度加快,已接近林地,混交种植兴安落叶松和家榆总体恢复效果最好,有机质含量分别为193．42和151．46g／kg,是自然恢复条件下的8．9和7倍。建议引入优势种群（如松科等）以加快演替速度,使矿区废弃地更快地恢复到原始状态。     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。