江苏农用地资源质量空间格局及影响机制研究

该文在农用地分等成果基础上,采用GIS技术、地统计学分析、景观生态学、典型相关分析相结合的方法,对江苏农用地资源质量空间格局及影响机制进行研究.结果表明:各农业区农用地资源质量结构差异和区域分异明显,表现出由南向北、由东向西两个方向上的递变规律.农用地资源质量空间格局的影响机制上,省域尺度主要受到地带性因素及大尺度的非地带性因素如大地貌单元等要素的控制:农业区尺度主要受到局部自然条件如土壤pH值、土壤有机质、耕层厚度等因素的制约和人类活动的影响,但主导因素有所差异;人类活动的扰动进一步影响了农用地资源质量的分布格局,使其更加复杂和多变.     

河北省农用地质量空间格局的计量地理分析

在农用地分等成果的基础上,采用GIS技术、计量地理学分析相结合的方法,对河北省农用地资源质量的空间格局进行定量研究:从河北省不同指标控制区农用地资源质量的多样性、集中度、均匀度、优势度等分布特点来看,河北省农用地质量空间格局呈现从东南到西北方向上的递变规律,即东南部平原区农用地资源质量各等别面积比例较为平衡均一,而西北部坝上地区集中程度较高;同时针对各指标控制区农用地资源质量结构提出各区土地利用的方向,为河北省农用地资源的合理利用提供科学依据;最后对影响农用地质量空间分布的气候、地形地貌等自然因素影响及人类活动的干扰作用进行分析.     

土壤与地表水体空间分布格局的交互关系研究

水要素是重要的成土因素之一，土壤与地表水体空间分布格局之间存在密切联系。以中国中部典型农业区的土壤和地表水体数据为例，基于改良的土壤多样性计量方法计算并统计了1km网格尺度下的土壤类型个数、土壤构成组分多样性、土壤空间分布多样性和地表水体空间分布多样性等多类数据指数，探索了区域土壤与地表水体在地理空间分布格局上的内在联系。结果表明：①研究区内最具代表性土类潮土和褐土（两者面积加和占研究区总面积85%，两者空间分布多样性均大于0.8）的空间分布格局与区域地表水体的空间分布格局之间存在数据联系，回归分析中的判定系数R2大于0.5，这与水要素在两种土壤类型成土过程中所起的作用密切相关。②研究区面积的增加一般会造成地表水体对区域内土壤类型数量的影响作用减弱。与其他成土因素相比，水要素在土壤形成中影响作用的重要程度与研究尺度的大小有关。③基于资源地理空间分布离散性分析的土壤多样性计量方法及理论为水、土等不同资源类型的空间分布格局评价及其交互关系研究提供了理论及数据支持。     

基于分等样地的江苏典型区农用地土壤重金属污染研究

在江苏农用地分等东台、六合-八卦洲、宜兴、昆山4个典型区样地进行土壤样品采集、测试分析与评价的基础上,采用GIS软件Sufer8.0,通过Kriging插值研究了农用地土壤重金属污染及其空间分布特征与规律.结果表明:1)东台农用地土壤重金属污染总体处于安全水平,六合-八卦洲有一定的污染,但总体尚好,宜兴则面临更高程度的污染危险,而昆山部分已经达到轻度污染,这种分布格局与经济发展形式及水平具有很强的相关性;2)4个典型区内部农用地土壤重金属具有各自的空间分布规律及其相应的形成因素;3)通过在分等标准样地土壤样品采集、测试分析,能够较好地揭示不同类型地区农用地重金属污染状况,从而为农用地环境质量管理和农业清洁生产等提供参考.     

湿地土壤重金属污染特征、来源及风险评价研究进展

湿地土壤重金属污染是当前湿地科学领域内的热点问题。论文较系统地总结了湿地土壤重金属在时间和空间上的污染特征,分析了湿地土壤重金属主要污染来源,总结了湿地土壤重金属形态的主要影响因素,评述了当前湿地土壤重金属在生态风险和健康风险评价方面的进展和不足。总体上,湿地土壤重金属含量在不同时间尺度上变化差异明显,在水平和垂直空间上的分布特征受人类活动方式和时间、湿地自然生态环境等因素影响。工农业活动、交通活动、人类生活废物排放、湿地商业开发等是湿地重金属的主要污染源。湿地水陆环境变化、氧化还原条件、人类活动等因素对湿地土壤重金属形态影响日益显著。最后,提出未来一段时间内湿地土壤重金属应加强研究尺度、手段和风险评价体系的研究。     

土壤有机质空间变异与农用地自然质量关系研究

该文以广州市花都区赤坭镇为试验区，根据典型农用地类型的土壤采样基于Cokriging方法进行土壤有机质精确插值与空间变异分析，并将结果与农用地分等成果进行相关分析。结果表明，以土壤有机质和农用地类型为协因子的球状模型Cokriging总体插值精度最高，试验区内土壤有机质分布格局是四周丘陵和水库区含量较低，巴江河两岸的平原地区、西南角的山前冲积平原含量较高，这也是灌溉水田密集的区域；试验区内土壤有机质含量菜地分布比较均匀、空间相关性很强，而水浇地分布差异较大、空间变异性较高；土壤有机质分布在南北、东北-西南两个方向相关性较强具有各向同性特征，在东南-西北、东西方向具有各向异性特征，受到随机因素的影响变异性较大。土壤有机质Cokriging插值结果与试验区内农用地自然质量等指数的相关性很显著，菜地与农用地自然质量等指数相关性最强，灌溉水田其次，旱地最差。     

广东省东南部菜地水田砷含量空间分布

针对稀疏采样条件下农用地土壤砷含量空间分布难以高效准确识别的问题,以广东省东南部农用地为例,采集表层土壤(0~20 cm)样本104个,借助空间分析与多元回归建模手段,分菜地、水田和果园3类农用地分析土壤砷含量统计特征、模拟揭示土壤砷含量空间分异的成因与空间分布格局。结果表明:1)研究区农用地土壤砷含量总体上达标,但个别样点土壤砷含量值高达137.80 mg/kg,显著高于国家土壤环境质量二级标准(GB156182-1995);2)3类农用地中菜地土壤砷含量最高、水田次之、果园相对较低,均值分别为11.04、9.89和2.54 mg/kg;3)各类农用地土壤砷污染来源不同,菜地砷污染主要在不同地形条件下,受河流污水灌溉和烟囱排放的废气沉降随地表径流累积影响,在空间上呈现北部偏高、其他地区偏低的分布格局;4)水田砷污染受河流污水灌溉影响显著,空间上呈现南北部偏高、中部地区偏低的污染格局。研究结果对在稀疏采样监测地区开展农用地土壤重金属污染制图与精细防控策略的制定提供了一种行之有效的方法。     

基于点格局分析的林地表层土壤优先路径水平分布特征

将景观生态学中的空间点格局分析方法应用于土壤优先路径的水平空间分布研究,采用Ripley’s K(x)函数单种点格局分析及多元点格局分析方法,对重庆四面山针叶林地、阔叶林地及针阔混交林地10-20cm土壤深度上不同影响半径范围优先路径的空间位置及其与土壤生物活动的关系进行分析,经Monte-Carlo方法检验,发现优先路径在0-15cm土壤水平剖面半径尺度上呈聚集分布,>15cm尺度向均匀分布发展;在不同尺度上与生物活动呈显著正相关关系;较小影响半径范围优先路径的空间分布数量随较大影响半径范围优先路径的空间分布数量的增加而减小。结果表明,空间点格局分析能较好地反映优先路径在土壤水平空间分布的状态,并能从数学空间形态分析角度解释土壤优先路径水平空间分布与生物活动的关系,以及不同影响半径范围优先路径间的分布关系,适用于量化分析土壤优先路径水平空间分布特征。     

四川省土地整治项目时空分异格局分析

从不同空间尺度分析特定时期土地整治项目的分布特征,可为制定下一阶段土地整治规划及优化空间布局提供决策参考。基于2011—2015年土地整治项目数据,以县域为评价单元,采用变异系数法、重心模型法和空间自相关模型法,探讨了四川省土地整治项目在不同空间尺度的分布特征,分析了重心转移和空间格局演变特征。研究表明:(1)从时间维度看,四川省土地整治项目总量呈下降趋势,项目绝对规模差异、相对规模差异逐步减小,呈现均衡化趋势。(2)不同空间尺度下土地整治项目具有不同特征。区域层面上,土地整治项目集中分布在盆地丘陵农用地整治区;市域层面上,项目主要集中在成都市和宜宾市,而甘孜藏族自治州、凉山彝族自治州和攀枝花市分布较少。(3)重心移动轨迹中所有重心点均落在盆地丘陵农用地整治区内,空间分布具有一定的地域均衡性。(4)土地整治项目在县域尺度分布存在较为显著的集聚性。高-高集聚区主要集中在盆地丘陵农用地整治区的东北部,低-低集聚区主要分布在川西北高山高原生态整治区。由于受项目区社会经济、人口、地形条件和政策的影响,四川省土地整治项目时空格局均衡性有待进一步提高。该研究明确了四川省土地整治规划重心在盆地丘陵农用地整治区,今后土地整治发展方向在于适时适度地开展川西南山地河谷农用地整治区、川西北高山高原生态整治区土地整治,有利于优化四川省土地空间开发利用格局。     

湖北省两种地形区耕地土壤肥力指标空间格局与主控因素

[目的] 研究湖北省2种地形的土壤肥力指标分异空间格局及主控因素差异,为不同地形区土壤质量改良,农业生态环境及耕地质量提升提供一定理论依据。[方法] 选取土壤有机质、全氮、全磷、全钾4种土壤肥力指标,并收集整理土地利用类型、成土母质、土壤类型、高程(DEM)、地表起伏度、坡度、植被覆盖度指数(NDVI)、平均气温、平均降水量以及道路、工矿用地、城镇居民点、河流水库13种环境影响因子,利用基本统计学、地统计学、反距离权重和地理探测器模型,分析不同地形区每种土壤肥力指标的空间分布特征以及每种土壤肥力指标与环境因子之间的相关性,并识别对比不同地形区土壤肥力指标含量分异的主控因子。[结果] 襄州区土壤肥力指标主控因素主要有降水量、平均气温,以及道路用地、城镇居民点用地、工矿用地、河流水库距离;房县土壤肥力指标主控因素主要有降水量、平均气温、坡度、坡向、地表起伏度以及河流水库距离。[结论] 襄州区与房县因地形因素影响其土壤肥力指标空间格局分异主控因素存在差异,平原区更易受人类活动影响。     

江苏省金坛市土壤肥力的时空变化特征

土壤质量是土壤特性的综合反映,也是揭示土壤条件动态的最敏感的指标[1] ,因而能体现自然因素及人类活动对土壤的影响。研究人类活动影响下的土壤质量变化,不仅可以为探讨土壤环境的变化趋势提供一种理论方法,而且可以阐明人类活动对土壤环境的影响方向。因而,土壤质量一直是土壤学领域中的研究热点。地统计学能够对研究对象的空间格局进行检验、模拟和估计。空间局部内插法提供了最小方差的无偏估计,在生态学中得到了广泛的应用[2 ] 。考虑到土壤属性空间上的渐变性与一定范围内属性信息的空间相关性,因而地统计学的方法用于研究土壤的时空…     

黄土高原土壤养分空间变异的多尺度分析--以横山县为例

人类干扰所造成的土地利用和植被的镶嵌化分布及地貌特征等影响着土壤养分的空间分异,黄土丘陵沟壑区土壤退化严重,使得土壤特性对其环境因子的变化更加敏感。以横山县为例,从两种尺度上,利用野外调查,实验室分析和典范对应分析(CCA),得到不同尺度下(小流域尺度和县域尺度)土壤理化性质对环境因子的响应。结果表明,坡度是影响土壤养分的重要影响因子,小流域尺度上,坡度和土壤养分、土壤黏粒含量成正相关;县域尺度上,坡度和主要土壤养分等呈负相关。而海拔高度和坡向对土壤养分的影响仅次于坡度,在不同尺度上也有差异。ANOVA分析表明,土壤有机质、总氮、总磷、速效氮和黏粒百分比在两个尺度上的不同土地利用之间差异显著。地形因子和土壤性质的相关分析表明,土壤性质的差异是地形因子和土地利用等外部因子综合作用的结果,而且其作用表现出较大的尺度差异性。     

基于电磁感应仪的黄河三角洲地区土壤盐分时空变异特征

针对黄河下游三角洲土壤盐渍化的空间复杂性与发生反复性,运用磁感式大地电导率仪EM38及其移动测定系统,结合GIS与地统计学方法,对该地区典型地块两个关键季节土壤盐分的时空变异特征进行了分析.结果表明,土壤表观电导率与盐分呈极显著相关性;各时段土壤盐分都表现出多层次空间结构的复合尺度效应,且短程变异构成了土壤盐分空间异质性的最主要部分;土地利用方式差异使得秋季时段土壤盐分呈弱各向异性,地形因素导致春季时段土壤盐分各向异性比在全步长域波动,但在整个研究尺度上仍为各向同性.空间分析表明,结构性因素主导了土壤盐分空间分布格局,随机性因素是加快该分布格局形成的重要因素;春季时段研究区总体表现出积盐趋势,且盐分变动幅度主要集中在10.0g/kg范围内.电磁感应仪与GIS的结合运用为不同尺度土壤调查与质量评价提供了新的途径,并为农业水土资源的决策管理提供指导.     

江浙典型茶园土壤镉的空间分异对比分析

土壤镉含量是影响茶叶质量的关键性因素之一,对其空间分布规律加以揭示,可为茶叶生产与品质提升提供理论指导与调控建议。运用Arc GIS空间分析功能,对比分析江浙不同地域典型茶园表层土壤镉的空间分异特征。结果表明:江浙茶园土壤镉含量平均水平普遍不高,其中,江苏碧螺春茶园土壤镉含量最低,与其套种种植模式关系大。江苏茶园镉含量空间变异尺度大,相关性较弱,分异来源随机性强;浙江茶园空间变异尺度基本一致,相关性强,系统作用力更大。土壤镉含量插值得出各茶园镉含量分布规律不同,影响因素也有差异,区域地势形态、土壤类型是主要影响因素,水域以及人为活动也会对其产生影响。尽管规模化经营和标准化生产能提升茶叶品质,但单一性种植模式也会导致土壤镉的增加,因此,适度规模、套种模式更有利于茶叶品质的维护。     

土壤有机质空间变异性及其驱动因素研究进展

土壤有机质是表征土壤质量的主要指标,在土壤肥力、环境保护和全球碳循环中发挥着重要作用。土壤有机质的主要特征之一是具有高度的空间异质性,这是土壤形成过程中自然因子和人为活动综合作用的结果。本文对土壤有机质空间变异性的研究方法进行了回顾,从非生物和生物两方面阐述了驱动土壤有机质空间变异的主要因素,分析了研究土壤有机质空间变异性尺度效应的重要性及相关成果。在此基础上,结合以往研究的特点和不足,从深层土壤有机质的空间变异性、森林土壤有机质的空间变异性、土壤有机质空间变异性驱动因素间的交互作用以及较大尺度下土壤有机质空间变异尺度效应四个方面,对未来的研究方向提出了合理化建议。     

戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究

研究戈壁地表土壤颗粒粒度特征及空间变异可为戈壁地区风蚀监测、评价及制定科学的防沙治沙对策提供参考。以吉兰泰盐湖西北部的堆积型细砾质戈壁为研究对象,基于数字图像技术计算了地表不同粒级颗粒的质量分数,并分析了颗粒空间变异特征。结果表明,图像处理技术提取戈壁地表土壤颗粒的效果较好,3个粒级颗粒质量分数总和为93.12%,粒径0.84 mm、0.84～0.42 mm和0.42 mm颗粒质量分数分别为69.81%、14.99%和8.32%,变异系数分别为14.12%、40.02%和55.06%,变异函数模型分别为高斯模型、高斯模型和指数模型,空间异质性尺度分别为632、691和1 875 m。3个粒级颗粒均呈斑块状分布,且C/(C_0+C)介于72.79%～79.37%,说明结构因素和随机因素共同影响戈壁地表颗粒的空间分布格局,但结构性因素(戈壁形成过程、地势、风蚀及植被分布格局等)是造成颗粒分布格局差异的主要驱动力。     

重庆市农村多维贫困空间分异及影响因素分析

为了探索区域农村多维贫困的空间分异特征及影响因素,从而有针对性地实施扶贫开发策略,促进贫困地区农民脱贫增收。该文构建农村多维贫困测度指标体系,并在此基础上运用多边形综合图示法、莫兰指数和地理探测器模型等方法对重庆市农村多维贫困程度、空间格局及影响因素进行了研究。研究结果表明:重庆市农村多维贫困程度较深且区域差异较大;空间分异特征表现为高贫困水平的区县主要分布在渝东北和渝东南地区,低贫困水平的区县主要分布在主城和主城外围地区;空间关联格局特征表现为农村多维贫困在空间上呈现出显著的集聚效益,各区县主要以HH型和LL型正相关空间格局为主,HH型区县主要集中在渝东北地区,LL型区县主要集中在主城地区;农村多维贫困的空间分异主要受到地形坡度、到重庆市政府驻地距离、耕地质量等因素的影响,不同区域的主导因素有所差异。     

基于分等因素组合的农用地整理类型分区

为细化农用地整理分区,使分区结果在地块尺度上具有适用性,从而提高农用地整理工程效率和精度,该文选择利用农用地分等中间成果,以分等单元为基本研究单元,通过分析单元分等因素组合类型,以及不同组合类型对农用地质量的限制强度,利用ARCGIS空间分析功能,采用综合分区思想对天津市农用地进行整理类型分区研究,并将天津市农用地划分为3个整理类型区。研究发现,天津市农用地自然质量分,即CL组合类型有730种,限制因素组合类型42种,其中灌溉、有机质和盐渍化对农用地的限制相对普遍,这三个因素是农用地整理需要重点考虑的限制因素。研究认为,天津市近期农用地整理重点应安排在限制因素少、整理难度小的类型区三,以农田水利工程建设和典型盐渍化治理为主要方向;远期整理重点可考虑改造难度较大的类型区二,以土壤综合整治为主要目标;类型区一以坡度限制为主,整理改造难度最大,但需要做好水土保持工程建设,该研究对于深化农用地分等成果应用具有重要作用,以期对农用地整理类型分区理论和方法提供一定借鉴。     

泥石流频发区土壤有机质空间变异特征

利用GPS定位技术在泥石流频发区——云南东川蒋家沟流域采集土样99个,研究土壤有机质空间变异特征.结果表明：1）流域土壤有机质的平均质量分数（2.21 g/kg）较低;2）土壤有机质在空间分布上有明显的各向异性,空间变异特征主要反映在东北-西南方位,空间展布呈条带状;3）土壤有机质的空间变异存在中等程度的空间相关性,是由结构性因素和随机性因素共同作用引起的,受土壤质地、坡度、高程、土地利用方式和人类生产活动等因素的影响;4）同一因素不同级别下,土壤有机质质量分数差异极显著.研究结果可以为泥石流流域碳储量的估算提供依据,为土壤侵蚀退化地的生态恢复与重建提供参考.     

自然植被分布预测研究进展

预测自然植被的空间分布格局,对于生物保护、气候变化、生境管理、生态恢复决策等具有重要的实践指导意义。在对现有研究深入分析的基础上,认为植被格局不仅取决于气候,而且其他环境条件如地形、土壤等对植被格局的形成也具有重要作用;随着空间分析理论与方法在生态学中的广泛应用,多因素综合分析植被分布格局是未来植被-环境关系研究的重要趋势;在预测精度方面,非参数模型的预测结果一般比参数模型较好,如神经网络系统、GAM模型等;而遥感及GIS的应用,则为在较大尺度综合研究气候、土壤、地形等因素与植被分布格局的关系提供了较为丰富的数据源和先进的分析手段,并促进一些较复杂模型的建立和应用,为理解大尺度生态系统提供基础;我国植被-环境关系研究已取得了较为丰富的研究成果,但在数据的时效性、研究方法、研究尺度与因子选择方面仍有较大的深入研究空间。