基于林分空间结构分析方法的土壤大孔隙空间结构研究

土壤大孔隙的形成和分布具有重要的生态学意义,但尚未有研究者利用生态学方法研究其空间结构。以三峡库区紫色砂岩区的3种典型土地利用类型下的土壤大孔隙为研究对象,将图像处理技术与林分空间结构分析方法相结合,从形态学和生态学角度量化分析土壤大孔隙的空间结构。结果表明:3种土地利用类型的土壤大孔隙形状、空间结构复杂程度高,空间分布格局随土壤深度的增加均呈聚集分布趋势,且深层土壤的大孔隙组成较表层单一,其中草地最明显,大孔隙发育程度均随土壤深度的增加而降低;3种土地利用类型的土壤优先流发育程度由大到小为:草地、果园、农地,同一土地利用类型不同孔径范围的大孔隙所形成的优先路径的连通性、导水性和发育程度由大到小依次为:草地孔径范围[5.0 mm,∞)、[2.5 mm,5.0 mm)、[1.0 mm,2.5 mm)、(0,1.0 mm),农地和果园孔径范围[1.0 mm,2.5 mm)、[2.5 mm,5.0 mm)、(0,1.0 mm)、[5.0 mm,∞);将林分空间结构分析方法与土壤大孔隙位置密度分布、大孔隙变异度和复杂度指标进行对比,并与以往研究土壤大孔隙空间结构的方法进行比较,所得结果相同,证明该方法可以用于土壤大孔隙空间结构的分析和研究。林分空间结构分析方法简单易行,从生态学的角度完善了大孔隙空间结构的分析,弥补了目前基于物理化学方法在大孔隙结构理论分析的不足,进一步揭示了土壤大孔隙空间结构形成和分布的原因。     

激光摄影测树仪设计与试验

针对传统测量胸径、树高和林分空间结构参数的非智能化、非集成化、效率低等不足,以摄影测量学、测树学、图像处理技术和传感器技术原理为理论基础,设计了激光摄影测树仪。该仪器由CCD镜头、激光器、光源笔、PDA和云台组成,测量时获取方位角、倾角及图像等参数,通过在Android Studio 2.2开发平台下利用Java语言进行编译的3个模块化程序,实现胸径、树高和林分结构参数测量功能。对21株立木进行胸径、树高测量,对1块样地内15株中心树进行林分空间结构参数测量试验,并与传统测量方法进行对比,结果表明:胸径测量相对误差绝对值的平均值为2.55%,树高测量相对误差绝对值的平均值为2.82%,角尺度与大小比数测量相对误差绝对值的平均值分别为2.50%和2.86%,混交度测量与传统测量法测量结果相同,能够满足林业调查的精度要求。     

不同经营措施对冰砬山森林公园落叶松生长量和生物量的影响

本文在区域样地调查基础上,通过解析木分析,比较了不同经营措施对落叶松种群生物量和生长量的影响。结果表明,4种经营措施中,人工林透光抚育对落叶松林幼龄林时期的树高、胸径和材积的生长都有着较好的促进作用;疏伐抚育模式在落叶松林进入速生时期后,很好地调节主要树种之间的矛盾,达到促进保留木的生长、提高落叶松林分质量的作用;而在落叶松中龄林时期人工林生长抚育伐能够及时调整林分密度,保证林木有一定的营养空间,加速了林木的直径生长和材积生长;同时,透光抚育、生长抚育和疏伐方式都有助于落叶松林下生物物种的生长,可以增加林下物种的多样性和丰富度。     

不同经营措施对冰砬山森林公园落叶松生长量和生物量的影响

本文在区域样地调查基础上,通过解析木分析,比较了不同经营措施对落叶松种群生物量和生长量的影响.结果表明,4种经营措施中,人工林透光抚育对落叶松林幼龄林时期的树高、胸径和材积的生长都有着较好的促进作用;疏伐抚育模式在落叶松林进入速生时期后,很好地调节主要树种之间的矛盾,达到促进保留木的生长、提高落叶松林分质量的作用;而在落叶松中龄林时期人工林生长抚育伐能够及时调整林分密度,保证林木有一定的营养空间,加速了林木的直径生长和材积生长;同时,透光抚育、生长抚育和疏伐方式都有助于落叶松林下生物物种的生长,可以增加林下物种的多样性和丰富度.     

吉林省蛟河林业实验区管理局天然林分布情况

分别于2009年和2014年对蛟河地区天然林进行调查研究,结果表明,样地内两期样木白桦株数均最多,前期20株,后期18株,其次为水曲柳、假色槭等样木,前后期分布基本一致,很好的表现了样地内前后期林木之间的连续性,前期样最大胸径为30.1cm,后期样地胸径最大样木为34.0cm,均为水曲柳,胸径平均值最大的样木为白桦,前期19.5cm,后期20.3cm,所有林木均有所生长,生长最快的样木为水曲柳,每株平均生长量为1.5cm。     

马铃薯排种器种层扰动控制方法研究进展及展望

马铃薯排种器是实现马铃薯精密播种的核心工作部件,其排种性能与种群的离散程度密切相关,种群的离散程度是确保种子顺利充种的关键,而排种器的种层高度、种层扰动又是影响充种性能的关键因素。介绍现有马铃薯排种器的主要结构形式,分析机械扰动和气流扰动提升种群离散度,以及不同供种装置控制充种区种层高度、种群流动性来提高排种器充种性能的方法;归纳马铃薯排种器种层扰动控制方法中存在的问题：对种群扰动数学模型建立与种群运动分析研究较少等;对种层扰动改善马铃薯排种器充种性能的方法进行展望,提出一种大小种箱间歇式供种装置,通过间歇供种控制种层高度,利用振动产生的种群扰动增大充种区的种群离散度、种群流动性,以期为改善马铃薯排种器充种性能提供参考。     

基于GIS和PCA降维的森林景观格局等级特征分析

森林景观空间格局及其内在等级特征辨识是森林资源管理和生态环境规划的重要基础。以新疆天山北坡西段霍城林场为对象,以森林资源二类调查资料和DEM数据为基础,基于GIS和PCA降维方法,通过景观等级分类和景观指数分析,对林区森林景观空间格局及其等级特征进行了研究。结果表明:天山北坡森林景观格局存在明显的等级特征,在不同等级上森林景观破碎化严重,斑块大小空间变异强烈;随着森林景观等级细化,森林核心斑块大小、破碎化、景观丰富度、空间邻近程度等指标变异加强;在较高等级水平上,斑块密度(PD)、平均斑块面积(AREA_MN)、景观形状指数(LSI)、周长-面积分形维数(PAFRAC)等指数对概括森林景观空间格局具有决定性。森林景观资源保护和精细化管理应注重对景观破碎化、丰富度、斑块空间邻接度等指标的考虑及调控,进而为林区景观格局优化、森林景观资源健康经营与管理提供有力参考。     

基于耦合协调度的孟州市农村居民点布局优化

农村居民点布局适宜性取决于农村居民点空间结构稳定性和村庄发展适宜性。统筹农村居民点空间结构与村庄发展,有利于促进农村居民点布局优化和村庄协调发展。以孟州市为研究区,基于农村居民点空间结构稳定性和村庄发展适宜性,运用突变级数模型开展了农村居民点布局适宜性评价,并测度分析了居民点空间结构稳定性和村庄发展适宜性的耦合协调度。结果表明:孟州市整体农村居民点空间结构相对稳定,位于丘陵区的村庄空间结构稳定性较弱。村庄发展实力差距悬殊,西北部村庄发展适宜性较弱,西虢镇、南庄镇和化工镇村庄发展适宜性较强。孟州市农村居民点布局整体协调度较低,中度协调和高度协调农村居民点占农村居民点总面积的26. 90%,低度协调为72. 60%,濒临失调村庄仅4个。综合分析评价结果后将孟州市农村居民点划分为优先建设型、一般发展型、保留型、产业引进型和重点改造型5种布局优化模式。该研究结果可为乡村振兴背景下农村居民点整治和村庄规划编制提供理论与方法支撑。     

京津冀地区耕地质量空间分布分形机制研究

为了进一步推进京津冀耕地规划统筹和协调配置,实施耕地质量空间管制与全面提升机制,保障京津冀协同发展的耕地资源需求,采用GIS技术、分形理论、灰色关联度分析相结合的方法,系统研究京津冀耕地质量空间分布分形特征及其机制。主要结论为:京津冀耕地质量在空间上呈现规律分布的态势,具有南北差异明显、南高北低、区域边缘低、中间高的特征;分形理论可以用于京津冀耕地质量空间分布的结构特征研究,分形特征反映了京津冀耕地质量类型的空间形态复杂性和空间占据度。京津冀高等地空间结构最简单,形态最稳定,空间占据度在自然质量水平上最高,在经济质量水平上最低;中等地的空间结构和稳定性居中,但空间占据度最大;低等地空间结构复杂度、空间形态稳定性和空间占据度与高等地完全相反。影响京津冀耕地质量分形特征的主要因素是光温/气候等自然条件,农业生产条件和社会经济条件在此基础上进一步扰动了其分形特征。     

云南水资源与经济社会发展协调度的空间格局研究

引入协调度计算相关研究成果,选取与水资源密切相关的经济社会发展与生态环境保障相关指标,从水资源及其利用、经济社会发展和生态环境保障三方面,构建云南省水资源与经济社会发展协调度评价指标体系。分别以2007年和2013年相关数据为支撑,定量计算不同时段水资源与经济社会发展的协调程度,并根据综合协调度划分标准,对上述两个时段的协调程度进行类型划分,同时在GIS技术支持下,揭示不同时段云南省各市(州)水资源与经济社会发展协调度的空间格局特征与空间格局的变化特征。研究表明:从协调度的类型组成变化看,协调类型主要为协调和极不协调两种极端类型,水资源与经济社会发展协调程度的差异在增大;从协调度的数值变化看,水资源与经济社会发展的协调程度在下降;从协调度的空间分布变化看,处于极不协调类型市(州)的空间分布范围在扩大,而处于协调类型市(州)的空间分布范围在缩小。经济社会发展程度较高的滇中地区协调度较低,而经济社会发展程度较低的边境区域,协调度却较高。水资源空间分布与经济发展要素空间分布不匹配的格局并没有发生改观,并且这种空间分布不匹配的状态有扩大趋势。     

油松栽培管理技术

油松是我国北方地区常见树种,兼具药用价值、工业价值及生态价值。根据油松的生长习性,总结出一套科学合理的油松栽培管理技术,以提高油松的产量和品质,从而促进当地森林生产力和生态效益的提升。     

土壤Ca~(2+)、Mg~(2+)量对针叶红化油松形成的影响

【目的】阐明土壤中Ca2+、Mg2+对针叶红化油松形成的影响,提高油松复壮及施肥作业质量。【方法】采用EDTA滴定法,检测正常油松与发生针叶红化油松土壤中Ca2+、Mg2+量。【结果】乌兰察布市与包头市正常油松土壤Ca2+量随土层深度增加而减少,而针叶红化油松土壤Ca2+量不同样地之间部分差异显著(P<0.05),Mg2+量不同样地之间差异显著(P<0.05)。【结论】2个地区土壤中Ca2+和Mg2+量与油松针叶红化现象的发生存在一定的关联性,Ca2+、Mg2+量增加会导致油松针叶红化。     

封育对冀北山地人工针叶林林下植被恢复的影响

林下植被在促进养分物质循环、维持立地质量、涵养水源以及保持水土等方面有重要的作用。以木兰林管局较强封育、较弱封育和非封育等3种封育强度的人工油松林和人工落叶松林林下植被为研究对象,对其物种丰富度、群落结构特征和生物量的差异进行了分析。结果表明,较强封育区油松林下植被物种数是较弱封育区的1.27倍,是非封育区的2.03倍,平均高度分别为较弱封育区和非封育区的1.52倍和3.48倍;植被盖度值分别提高11.42%和52.21%。较强封育区油松林下植被生物量是较弱封育区的1.27倍,是非封育区的2.03倍,封育对林下植被地上部分生长的影响,间接的影响了地下部分生长。加强封育是提高林下植物种类与数量,提高人工林立地质量与生态效益的一种重要措施与途径。     

黄土高原南北样带不同土层土壤容重变异分析与模拟

为探明黄土高原南北样带土壤容重空间分布特征,为土壤水文过程模拟与预测提供水力参数,采用经典统计学方法,分析了样带不同土层深度(0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm)土壤容重的空间变异特征,并用多元逐步回归、传递函数方程和一阶自回归状态空间模型方法分别对土壤容重的空间分布进行了模拟。结果表明:样带0~20 cm深度土壤容重的变异为中等程度变异,20~40 cm为弱变异。状态空间方程转换系数表明,不同土层深度土壤容重的影响因素不同,0~10 cm主要为有机碳含量、黏粒和砂粒体积分数,10~20 cm为有机碳含量、黏粒和砂粒体积分数和降水量,20~40 cm为黏粒和砂粒体积分数、降水量和土地利用。状态空间模型的模拟效果均优于经典统计的多元逐步回归方程和传递函数方程,基于黏粒和砂粒体积分数、降水量和土地利用的状态空间模型可以解释样带20~40 cm容重92.3%的变异。一阶自回归状态空间模型可用于田间条件下土壤容重分布特征的预测。     

荒漠绿洲交错区生态空间网络粒度效应研究

以乌兰布和沙漠东北缘磴口县为研究区，针对县域生态空间网络的粒度效应开展研究。结果表明，空间粒度的变化对生态空间网络的空间结构、拓扑结构以及生态源地的面积与空间分布均具有明显的影响，而生态阻力的粒度效应并不明显。随着空间粒度的不断增大，生态源地的面积产生了明显的波动并且变得越发破碎；生态空间网络长度经历了从增加到减少的变化，其空间分布由最初的不断密集再到逐渐稀疏；生态空间网络的各项拓扑结构指数变化较为明显，随着空间粒度的不断升高，网络的度分布愈发集中，同配性、层次性、模块化增强，网络的不均匀性不断提升，连接性不断降低，总体向更加不稳定的方向变化。     

黑土区农田尺度田间持水率的空间变异性研究

【目的】探究黑土区农田田间持水率的空间变异性机制。【方法】利用传统统计学和多重分形方法量化了田间持水率的空间变异强度,分析了造成田间持水率空间变异性的局部信息;利用联合多重分形方法确定了田间持水率与土壤基本物理特性在多尺度上的相关性。【结果】研究区域田间持水率具有多重分形特征,随土层深度增加,田间持水率的空间变异程度先降后增;田间持水率的大值数据对0~5 cm和10~15 cm土层田间持水率空间变异性的贡献较大,小值数据对5~10 cm和15~20 cm土层田间持水率空间变异性的贡献较大;单一尺度上,与田间持水率相关程度最高的土壤基本物理特性在0~5 cm土层是黏粒量和土壤体积质量,在5~10 cm和10~15 cm土层是粉粒量和黏粒量,在15~20 cm土层是土壤体积质量和粉粒量;多尺度上,与田间持水率相关程度最高的土壤基本物理特性在0~5、5~10和10~15 cm土层是黏粒量和粉粒量,在15~20 cm土层是土壤体积质量和粉粒量。【结论】黑土区农田田间持水率的空间变异程度为弱变异,田间持水率与土壤基本物理特性的相关程度在单一尺度和多尺度上有所差异。     

膜下滴灌田间土壤水分时空变异规律研究

在新疆库尔勒市包头湖农场48 m×56 m的范围内,布置土壤水分监测点共计63个,采用经典统计和地统计方法进行了时空变异性分析。结果表明,每次灌水前,整个地块土壤含水率均符合正态分布,呈现中等变异性;沿毛管方向和沿支管方向的田间土壤含水率均呈中等程度的空间自相关性,变异性主要由随机因素引起,变程分别为30.7~37.9 m和10.5~14.2 m;随着时间的推移(灌水次数的增加),土壤水分的空间变异性逐渐减弱,分布更趋均匀。因此,根据第1次灌水前田间土壤水分空间分布情况,设计的监测点布设方案可以满足其后各次灌水的墒情监测要求。