基于多指标评价和分形维数的坡耕地优先流定量分析

以重庆紫色砂岩区坡耕地田间染色示踪试验为基础,采用形态学和统计学方法,对3种坡耕地土壤剖面染色图像进行指标提取,运用多指标评价法确定了优先流指数PFI,并结合几何学中的分形理论,定量评价了土壤优先流的发育程度。结果表明:6个优先流特征指标(优先流区染色面积比、基质入渗深度、优先流分数、长度指数、峰值指数和变异系数)均表现出南瓜地和柑橘地的优先流程度高于玉米地;优先流指数PFI由大到小为南瓜地(0.88)、柑橘地(0.77)、玉米地(0);通过Fractal Fox 2.0软件计算得到的优先流湿润峰迹线分形维数由大到小为南瓜地、柑橘地、玉米地。与土壤优先流指数PFI进行比较,所得结果基本一致,说明利用分形维数来评价土壤优先流发育程度是准确可行的。     

北京平原地区不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响

选取农田、撂荒草地、人工乔木林、人工灌木林和次生林5种不同土地利用类型土壤颗粒为研究对象,采用Microtrac S3500激光粒度仪测定土壤样品粒径,利用土壤分形学理论和方法,分析不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明,土壤粒径在不同土地利用方式下存在显著差异,其中撂荒草地以砂粒为主,农田、人工乔木林、人工灌木林和次生林以粉粒为主;次生林、人工乔木林黏粒体积分数最大,且显著大于其他土地利用类型,撂荒草地最小;次生林、人工乔木林、人工灌木林粉粒体积分数最大,且显著大于农田与撂荒草地;砂粒体积分数则与粉粒相反。土壤分形维数的大小依次为撂荒草地＜农田＜人工灌木林＜次生林＜人工乔木林;土壤分形维数与土壤黏粒含量、粉粒含量均呈显著正相关,与土壤砂粒含量呈显著负相关。     

土地利用类型分维数及稳定性研究——以陕西省蒲城县为例

以陕西省蒲城县土地利用空间数据库为基础,应用GIS技术及分形理论对土地利用类型的分形及稳定性进行了分析研究。将土地利用类型划分为6类:耕地、园地、林地、草地、工矿居民地和其他用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析。结果表明,土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维数(D)介于1.344～1.522。根据分维数对各土地利用类型稳定性排序:林地>工矿居民地>其他用地>耕地>草地>园地。复杂的地貌类型对土地利用类型分维数有重要影响,分维数能较好地反映各土地利用类型复杂程度及稳定性,表明分维数成为土地利用类型结构相关研究的有用指标。     

土壤颗粒分布体积分形维数与数量分形维数之间的关系

土壤的体积颗粒分布(PSD)可用于同时确定数量分形维数(DN)和体积分形维数(DV)。以往的试验和理论研究均未直接比较DV和DN的关系。为建立DV和DN的关系并分析其参数的敏感程度,在中国各地取了12种不同质地土壤,利用激光粒度仪进行了测定。提出了含3个参数Rupper(颗粒半径的上限),Ri(第i个半径)和Rlower(半径下限)的DV-DN理论关系,该关系可说明为什么DN可能大于3。在未调整的幂定律范围内(PLR),DV的幂定律半径为38.6～85.8μm,DN的幂定律半径为53.2～358μm,估算的DV值(2.18～2.69)比DN值(2.38～3.19)小。调整后的PLR比未调整的窄。在调整的PLRs范围内,估算的DV值变化范围为2.11～2.56,而DN变化范围为2.28～3.02。调整和未调整PLRs得出的DV和DN的差异说明,Rupper,Rlower,Ri和Rlower/Rupper均可能影响DV与DN关系,有必要进行参数的敏感性分析。进行敏感性分析可基于敏感系数(C)来鉴别DV-DN关系中各参数改变所引起的DV和DN相对变化,从而找出对该关系影响最大的参数。就不同情况下计算的C值而言,Rupper是影响DN值的最重要参数,小的Rupper值可能导致估算DN的准确度降低。PLR范围越大,DN的估算越准确。根据DV估算DN的相对误差的绝对值在12%范围内,说明得出的DV-DN理论关系是正确的。     

陇中坡地不同退耕模式对土壤团粒结构分形特征的影响

运用分形模型,研究陇中坡耕地及其退耕改种成苜蓿、侧柏、柠条、红柳、杏树后土壤团粒结构分形维数,并对分形维数与土壤理化性质之间的关系进行拟合。结果表明:各模式团粒结构分形维数介于2.014～2.153之间,且与>0.25mm粒径的团粒结构含量间呈极显著线性相关。退耕后,红柳、侧柏地>0.25mm的土壤团粒结构含量较其他模式显著增加,各类退耕地的土壤自然含水量、有机质、全氮含量明显高于坡耕地,但土壤团粒结构分形维数与有机质、全氮、全磷、有效磷、速效钾含量相关性不强。     

巨桉人工林下土壤团聚体稳定性及分形特征

选择3年生巨桉纯林、巨桉+粮食作物、巨桉+果树土壤作为研究对象,农耕地作为对照,运用标准化平均质量直径及分形理论,分析不同巨桉人工林下的土壤团聚体稳定性及分形维数特征。结果表明,不同林地模式下,水稳性团聚体平均质量直径的变化顺序为农耕地>林粮>巨桉纯林>林果,农耕地与不同林地模式下水稳性团聚体平均质量直径差异显著,农耕地在退耕成巨桉人工林后不利于土壤大团聚体的形成;3种林地模式与农耕地比较有效磷、容重差异显著,土壤有机质、碱解氮、有效钾含量差异不显著,说明林地覆盖增强了土壤的紧实度;相关分析表明,影响土壤稳定性的最重要因素为大团聚体的含量,而其他因素影响不显著;分形维数与<0.25mm团聚体含量、容重呈显著、极显著正相关,与1～2mm团聚体含量、平均质量直径呈极显著负相关,说明土壤团聚体的分形维数越小,土壤大团聚体含量越高,土壤团聚体稳定性越强;团聚体的分形维数值能反映土壤性质的变化,通过对土壤分形维数特征的研究可以定量揭示不同巨桉模式下土壤质量的特点。     

滚动轴承摩擦力矩的非线性特

以混沌理论为基础,通过试验研究滚动轴承摩擦力矩时间序列的非线性特征评估问题,为精确计算滚动轴承摩擦力矩的动态性能奠定基础.用关联维数标准差刻画摩擦力矩的不确定性,用关联维数均值描述摩擦力矩非线性特征的演变历程.研究表明,滚动轴承属于确定的非线性动力学系统,但其摩擦力矩呈现出明显的不确定性.随着转速的增加,滚动轴承摩擦力矩关联维数标准差与均值都呈现出非线性增大的趋势.     

河流故道区梨树-药材立体种植技术研究及分析

河流故道区梨园内间作不同药材,研究立体模式种植技术及环境效益。结果表明：梨树-半夏复合系统中,间作半夏不会造成梨减产,半夏株行距3 cm&#215;15 cm时,产量最高563.2kg/hm^2、收获指数最高4.6、商品指数最高57%。梨树-防风复合系统中,行距为40 cm时,防风产量最高21 610.8 kg/hm^2,收获指数最高9.3、商品指数最高100%。梨树-紫菀复合系统中,提出了氮、磷、钾肥料合理配比的施用量为1 hm^2中N∶P2O5∶K2O为115.8∶292.5∶303.5,紫菀产量为16 049.69 kg/hm^2,紫菀铜含量各处理间无显著差异。对3种复合系统进行土地利用价值分析。结果表明：梨树-半夏的LER为1.8最大,梨树-紫菀的LER为1.4最低。     

南川百合与泸定百合种群格局分形特征的分析

本文应用计盒维数和信息维数比较分析了南川百合与泸定百合种群的空间分布格局及其分形特征。研究显示，南川百合与泸定百合种群的计盒维数和信息维数均较小（〈1．5，远离2），说明其占据生态空间的能力和格局强度都不大，体现其在群落中的劣势伴生地位。在2006年，南川百合各种群的平均计盒维数（0．7232）比泸定百合（0．7734）小0．0502，而其平均信息维数（0．4179）却比泸定百合（0．2381）大0．1798，这些数据表明，南川百合种群占据生态空间的能力比泸定百合弱，但其种群格局强度要比泸定百合种群大得多。在高温干旱的2006年，这两种百合的计盒维数与2005年相比都有所减少，信息维数都有所增加，但南川百合种群计盒维数的减少比例（13．87％）大于泸定百合（8．97％），约为泸定百合的1．54倍，其信息维数的增加比例（6．830%）却小于泸定百合（33．02%），泸定百合种群信息维数的增加量是南川百合种群的4．98倍，这些数据表明，高温干旱天气对这两种百合的生长均有影响；泸定百合的抗热抗旱能力要高于南川百合，南川百合更易受高温干旱天气的伤害。由于人为干扰和气候等环境因子的变化，南川百合和泸定百合均出现濒危迹象，此外，因南川百合抗热抗旱性能不强、占据生态空间能力弱等，导致其更加处于濒危状态，应尽快加以保护。     

正负电子对撞中末态粒子分形谱的研究

对正负电子对撞中Z0衰变能区产生的末态粒子系统的Levy稳定性问题进行了研究,计算出了Levy稳定性指数,得到了该系统自相似的广义分形维数和广义分形谱函数.