沱江流域中游土壤有机质的空间变异特点及其影响因素

土壤有机质(SOM)是陆地生态系统中碳循环的重要源与汇[1-3]。其不仅能提高土壤肥力和生产力,且其对碳的固定也是人类应对大气CO2浓度升高的重要途径[4-5]。在区域尺度上,土壤有机质主要受气候、土地利用方式、地理因素如海拔高度、坡度和质地等差异的影响[6-9]。且不同自然地理条件和社会经济发展水平的区域,其土壤有机质的主要影响因素及其影响程度也会有所差异[10-12]。     

怀柔水库上游农业氮磷污染负荷变化

流域尺度农业污染负荷估算及其时间上的变化分析可为流域农业结构调整以及水污染控制和治理提供科学依据。利用输出系数模型,对怀柔水库上游两怀流域2000年和2011年的农业污染负荷总氮和总磷进行了估算和变化分析,揭示了各类农业活动对两怀流域氮磷污染的影响。结果表明：从2000到2011年两怀流域农业氮和磷负荷总量有增加的趋势,分别从2000年的454.029和51.014 t上升到2011年的485.961和58.437 t,其中水产养殖氮、磷负荷量增加比重最大。流域内农业土地利用及产业结构变化是引起氮磷污染负荷发生变化的主要原因。建议针对不同污染源类型,采取相应减控措施减少各类污染物排放量;同时,大力发展流域循环经济模式,实现种植业、养殖业和农村生活废弃物的资源化和再生利用。     

北京耕作土壤重金属多尺度空间结构

为了有效揭示土壤重金属的空间分布特征,为土壤环境质量评价提供科学依据,该研究以北京市耕作土壤中重金属为例,通过地统计学方法分析了重金属空间结构的尺度效应。研究结果表明：土壤重金属Cr、Ni、Zn和Hg的空间结构性对空间尺度有明显的依赖,理论半方差函数的最优性检验进一步表明多尺度套合模型能充分地挖掘和利用土壤重金属Cr、Ni、Zn和Hg的空间变异结构,并且采用多尺度套合模型法对重金属Cr、Ni、Zn和Hg进行克里格插值,其插值效果明显优于单一尺度下的普通克里格插值。因此,多尺度套合模型法能有效地揭示耕作土壤中重金属的空间分布特征。     

密云水库上游白河磷浓度时间序列的傅立叶与小波分析

 【目的】分析密云水库上游流域水质长期监测数据,获取流域水质时间格局特征。【方法】以密云水库上游白河上的S1和S2监测点总磷（TP）浓度1986—2003年时间序列为例,采用时域分析、傅立叶和小波分析等方法对比来综合揭示磷污染物的周期模式以及时间格局特征。【结果】S1和S2监测点时间序列不存在自相关性和异方差性,不适合用时域方法进行水质的时间演化规律的研究。傅立叶分析得到两个监测点的隐含周期,S1和S2都有6年的周期模式,S2还包含一个2年左右的周期行为。小波分析得到了不同尺度的时间格局特征,S1和S2点都有中尺度的周期格局特征,S2点还有小尺度的周期格局特征。【结论】傅立叶分析和小波分析这两种方法都可以应用在水质的时间演化规律的研究中,傅立叶分析方法比较粗糙,而小波分析方法以其多尺度、时频相结合的特点为研究水质时间特征的演化提供了更精细的方法。     

民勤绿洲农业系统变化的协整分析

采用协整分析的方法,基于1956—2008年长时间序列数据,分析了近50年内民勤农业生产系统(作物和牲畜)和环境系统在土地退化条件下的变化规律,并通过建立向量误差修正模型(VECM)和Granger因果检验方法,进一步探寻了民勤农业各子系统间的相互作用关系及系统长期均衡关系和短期波动状态。研究表明:(1)在土地退化的条件下,民勤农业生产系统和环境系统之间依然存在一个长期的均衡状态,虽未使民勤农业系统在土地退化的影响下崩溃,但却存在过度种植放牧、水资源短缺、土地退化之间的恶性循环;(2)民勤绿洲农业各子系统围绕长期均衡态还存在短期的波动,其中天气条件(沙尘暴次数)和地下水资源(机井数)开采调整回均衡态的贡献显著,向量误差修正模型前系数绝对值分别为0.9129和~(-1).2583,远远大于其他指标;在对荒漠化地区进行监测时,应当优先选择沙尘暴天气数和机井数等指标;(3)Granger因果检验结果表明,羊只存栏数和地下水资源(机井数)开采是沙尘暴次数的Granger原因。畜牧业的发展,超过草场的自然承载能力,风蚀现象加重。地下水严重超采,导致地下水位急剧下降,矿化度增加、地表植被大面积死亡,导致沙尘暴灾害加剧。因此,可以通过减少放牧和有效管理地下水资源来实现研究区的荒漠化防治。     

川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮空间分布特征

采用GPS、地统计及地理信息系统（GIS）相结合的技术和方法研究了川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮含量的空间分布特征及其影响因素。结果表明,研究区内土壤硝态氮（NO3^--N）和铵态氮（NH4＋-N）含量分别为（79.21±24.34）mg·kg^-1和（8.89±2.47）mg·kg^-1,在不同土壤类型中,土壤硝态氮和铵态氮含量存在极显著差异（P〈0.01）。土壤硝态氮含量以许家沟和中河沟区域为中心向北部和南部递增;土壤铵态氮含量以赵家湾、中河沟和任家沟为低值中心（〈8.00mg·kg^-1）向两旁逐渐增加。从低海拔到高海拔土壤硝态氮含量呈先增加后降低的趋势,土壤铵态氮含量持续降低;在丘体下部和平坝土壤中硝态氮和铵态氮含量均高于其他3种地形土壤中其含量;土壤硝态氮在不同坡度中均值比较为缓坡地〉坡地〉陡坡地〉平地,从平地到陡坡地土壤铵态氮含量呈显著降低趋势;土壤硝态氮含量在小麦与其他作物轮作方式中明显低于油菜与其他作物轮作方式中其含量,土壤铵态氮则相反。     

北京耕地土壤重金属空间自回归模型及影响因素

为了揭示土壤重金属含量与其影响因素间的作用关系,为土壤重金属的污染控制和治理提供参考,该研究以北京市耕作土壤重金属元素为例,采用传统线性回归模型和空间自回归模型分析和比较了土壤重金属含量及其影响因素间的相关关系。结果表明：Cr、Ni、Zn、Hg空间自回归模型的拟合度较传统线性回归模型好,并且残差的空间自相关性消失。因此,空间自回归模型能够很好地解释重金属含量与其影响因素间的相关关系。结果表明：Cr、Ni含量的影响因素主要为土壤母质和土地利用强度,Zn、Hg含量的主要影响因素为道路、工矿企业和土壤母质。     

绿洲景观多季相特征的线性光谱混合分解方法研究

因干旱、半干旱区生态环境的脆弱性和社会经济的干扰,区域景观季相间具有显著变异,但该类区域季相景观异质性研究相对薄弱。加上遥感数据空间分辨率的约束,表征荒漠化状态的异质性景观特征以一定程度的混合像元存在,传统的景观信息提取方法具有一定的局限性。以甘肃省民勤县为例,进行了荒漠化异质性季相景观特征的线性光谱混合分解方法研究,包括端元类型确定,多季相代表性端元选择和光谱值优化等关键步骤。结果表明,多季相线性光谱混合分解模型考虑了端元在季相之间的可比性和分解结果的物理意义,可以直接进行物理解译,有效模拟民勤绿洲的景观要素分布,多季相端元丰度可以描述各类端元的季相变异,为土地荒漠化监测评价提供保障。     

试论现代土宜科学与地区名优农产品开发

为了促进我国农业结构调整而发展适于该地区的名优农（畜）产品的需要,首先从地区名优农（畜）产品开的生态条件分析,进而将我国原传统的土壤适宜性概念拓展到现代的土地适宜性,称之为现代土宜。并提出了“现代土宜科学是研究地区名优农（畜）产品经济生物性状的生理及其阶段发育对土地生态要求和相应管理措施的应用技术学院”的定义。其次将名优农（畜）产品的经济生物学性状的生态要求采用了地理性的多层阶分级与分区方法,从宏观气候带的一般生境适宜（SE4）到区域气候和土壤性状的品质特优适宜（SE1）和灾害或土壤特性不适宜（SE0）等的名优农（畜）产品土地适宜评级（SE）的5级制,使名优产品的土地适宜性评级开始有了有序的理论阐述及可行性框架,并以我国名产的燕山板栗、四川和三峡的柑桔进行了实例定性评价,由于它系统采用了土壤地理的逐阶接近法的方法论而明显有别于FAO的土地适宜性评价（S）框架。最后本文简要介绍了用于名优农（畜）产品开发的土宜性调查与土宜性土地利用规划的工作方法与原则,以加强现代土宜科学在提高地区农（畜）产品质量为中心的农业结构调整的工作速度与科学基础。     

两种不同干扰方式下的天山云杉更新格局

该文采用点格局分析方法，对新疆天山中部林区天山云杉林在林冠和强度择伐干扰方式下的天然更新格局进行了研究.结果表明:在林冠干扰方式下，林冠空隙（林窗）内天山云杉天然更新幼树/幼苗呈现聚集分布，并在每一聚集分布中都有最大聚集强度；林冠空隙内天然更新幼树/幼苗与林冠空隙形成木呈现出在空间位置上的依存关系.这在所研究的尺度范围内（130 m×80 m标准地），强度择伐干扰后天山云杉保留木呈现聚集格局，天然更新幼树/幼苗与保留木之间依空间尺度由小到大而在空间上呈现斑块镶嵌、随机排列和空间依存，天然更新幼树/幼苗与择伐作业采伐木伐桩呈现出在空间位置上的依存关系.表明在天山云杉林分中，天然更新幼树/幼苗与强度择伐作业采伐木伐桩之间具有类似于其与林冠空隙形成木之间的空间位置关系.说明在创造天然更新的条件上，强度择伐作业的采伐木具有某些与林冠空隙形成木相同的生态作用.