基于温度植被干旱指数的华东地区AMSR-E土壤水分数据的空间降尺度研究

土壤水分一直是土壤学领域中较为活跃的研究内容,是陆面过程与水循环的重要影响因素。以AMSR-E为代表的被动微波遥感技术的发展为土壤水分的研究提供了方便,但是其粗糙的空间分辨率限制了其在中小尺度内的应用。因此,本研究利用MODIS温度产品MOD11A2和归一化植被指数产品MOD13A3构建了月时间尺度下的温度植被干旱指数(TVDI);其次,利用温度植被干旱指数TVDI和土壤水分之间的线性负相关关系,对AMSR-E三级土壤水分反演产品进行空间降尺度研究,获取2003年连续月时间尺度下空间分辨率为1 km的土壤水分反演结果,并利用地面实测土壤水分数据对反演结果进行验证。地面实测土壤水分值与降尺度反演结果显著相关,每月的线性相关决定系数均在0.8以上,表明降尺度后的土壤水分反演结果具有较高的精度,能够用来表示土壤水分的分布特征。     

不同尺度土壤性质空间变异研究进展

综述了近年来不同尺度(田间尺度,小区尺度和微尺度)上土壤性质(土壤水分、养分、理化性质及生物学性质等)空间变异研究的进展。探讨了土壤性质空间变异的原因,影响因素及研究方法,并对土壤空间变异研究前景进行了展望。     

土地尺度研究知识图谱分析

利用Cite Space V软件对1998～2018年CNKI中文核心期刊及CSSCI中文社会科学引文数据库中土地尺度领域212篇相关研究文献进行了计量化分析,绘制出研究的关键词、作者、发文机构的知识图谱,对研究的热点及特征进行了分析。研究结果表明:(1)土地尺度领域研究者处于"整体分散,部分集中"的状态,各研究学者之间的相互关系较弱,发文次数较多的研究学者通常是由同一机构的作者组成。从发文量来看,相关研究作者集中度较高,核心作者的相关研究奠定了中国土地领域尺度研究的研究基础。(2)从区域角度看,北京地区发文量最多。从发文量角度来看,土地领域尺度研究的相关研究成果在全国不同机构之间的差异较为悬殊。研究的成果数量与研究机构及地区的科研能力、研究水平有较强的关联性。(3)从研究内容来看,尺度的应用已成为土地空间分析的重要研究过程,尺度的研究方法和计算方法趋向多样化和多学科特征,研究者一方面注重将尺度结合格局—过程成为土地空间的研究基础,另一方面发展出对土地尺度自身的计算及理论体系,多尺度体系成为土地空间分异的研究载体。     

土地尺度研究知识图谱分析

利用Cite Space V软件对1998～2018年CNKI中文核心期刊及CSSCI中文社会科学引文数据库中土地尺度领域212篇相关研究文献进行了计量化分析,绘制出研究的关键词、作者、发文机构的知识图谱,对研究的热点及特征进行了分析。研究结果表明:(1)土地尺度领域研究者处于"整体分散,部分集中"的状态,各研究学者之间的相互关系较弱,发文次数较多的研究学者通常是由同一机构的作者组成。从发文量来看,相关研究作者集中度较高,核心作者的相关研究奠定了中国土地领域尺度研究的研究基础。(2)从区域角度看,北京地区发文量最多。从发文量角度来看,土地领域尺度研究的相关研究成果在全国不同机构之间的差异较为悬殊。研究的成果数量与研究机构及地区的科研能力、研究水平有较强的关联性。(3)从研究内容来看,尺度的应用已成为土地空间分析的重要研究过程,尺度的研究方法和计算方法趋向多样化和多学科特征,研究者一方面注重将尺度结合格局—过程成为土地空间的研究基础,另一方面发展出对土地尺度自身的计算及理论体系,多尺度体系成为土地空间分异的研究载体。     

内陆河灌区土壤水分空间变异的尺度效应

采用经典统计学和地统计学Kriging插值法研究了内陆河灌区土壤水分空间变异的尺度效应．结果表明,尺度对经典统计学参数中的中值和平均值的影响很小,对方差和变异系数的影响较大．在垂直剖面上,不同水平层次土壤含水量的方差和变异系数的变化规律随尺度而不同．土壤水分的等值线在垂直剖面上的分布规律在相同的尺度下是不同的,并且与经典统计学参数所反映的垂直变化规律也不相同,但相邻层次上具有相似性．在尺度变化的情况下,随着尺度的变大,土壤水分的等值线变得越来越稀疏,闭合中心的数量逐渐减少,位置发生移动．说明土壤水分空间变异性与采样点数目和采样尺度密切相关,随着采样尺度的增加,土壤性质的结构等级发生转变,不同结构性等级中,影响土壤水分的过程、因素不同．     

不同尺度下长白山次生杨桦林群落系统发育结构研究

本文研究了长白山5.2 hm2次生杨桦林样地的群落构建机制。以样地内47种胸径≥1 cm的木本植物为研究对象,构建了物种间的系统发育树,并分析了不同空间尺度和不同径级结构下群落的系统发育结构。结果显示,随着空间尺度的增大,群落系统发育结构的发散程度先增大后减小;而随着径级的增加,群落的系统发育结构呈现向发散变化的趋势。这表明竞争排除作用和非生物的筛选作用共同影响群落构建的结果。其中,在较小的尺度上竞争排除作用是决定群落构建的主要因素;而在较大尺度上则是非生物的过滤作用起主要作用。通过对群落系统发育β多样性与空间因子、环境因子进行方差分解,发现环境因子对系统发育β多样性的解释力较强。其中,土壤水分和土壤深度起最重要的作用。      

土壤含水量测定方法研究进展

土壤含水量是土壤学和农业节水技术研究的重要领域和热门课题,通过分析相关文献,将土壤水分测定方法从研究手段和范围(尺度)上划分为三大类:取样—定位测量法、遥感监测法、模型模拟法。经过对已发表土壤水分测定方法相关文献的统计调查和检索,依据文献数量、文献引用率和关键词频度,得出取样—定位测定法是当前土壤水分的主要测定方法,遥感监测法是未来土壤水分测定方法的发展趋势和方向,模型模拟法具有理论探索和研究的价值。     

基于空间自回归和地理加权回归模型的不同尺度下土地利用程度研究

以谷城县2009年土地利用现状为研究对象,在分析不同尺度土地利用程度及其驱动因子空间自相关的基础上,分别从全局和局部的角度考虑,建立空间自回归模型和地理加权回归模型。结果表明:该区土地利用程度及其驱动因子都存在一定的空间自相关性,并且具有尺度效应;空间自回归模型可以对各因子进行全局的参数估计,而地理加权回归模型可以给出局部模型的拟合度及驱动因子的参数估计,同时不同尺度地理加权回归模型对地理信息反映详略有一定的影响。     

基于信息熵的土壤有机碳空间分布影响因子及尺度效应研究

为探明土壤有机碳空间分布的影响因子及其与土壤有机碳含量之间的尺度效应，以河北省阜平县为研究区，采用信息熵分析法的模型分析土壤亚类、高程、坡度、土地利用现状与土壤有机碳含量之间的空间相关性，研究各影响因子在不同空间尺度下的特征和尺度效应。结果表明，不同尺度的关键影响因子不同，大尺度土壤有机碳含量的关键影响因子是高程；随着尺度减小，其他影响因子的相关性相对变大。具体结论如下：(1)在大尺度(阜平县)上，与土壤有机碳含量的空间相关性最大的是高程，其次是土壤亚类、坡度，最小的是土地利用现状；在中尺度(大沙河)上，与土壤有机碳含量的空间相关性最大的是土壤亚类，其次是高程、土地利用现状，最小的是坡度；在小尺度(阜平镇)上，与土壤有机碳含量的空间相关性最大的是高程，其次是土地利用现状、土壤亚类，最小的是坡度；(2)本研究得出的结论是基于特定的样本空间范围，需要考虑在其他区域或空间尺度上的适用性，还要综合分析其自然条件和人为影响因素。期待本研究结果可为区域合理利用土地和碳库保护提供科学依据及技术支撑。     

塔里木河中游荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局变化关系研究

土壤水分含量的高低决定了荒漠绿洲过渡带的植被种类及群落构成,因此,掌握植被特征随土壤水分的变化规律,能为干旱区生态环境建设提供科学的理论依据。选择典型的干旱区塔里木河中游流域作为样区,定点采集土壤样品测定其含水量,并调查植被特征,分析了干旱区荒漠绿洲过渡带土壤水分与植被空间格局的关系,进行荒漠生态系统土壤水分对植被空间格局的影响研究。结果表明,荒漠绿洲过渡带20~40cm土层土壤湿度、草本密度及植被密度在研究区尺度上具有中等空间自相关,其0~20、40~60、60~80、80~100cm土壤湿度、灌木个数、灌木密度、幼苗个数、胡杨个数、郁闭度和植被群落物种数,在研究区尺度上表现出强空间自相关;土壤水分和植被特征均具有相似且明显的空间分布格局,其数值均呈先升高后降低的趋势即呈M型分布;灌木密度与20~40cm和40~60cm土层的土壤含水量呈显著相关,80~100cm土壤水分与胡杨个数、郁闭度、植物群落物种数有极显著相关关系,研究区生态系统脆弱,植被群落物种数较为单一,土壤水分和植被特征的空间变异性主要是结构性因素作用的结果;由于荒漠河岸林的主要建群树种为胡杨,研究表明20~60cm土层的土壤含水量对灌木的生存与生长起关键作用,而植被空间格局主要由80cm以下的土壤含水量决定。     

居住区宜人景观空间尺度探析——以青岛鲁信长春花园为例

研究居住区空间尺度形成的视觉要素和功能要素,从具体项目实例出发,以具体设计实践,结合空间尺度研究理论。通过实地考察、测量、调研,分析居住区各种休闲空间的布局尺度与空间利用率的关系、不同道路空间尺度舒适性营造、公共活动空间的尺度与空间容量的关系、水景空间的尺度与视觉感受等,探讨在居住区景观设计中的舒适、宜人、适用的空间营造尺度控制方法及数据,以期促进人性化社区景观营造。     

晋西黄土区土壤水分空间异质性的地统计学分析

土壤水分的空间分布存在着一定的随机性和结构性特征,而对不同尺度土壤水分空间变异规律的研究是土壤水分研究中的热点问题.该文通过2004—2005年对山西吉县蔡家川小流域不同取样尺度（20 m×20 m、2 m×2 m） 391个样点土壤水分的测定（TDR土壤水分测定法）,使用地统计学方法进行土壤水分的空间异质性分析,以区域化变量理论为基础,以变异函数为主要工具,以克立格法为基本方法进行土壤水分异质性研究.结果表明:研究区土壤水分的理论变异模型为球状模型,20 m×20 m网格取样变程为494.16 m,2 m×2 m网格取样变程为27.4 m,试验区土壤水分的变异属于中等程度的变异;通过克立格插值估计,整个研究区坡面土壤水分平均值为10.94%（0～30 cm）和11.88%(30～60 cm).      

东北地区归一化植被指数与环境因子间的尺度依存关系

以东北地区植被指数数据为基础,设置了西南—东北方向、南—北方向两条生态样带,使用小波进行时空时频分析,了解归一化植被指数变化的多尺度特征以及与地形、气候因素的空间多尺度关联性;应用冗余分析定量研究环境因子对归一化植被指数空间分布的影响。结果表明:小波能量谱可以清晰识别归一化植被指数空间尺度结构,在西南—东北、南—北样带上,主要特征为50~70、70~160 km,归一化植被指数在西南—东北方向上的变异性强于南—北方向;小波相干图谱能够直观显示归一化植被指数与环境因子随空间尺度、空间位置变化的依赖关系,在小尺度上地形对植被空间分布起着主导作用,大尺度上气候因子为主要因素。对于西南—东北方向上归一化植被指数,降水量、海拔是其主控因子,其中降水是其空间分异的首要影响因子;在南—北方向上,气温、海拔、降水量是归一化植被指数的主控因子,其中气温是其空间分布的主导因子。     

晋西黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分状况的影响

为分析黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分的影响,该文选择山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,基于数字高程模型（DEM）提取研究区域坡向、坡度、坡位3个地形因子分布图,并与研究区土壤水分的克立格（Kriging）插值图叠加.通过主成分分析得出:在0～30 cm土层,地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向坡位坡度;在30～60 cm土层,其影响强弱顺序依次为坡度坡位坡向. 对主成分地形因子（坡向、坡度）的单因素分析得出:自土壤水分最高区域（坡向N337.50°）以顺时针方向,土壤水分呈现先减少后增加,再减少至最低(坡向N202.50°（0～30?cm土层）、N191.25°（30～60?cm土层）),后增加的两次减增过程;土壤水分随坡度变化的幅度很小,随着坡度的增加出现先增加（0°～10°）后减小的趋势（10°～40°）.      

不同空间尺度河流水质与土地利用关系分析——以泰国蒙河流域为例

为分析不同空间尺度河流水质与土地利用的响应关系,认识水环境变化成因和趋势,以泰国蒙河流域为研究对象,采用GIS、莫兰指数(Moran′s I)和Spearman相关分析等方法,探究蒙河水质的空间分异及不同空间尺度下水质对土地利用格局的响应特征。结果显示,近20 a(1997—2017年)流域内溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、总磷(TP)、硝态氮(NO3--N)、氨氮(NH3-N)、固体悬浮物(SS)的Moran′s I值分别为0.86、0.38、0.35、0.40、0.45、0.50,表现出空间聚集性,而总大肠菌群(TCB)、粪大肠菌群(FCB)的Moran′s I值分别为-0.15、-0.10,具有空间离散特征。不同空间尺度下河流水质与土地利用的相关性大体一致,但相关程度存在差异,缓冲区尺度的土地利用格局能够更好地解释蒙河水质变化,其中水质指标与5 km缓冲区空间尺度下土地利用的关系最为显著。相关分析结果表明,蒙河流域农业用地、城镇建设用地对水质负荷起到"源"的作用,林地起到截留、吸附的作用。因此,蒙河流域水环境保护应以非点源污染控制为主,重点加强农业生产过程中化肥等管控,控制生活污水等污染物直排入河。     

水文尺度问题及尺度转换研究进展

在介绍了水文尺度、尺度问题和尺度转换概念的基础上,分析了进行尺度转换的4种途径,即分形理论、小波分析、分布式水文模拟、混沌理论。提出了水文尺度研究涉及的关键问题,包括尺度问题的不确定性、水文过程尺度和水文观测尺度、水文现象的空间异质性和时空变异性。最后在已有成果的基础上,提出了目前研究中存在的问题及未来的发展方向。水文尺度转换需要多学科的交流和理论与技术的创新。     

晋西黄土区不同空间尺度径流影响因子的辨析

【目的】研究不同空间尺度下晋西黄土区径流的主要影响因子,为当地生态建设和水土流失治理提供参考。【方法】通过对晋西黄土区坡面和小流域2个不同空间尺度下生态水文过程进行长期定位和半定位监测,应用SPSS统计分析软件和灰度关联方法分析了2个空间尺度下径流的主要影响因子。【结果】在坡面尺度,对径流影响最大的是降雨强度和郁闭度,权重分别为21.84%和21.81%;其次为雨前土壤含水量和降雨量;对坡面径流影响最小的因子为坡度,权重为16.39%。在小流域尺度,对径流影响最大的是降雨量和流域面积,权重均为18.11%;其次为形状系数、降雨强度和森林覆被率;沟道比降对径流的影响最小,其权重为14.05%。【结论】在本研究尺度范围内,随着研究空间尺度的增大,降雨量对径流的影响作用加大,降雨强度和植被对径流的影响作用变小,坡度和沟道比降对径流的影响均较小。     

土壤-植被-大气连续体中的尺度转换问题

土壤-植被-大气间的相互作用强度高度地依赖于时空尺度。其中,反馈机制贯穿于土壤-植被-大气相互作用的始终。在各个时空尺度中,多因子交互作用,尺度不同起主导作用的过程和控制因子可能有所不同,从而增加了土壤-植被-大气连续体尺度转换研究的难度。从空间和时间尺度上总结了近年来有关学者对尺度转换及反馈机制在模拟中如何应用的研究结果,并在该基础上指出了当前合理描述土壤-植被-大气连续体区域尺度系统行为需要关注的问题和挑战。     

基于县域空间尺度的集体建设用地定级方法思路探讨

不同空间尺度下的集体建设用地定级估价对定级因素因子选择及指标量化、定级单元与均质地域划分、级别界线落实等有不同的技术要求。在对县域空间尺度下集体建设用地土地质量的空间分异特征、地价影响因素及作用特征的分析基础上,结合浙江若干县市的实践总结,提出了基于县域空间尺度下集体建设用地统一定级的总体思路和技术体系框架。该技术体系的基本思路是,分类定级与行政村土地质量排序相结合;多因素综合评价法定级为主、市场交易价格定级校验为辅;现状区位与规划预期区位相结合。     

不同空间尺度下景观格局对人为干扰度的响应——以浙江金义新区为例

基于Landsat TM遥感数据,提取研究区域的土地利用数据,并利用ArcGIS 10.3中渔网工具分别创建不同尺度的评价单元。分别计算每种尺度下的景观格局指数,构建人为干扰强度指标,通过Pearson相关分析来探讨不同空间尺度下景观格局指数对人为干扰度的响应,研究金义都市新区的景观指数在不同空间尺度下对人为干扰度做出的响应。结果表明:①人为干扰强度空间分布表现为四周低,中间高。②斑块密度(PD)、香农多样性指数(SHDI)、香农均匀度指数(SHEI)与人为干扰度呈正相关关系;蔓延度指数(CONTAG)、景观聚集度指数(AI)与人为干扰度呈显著负相关。③在探讨评价单元的空间尺度时发现,景观指数与人为干扰度的相关显著性表现不同,具体表现在:AI在空间尺度为2 000 m时,显著相关。而PD、CONTAG、SHDI及SHEI在空间尺度为4 000 m时,与人为干扰度的显著相关,说明人为干扰度与景观格局指数之间的响应存在空间尺度差异性。④在处于发展初期的区县尺度下进行景观格局指数与人为干扰度相关性分析时,发现选取评价单元为4 000 m时,得到的相关性和显著性结果较好。