浙江温岭海涂围垦区土壤盐分空间异质性分析

运用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究浙江温岭海涂围垦区在3种取样尺度下(1800 m×800 m、600 m×420 m和300 m×300 m)土壤盐分的空间变异性。结果表明:3种取样尺度下土壤盐分服从对数正态分布,属中等变异强度;半方差函数模型均符合指数模型,具有强的空间自相关性。Moran′sⅠ系数表明小尺度(S)下土壤盐分的空间相关性较弱,而中(M)和大尺度(L)下则较高。Kriging插值与相关性分析能直观的表现研究区内土壤盐分含量的空间分布状况和变化情况。通过海涂围垦区3种取样尺度下的空间异质性的分析,揭示出土壤盐分的空间变化规律,为围垦区盐渍化分区管理与改良利用提供了理论基础和实践依据。     

盐渍化农田土壤斥水性与理化性质的空间变异性

通过对新疆玛纳斯县盐渍化土壤三个不同尺度(间距分别为50 m、5 m及0.5 m)的284个样点取样分析测定,采用经典统计学、空间自相关、地统计学和分形理论对土壤斥水性与理化性质进行空间格局分析。结果表明:1)土壤斥水性和pH符合正态分布,其余土壤属性符合对数正态分布。三尺度下土壤各属性绝大多数表现为中等变异水平。2)三尺度下土壤各属性的Moran s I系数变化具有相似性,在-0.8~0.6范围内波动。3)三尺度下土壤各属性的半方差函数理论模型大多数能用球状模型来拟合。4)在一定范围内,土壤各属性具有一定的分形特征,分形维数变化幅度为1.75~1.96。分析表明不同尺度下土壤斥水性与理化性质具有一定的差异。     

盐渍化农田土壤斥水性与理化性质的空间变异性

通过对新疆玛纳斯县盐渍化土壤三个不同尺度（间距分别为50m、5m及0.5m)的284个样点取样分析测定,采用经典统计学、空间自相关、地质统计学和分形理论对土壤斥水性与理化性质进行空间格局分析。结果表明：1）土壤斥水性和pH符合正态分布,其余土壤属性符合对数正态分布。三尺度下土壤各属性绝大多数表现为中等变异水平。2）三尺度下土壤各属性的Moran’s I系数变化具有相似性,在-0.8～0.6范围内波动。3）三尺度下土壤各属性的半方差函数理论模型大多数能用球状模型来拟合。4）在一定范围内,土壤各属性具有一定的分形特征,分形维数变化幅度为1.75～1.96。分析表明不同尺度下土壤斥水性与理化性质具有一定的差异。     

不同尺度下田间土壤水分和混合电导率空间变异性与套合结构模型

应用地统计学原理和方法 ,分析了夏玉米田间 90m90m(L区 ) ,内套一个 30m 30m(M区) ,再内套一个 10m 10m(S区 ) 3个尺度下土壤含水量和电导率的空间变异性。结果表明 ,各尺度间土壤含水量的标准差和变异系数比较接近而电导率的差别较大。在L和M尺度下土壤含水量在 3个置信度下呈正态或对数正态分布 ,在S尺度下只在 0.01置信度下呈对数正态分布 ;在L尺度下土壤电导率仅在信度为 0.05和0.01时呈对数正态分布 ,在M尺度下仅在信度为 0.01时正态或对数正态分布 ,较高信度时呈对数正态分布 ,在S尺度下不呈正态或对数正态分布。各尺度下它们的空间结构可用球状模型描述 ,其变程分别约为 2.2～19.8m(土壤含水量 )和 2.5～17.2m(电导率 ) ,不同尺度间土壤含水量和电导率的空间变异结构函数差别较大 ,用套合结构模型能更好地描述不同尺度下土壤含水量和电导率的空间变异性。     

基于指示Kriging法的土壤盐渍化与地下水埋深关系研究

在北方干旱、半干旱的地下水浅埋区,土壤盐渍化是土地资源退化的主要原因,防治土壤盐渍化是农业和生态环境可持续发展的重要保障。该文以内蒙古河套灌区解放闸灌域为例,运用指示Kriging法绘制并比较了不同阈值下地下水位埋深和土壤表层含盐量的概率分布图,从概率空间分布的角度分析研究了土壤盐渍化与地下水位埋深之间的关系,从而将这方面的研究从通常的农田尺度扩大到灌域尺度。结果表明:1)土壤盐分和地下水位埋深空间变异强度均为中等,且具有中等的空间自相关性,球状模型拟合变异函数的效果较好;2)在灌域尺度上,解放闸灌域4月底土壤表层发生中度、轻度盐渍化时地下水位临界埋深分别为2.0、2.5m,西南及中东部地下水位埋深小于临界埋深的概率较大,是土壤返盐的高风险区;3)3月底地下水位埋深对土壤返盐的影响比4月底更大一些,这表明地下水位埋深对土壤返盐的影响具有一定滞后效应,只有地下水位埋深小于临界深度的状态维持一段时间,才会造成土壤中度或轻度盐渍化。     

基于SI-Albedo特征空间的干旱区盐渍化土壤信息提取研究——以克里雅河流域绿洲为例

选取塔里木南缘克里雅河流域绿洲为研究靶区,利用Landsat-ETM+卫星图像数据和野外调查数据分析盐渍化土壤与地表反照率(Albedo)、土壤盐分指数(SI)之间的关系。回归分析发现,盐渍化土壤在SI-Albedo特征空间分布具有显著规律,即非盐渍化土壤呈团状分布;轻、中度盐渍化土壤具有线性分布特征;非盐渍化土壤与轻度盐渍化土壤分异明显。结合分异规律,编制分类算法模型,得到研究区盐渍化土壤信息提取结果,并与传统监督最大似然分类法结果进行对比分析。结果表明,在SI-Albedo特征空间中定量快速提取盐渍化土壤信息的总体效果较好,对准确且自动提取干旱区盐渍化土壤信息以及区域尺度盐渍化遥感监测研究具有重要意义。     

农田沙漠化演变中土壤性状特征及其空间变异性分析

应用经典统计分析和地统计学的方法 ,研究了科尔沁沙地旱作农田 30 0m× 90m尺度下 0～10cm土层土壤理化性状的沙漠化演变及其空间变异性特征。结果表明 ,表层土壤的粗粒化、持水性能和孔隙分布的恶化、以及土壤养分的贫瘠化演变表征了农田沙漠化的发生和发展。在农田沙漠化演变中 ,土壤性状的变异增大 ,变异系数在 5 .9%～ 5 0 .7% ,其空间分布在研究的尺度上有明显的规律性 ,存在明显的空间异质性和格局。变异函数很好地反映了沙漠化演变的趋势、程度和尺度。在研究区域 ,沙漠化发生发展的尺度在南北两个方向从农田边缘到农田中部约 10 0m处。土壤性状之间及其各因子的空间异质性有密切的关系。沙漠化对土壤有机碳和氮磷养分影响显著 ,对pH影响相对较小     

基于SHAW模型的南疆典型灌区适宜盐分淋洗定额空间分布

明晰西北旱区休闲期土壤盐分淋洗定额的空间分布特征,对于水资源有效利用、土壤盐渍化防控具有重要意义。受制于土壤盐分、土壤质地的空间变异性,在某一点尺度获得的盐分淋洗定额难以全面反映区域的情况。该研究以南疆阿拉尔灌区为例,采用统计学和空间插值相结合的方法,确定灌区土壤盐分、土壤质地的空间分布特征,并通过划分模拟单元,建立基于SHAW（the simultaneous heat and water）模型的灌区尺度分布式模型,得到了不同灌水模式下适宜的盐分淋洗定额空间分布特征。结果表明：阿拉尔灌区土壤盐分呈现出\     

南疆果园滴灌条件下土壤盐分的空间异质性分析——以农十四师224团典型地块为例

土壤盐渍化是制约干旱半干旱地区农业生产的主要障碍因子之一,在新疆,尤其是南疆,盐渍化更为严重。系统认识和掌握盐渍土的空间变异特征对于治理改良盐渍土和土壤盐渍动态变化研究具有重要意义。基于区域变量理论,在GIS和地统计学技术支持下,通过地统计学的半变异函数和Kriging空间插值,以南疆和田地区农十四师224团为研究区,定量分析了试验区内不同层次土壤盐分的空间变异特征。结果表明:140~180 cm土层土壤盐分含量半方差函数的理论分布模型属于指数模型,其它各层属于球状模型;各土层含盐量在一定的区域范围内具有空间结构特征,都呈中等强度空间自相关性;由kriging插值可知,各土层含盐量的空间分布主要表现为条带状伴有斑块状分布。总体来说,试验区土壤盐渍化与次生盐渍化的防治是近期农业管理中所必须考虑的重要因素。     

典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分空间变异性研究

采用线形取样,利用地统计学方法研究了典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分的空间变异特征.结果表明:有机碳、全氮、碱解氮和速效钾具有相似的空间变异结构,其变程变化在212～251 m之间,与坡面不同土地利用方式的空间范围相当.全磷和全钾的变异尺度较小,为141.2 m和120.6m.受部分耕地施用磷肥影响,速效磷的变异尺度最小,仅为85.1 m.除pH值外,土壤各养分均表现为强烈的空间相关性.有机碳、全氮、碱解氮等养分的空间分布表现出随着海拔高度增加而增大的特征,人类的耕作管理和峰丛洼地特殊的水文地质过程是影响土壤养分空间变异的主要因素.     

大同市南郊区土地利用生态服务价值空间分布及变化

本研究以中国生态服务价值当量因子表为基础计算了大同市南郊区不同土地利用生态服务价值单价,结合该区1987年和2002年Landsat TM/ETM 影像分类数据,借助Fragstats和ENVI软件支持进行了矩形单元土地利用生态服务价值的空间模拟,然后采用ENVI的波段运算功能、分类功能进行大同市南郊区土地利用生态服务价值空间分布及变化研究。结果显示:大同市南郊区1987年和2002年土地利用正生态服务区面积大于负生态服务区面积,但生态服务质量等级都不高。1987年平原区生态服务质量好于山丘区,2002年山丘区生态服务质量好于平原区。大同市南郊区从1987年至2002年土地利用生态服务增加区面积大于减小区,且以轻度增加为主。平原区生态服务增加区面积小于山丘区,生态服务减小区面积大于山丘区。平原区生态服务增加区面积小于减小区面积;山丘区生态服务增加区面积大于减小区面积。     

Self-organization in a simple consumer-resource system, the example of earthworms

Classical predator-prey or host-parasitoid models often lead to spatial self-organization due to local interactions and limited dispersal ability of the resource (prey or host) and consumers (predator or parasitoid). We hypothesized that self-organization may also arise in soil organisms when the resource is passive and has a constant renewal rate. Earthworm density is correlated with soil properties, but soil heterogeneity only explains a small proportion of spatial variations in earthworm densities. We hypothesized that this could be partially due to self-organization. These two hypotheses were tested with an original model parameterized for a savannah earthworm population. The model simulates an earthworm population divided in 1 m² cells. It is based on the assumption that fine soil aggregates constitute the only limiting resource influencing mortality, fecundity and dispersal and that this resource is renewed according to a constant rate independent of earthworm dynamics. Simulations lead to aggregated spatial distributions when the sensitivity of mortality or fecundity to the availability of the limiting resource is high, and when earthworm mobility is low. Such parameters values are consistent with what is known about earthworm biology. Applicability to different ecological systems and resulting population dynamical properties are discussed.     

天津市平原土壤微量元素含量的空间自相关研究

空间自相关是区域化变量的基本属性之一，而空间自相关统计可用于检测研究区域内变量的分布是否具有空间结构。本研究以天津市平原区土壤微量元素为例，采用Ｍｏｒａｎ＇ｓＩ统计量，研究了土壤微量元素含量的空间自相关关系、空间自相关的方向性、空间自相关与距离的关系以及不同方向的自相关与距离的关系。结果证实在本研究的采样密度下（平均约３００平方公里一点），天津市平原区多数土壤微量元素含量表现出显著的正空间自相关；     

空间数据挖掘关键问题研究

信息化的发展使得更多的空间数据被利用,因此获取空间知识也越来越重要和有意义,并使得空间数据挖掘成为一个很有前途的研究领域。本文着重阐述了空间关联规则、空间分类规则、Rough集理论和空间数据挖掘结果的可视化问题,最后探讨了空间数据挖掘的未来发展方向。     

甘肃省土地利用综合效益空间分异研究

以甘肃省87个区县2006年土地利用状况为依据,建立了包括17个评价因子的土地利用综合效益评价指标体系。在此基础上,采用因子分析法和空间自相关分析,对甘肃省各县土地利用综合效益及其空间分异进行了评价。结果表明:甘肃省各县区土地利用综合效益空间差异明显,集约利用、生态和粮食安全因子存在显著的空间自相关,土地集约利用分异程度最大。研究结果对制定差异化土地利用战略从而实现甘肃省土地资源的合理利用与调控,促进区域之间以及社会、经济与生态环境的协调发展具有参考意义。     

黑龙江省巴彦县土壤养分空间变异规律与格局分析

本文在349个采集土壤表层(0～20cm)样本分析基础上,运用地统计学与GIS相结合的方法,研究了黑龙江省巴彦县典型区域土壤有机质、速效磷、速效钾、pH值的空间变异特征,并结合巴彦县实际情况分析了这四种养分的影响因素。研究结果表明:土壤有机质、速效钾、pH值的变异函数曲线符合指数模型,土壤速效磷的理论模型符合有基台的线性模型;在空间结构上,土壤有机质、速效钾、pH值空间自相关性中等,土壤速效磷量表现强弱的空间自相关性;采用Kriging插值方法,分析研究区域的土壤养分空间格局分布可以看出,四种土壤养分的空间分布具有较明显的地域性,速效磷与速效钾以中部为最低,并向四周呈波状扩展增加,土壤有机质、pH值的分布则较为随机。     

Small-Scale Spatial Variability in Winter Wheat Production

Spatial variability is well documented in agricultural crops. Research has shown that average differences in grain yield for neighboring corn (Zea mays L.) plants can vary by as much as 4211 kg ha^?1; however, little work has been done in winter wheat (Triticum aestivum L.) to determine the amount and scale of spatial variability that exists in grain yields. This study used 22-m?×?0.9-m transects, partitioned in 0.9-m?×?0.9-m subplots, to document the spatial variability that occurred in winter wheat yields. Average yields of each transect ranged from 1023 to 3807 kg ha^?1. Within transects, there was a 1.7- to 2.3-fold difference between the highest and lowest yielding units. This study documented large levels of variability over distances of <1 m. Agronomists working toward precisely managing crop inputs for their most efficient use should account for spatial variability, as significant differences in winter wheat grain yield were found in adjacent 1-m?×?1-m plots.     

Spatial structure of multispecies distributions in southern California, USA

Analysis of the spatial distribution of all species of conservation importance within a region is necessary to augment reserve selection strategies and habitat management in biodiversity conservation. In this study, we analyzed the spatial aggregation, spatial association, and vegetation types of point occurrence data collected from museum and herbaria records for rare, special concern, threatened, and endangered species of plants, reptiles, mammals, and birds in western Riverside County in southern California, USA. All taxa showed clumped distributions, with aggregation evident below 14 km for plants, 12 km for reptiles, 2 km for mammals, and 10 km for birds. In addition, all combinations of the different species groups showed high positive spatial association. The Santa Rosa Plateau exhibited the highest number of rare, special concern, threatened, and endangered species, and shrubland (coastal sage and chaparral) was the vegetation type inhabited by the most species. Local land use planning, zoning and reserve design should consider the spatial aggregation within and between species to determine the appropriate scale for conservation planning. The higher spatial association between species groups in this study may indicate interdependence between different species groups or shared habitat requirements. It is important to maintain diverse communities due to potential interdependence. The results of the study indicate that concentrating preservation efforts on areas with the highest number of species of concern and the restoration of native shrublands are the most appropriate actions for multiple species habitat conservation in this area.     

基于土壤生物空间异质性分析的空间土壤生态学研究

土壤生物以不同的方式改变着土壤的物理、化学和生物学特性。了解土壤生物的空间异质性是很关键的。土壤生态学和空间生态学结合的新的研究领域─空间土壤生态学关注空间在土壤生物种群结构及动态中的重要性。本文通过对土壤生物空间异质性的分析,内容包括空间土壤生态学的提出、土壤生物空间异质性研究的意义、研究方法,重点综述了影响土壤生物分布格局的因素、尺度,土壤生物空间分布对植被-土壤系统的影响,土壤生物空间异质性的作用,其中包括土壤生物空间异质性与多样性的关系、土壤生物对局部干扰的响应、土壤生物空间格局对植被的影响。     

巢湖流域土地利用程度变化及其空间异质性分析

基于GIS和遥感平台提取巢湖流域范围,分析了2000-2013近15年来的巢湖流域土地利用程度及其空间异质性特征。研究表明:①近15年来,巢湖流域的土地利用结构变化较大,呈现"三减一增"的变化趋势,即林地、农地和水体呈下降趋势,建设用地呈上升趋势,其中,农地面积下降明显,建设用地面积增幅较大;②土地利用程度变化两极分化,弱土地利用程度显著下降,强土地利用程度明显增加。分析表明,2000—2013年的近15年间,弱和较弱土地利用程度的流域面积下降3 429 km~2,占总流域面积24.61%;较强和强土地利用程度的流域面积上升729 km~2,占总流域面积5.23%;③土地利用程度空间异质性分析表明,2000年和2013年巢湖流域土地利用程度全局空间自相关的Moran's I值分别为0.802 2和0.753 9,呈显著的正相关关系,表明巢湖流域土地利用程度不是无序的,而是具有明显的空间集聚性;局部空间自相关分析表明,LISA图显示土地利用程度的高高值区主要集聚在以合肥市区为核心的周围,低低值区主要集聚在以西南部的大别山森林地区和中部巢湖及沿湖周边。