河南省地形、土壤和地表水体多样性格局特征

在水土资源多样性的研究中,地形要素对其空间分布形式和内在联系有重要影响。选取河南省作为研究区,在1 km×1 km网格尺度下以变形仙农熵公式计算河南省的地形空间分布多样性和土壤空间分布多样性(土类级别)及关联性,并将河南省划分为6个面积相近的次级区域,用空间分布面积指数(Y_h)计算地形、土壤的构成组分多样性,用空间分布长度指数(MSHDLI)计算地表水体多样性,对以上特征及关联性进行研究。结果表明:平原和潮土是河南省面积最大且空间分布离散性最高的地形类型和土类。地形与土壤之间关系密切,有76%以上的相关系数r值大于0.50,相关性高;6个分区中,东部分区为单一的平原地形但MSHDLI值次高,平原地形水系发育好,西部分区地形复杂且以山地为主但地表水体多样性指数MSHDLI值最小,山地条件下水系发育较简单;研究区面积相近的情况下,土类构成组分多样性值主要取决于土类间面积大小的均衡程度,与土类面积比例平均变化量之间呈负相关,R~2值为0.94;面状的地形和土壤构成组分多样性指数与线状的地表水体多样性指数间无明显相关性。综上所述,地形、土壤和地表水体三要素间关系密切,共同影响地多样性的空间格局。     

以地形为基础的河南省域土壤多样性的格局

选取河南省作为研究区域,对其DEM数据进行处理得到河南省地形分类图。以地形分类图为基础用经典的土壤构成组分多样性算法计算丰富度指数S、多样性指数H′和均匀度指数E,再使用改进的仙农熵指数(Yh)计算不同地形下每个土类面积占本土类总面积的比例及其在1 km×1 km网格尺度下的土壤空间分布多样性。结果表明:河南省主要有平原、丘陵、山地和盆地4种地形,且以平原地形为主;河南省有15种土类,从平原、丘陵、山地到盆地地形,土壤丰富度依次递减,且随着地形面积的增加,土类丰富度指数S也不断增加且二者拟合函数为多项式函数;多样性指数H′测度分析显示,4种地形下从土类、亚类到土属多样性值均处于递增趋势,且从平原、丘陵、山地到盆地地形,土类和亚类的多样性值呈"先上升后下降"趋势,土属一直呈"下降"趋势;土属的均匀程度高于土类和亚类的均匀程度,且从平原、丘陵、山地到盆地地形均匀度指数E/土壤构成组分多样性均呈"先上升再下降"趋势;土壤分支率与构成组分多样性间的拟合函数均为多项式函数。经研究,河南省地形和土壤的形成及空间分布多样性有密切的联系,如河南省广阔的平原赋予了潮土分布的地域背景条件,山地地形中山间谷底仅有少量潮土分布,然而平原地形下潮土空间分布斑块多、斑块面积大、空间分布多样性指数高而成为平原地形下空间分布离散性强的优势土壤类型,同时平原也是省内极少面积盐土和碱土仅有的分布区域;同样,山地和丘陵地形下面积最大且空间分布多样性值最大的土类均为褐土;盆地地形以黄褐土、砂姜黑土为主。通过对比,不同地形下指数Yh在空间分布表达上优于其他指数。     

中国中东部样区土壤、地形与耕地空间分布多样性特征

土壤、地形作为重要的自然因素,与耕地的关系密不可分。选取河南、江苏、浙江三省的9个典型样区作为研究对象,运用改进的仙农熵测度方法在3 km×3 km网格尺度下计算研究区的地学要素空间分布多样性特征。结果表明:(1)河南省样区的土类个数较其他地区丰富;如皋市、宁波市、诸暨市的土类具有单一性;开封市的土类空间分布特征最具波动性;多数样区土类的空间分布特征都具有相对稳定性。(2)研究区在平耕地以及浙江省的6°～15°下的缓坡耕地上地形的空间分布均匀度都在0.9以上,且耕地与地形坡度的相关强度与该特征具有相同规律。从地形类别来看,平原的空间分布特征最均匀,与耕地的相关性也最强。(3)随着时间变化,研究区耕地面积整体上呈减少趋势,但耕地的空间分布特征均匀度整体稳定。(4)在潮土和水稻土上,耕地的空间分布最均匀,且它们与耕地的关联性也相对最大,具有一致性特征。综上所述,土类和地形的空间分布特征具有复杂性,耕地的空间分布特征具有相对稳定性;研究区典型土类(如潮土、水稻土)、平耕地坡度(≤2°和2°～6°)、平原类别分别与耕地的空间分布格局具有较强的相关性。     

地形及土壤多样性与耕地动态变化的相关分析

本文以河南豫北、豫中和豫南3个典型样区为研究对象,运用地统计学方法,从多样性、相关性角度定量分析了地形、土壤的多样性特征及其与耕地变化(2001年、2007年和2017年)面积的空间分布多样性特征的关系,以期为耕地资源动态变化的驱动力分析及合理利用提供新的研究角度。研究表明:1)豫北和豫中样区的地形构成组分多样性呈现出均匀性,豫南样区表现为相对单一性;各研究区的地形空间分布多样性为平原丘陵山地。2)豫南的土壤构成组分最为均匀且丰富,豫中的土壤构成组分相对单一;各研究区的典型土壤各异但总体上分布皆较均匀,各样区的土壤空间分布多样性的显著差异与地形条件密切相关。3)研究尺度影响地形、土壤空间分布多样性特征的表达, 3 km×3 km网格是相对适宜的研究尺度。4)地形和土壤的空间分布多样性指数与耕地变化面积空间分布都具有明显的相关性,其中地形中平原相关性较大,达0.95左右;各样区典型土壤如豫南的水稻土,豫中、豫北的褐土以及豫北的潮土的相关性更为明显,达0.9以上。综合来看,典型样区的地形、土壤因子的构成组分多样性及空间分布格局有显著差别;在不同网格尺度下,耕地的变化面积与地形、土壤因子的空间分布多样性指数密切相关。     

河南省多级地貌特征及与土壤多样性的关系

从土壤多样性向地多样性发展符合土壤地理学的研究趋势,选择河南省作为研究区,将地貌这一主要的地学要素加入到土壤多样性的研究中,并用改进的仙农熵公式对多级地貌空间分布多样性及其与土壤多样性的相关性进行探讨。首先,对河南省1︰175万地貌类型图进行矢量化得到地貌类型等级系统;然后,对地貌和土壤的构成组分多样性和2种不同分类体系的分支率进行计算并分析其特征;最后,在3 km×3 km网格尺度下分析地貌和土壤多样性间的相关性。研究表明:河南省共有3个一级地貌,12个二级地貌和37个三级地貌;随着土壤和地貌分类的等级细化,其分类个数和构成组分多样性值均呈上升趋势,即土壤和地貌所有分类单元在数量构成上的均匀程度越来越高;两种分类系统中,土壤分类较地貌分类有更详细的分类体系,且分支率有较大范围的变化;河南省一级地貌、二级地貌和三级地貌的空间分布多样性值和面积值均最大的类型分别是流水地貌、冲积平原和泛滥平坦地,是不同级别的优势地貌类型;一级地貌类型与土类、亚类和土属多样性间存在紧密的相关关系,且以流水地貌与土壤多样性间的相关性最强。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤速效N的分布特征及其与物种多样性的关系

以黄土丘陵沟壑区的典型代表--安塞县为例,调查了退耕地植被恢复过程中的植被群落特征,分析了土壤速效N的分布特征、物种多样性的变化以及两者之间的相互作用关系,结果表明土壤速效N的分布在剖面上具有明显的层次性,即从上到下依次降低;在不同植被群落中,土壤速效N含量在A、B层间的变化幅度大于B、C层次间,并且在植被恢复演替的前期,A、B两土层土壤速效N含量的变化相对较小,后期变化相对较大,而B、C两土层土壤速效N含量的变化则恰恰相反.0～60 cm土层土壤速效N的平均含量在植被恢复的草本和乔木阶段,随植被的恢复演替而不断增加,在植被恢复的灌木阶段其含量变化则相反.相关分析表明,Menhinick指数和shannon-wiener指数与土壤速效N含量呈极显著正相关(P<0.01),simpson指数和Pielou指数与土壤速效N含量呈显著正相关(P<0.05).因此,在对退耕地进行植被恢复时,应该保持和提高土壤速效N的含量,以保证植被恢复的进程.     

河南省成土母质与土壤空间分布多样性的特征

成土母质作为土壤发育的主要形成因素,二者间的关系密切。选取河南省作为研究区,从多样性的角度运用经典的仙农熵测度方法分析成土母质和土壤要素的构成组分多样性、不同母质基础上各土壤分类级别的多样性特征,并运用改进的仙农熵公式研究5 km×5 km网格尺度下不同成土母质对土类空间分布离散程度的影响及不同成土母质和土壤的空间分布多样性特征和相关性。结果表明:(1)成土母质类型虽少,但其构成组分多样性高于土类,这与二者分类系统的分支率有关;(2)6类母质类型中,残积、坡积物母质面积最大且发育土壤类型最为复杂;15种土壤类型与6类母质之间的关系有一对多、一对一和多对一3种类型;(3)不同母质上发育的土类的空间分布离散性程度不同,残积、坡积物母质上分布的优势土类为粗骨土,河流冲积物和河湖相沉积物母质上的优势土类分别是潮土和砂姜黑土,洪积物和黄土与红土母质上发育较好的两种土类为黄褐土和褐土,风积物母质上仅发育了风砂土一种土类;(4)潮土和河流冲积物母质分别是是河南省面积最大、空间分布多样性值最高的土类类型和成土母质类型,且成土母质与土类空间分布多样性间存在不同程度的相关性。综上,河南省的6大类成土母质与15种土类的构成组分多样性和空间分布离散性程度存在差异,且二者的空间分布多样性间存在一定的相关性。     

河南省土壤与植被空间分布的多样性特征研究

植被作为土壤发育的主要形成因素之一,二者间关系密切。以河南省为研究样区,在中国1∶100万植被数据库的基础上获取河南省三级植被分类图,并运用改进的仙农熵公式计算植被和土壤要素的构成组分多样性及5 km×5 km网格尺度下二者的空间分布多样性。接着,将河南省划分为6个面积相近的次级研究区探讨不同分区优势植被(栽培植被)下发育的土壤类型状况。最后,计算一级植被类型和土类空间分布多样性的相关性。结果表明:①随着分类级别由高级别向低级别变化,植被和土壤要素的丰富度指数和构成组分多样性均呈上升趋势,且土壤类型的丰富度指数和构成组分多样性值整体上均大于植被类型的对应值。②栽培植被、两年三熟或一年两熟旱作和落叶果树分别是河南省的一级和二级优势植被类型,三级植被类型中有75%的区域被农作物覆盖,且甘薯、花生、大豆和小麦在河南省的种植比例高。③在6个不同的次级研究区内,西部分区栽培植被下发育的土类个数最多,但其面积在6个分区中最小;东部分区土类个数和构成组分多样性值均最低,但其面积最大。④11个一级植被类型与15个土类空间分布多样性间存在一定的相关性,相关比例达到61%。综上,植被和土壤类型的发育程度和...     

SOTER数据库支持下以地形为基础的土壤多样性分析——以山东省为例

在山东省1∶100万SOTER数据库的支持下,运用土壤多样性理论及其测度方法对山东省不同地形单元上发育的土壤类型的多样性及其分布模式进行了初步的分析和定量化的研究。结果表明:土壤多样性指数从大到小依次为平原、中坡度、中坡度丘陵、山麓平原、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地;土壤丰富度指数从高到低依次为平原、中坡度丘陵、中坡度、低洼地和山麓平原、中坡度峭壁带和高坡度山地;土壤均匀度指数从大到小依次为:中坡度、平原、山麓平原、中坡度丘陵、中坡度峭壁带、低洼地和高坡度山地。不同类型地形单元上发育的土壤的面积均不同程度地符合对数正态分布。     

土壤与地表水体空间分布格局的交互关系研究

水要素是重要的成土因素之一，土壤与地表水体空间分布格局之间存在密切联系。以中国中部典型农业区的土壤和地表水体数据为例，基于改良的土壤多样性计量方法计算并统计了1km网格尺度下的土壤类型个数、土壤构成组分多样性、土壤空间分布多样性和地表水体空间分布多样性等多类数据指数，探索了区域土壤与地表水体在地理空间分布格局上的内在联系。结果表明：①研究区内最具代表性土类潮土和褐土（两者面积加和占研究区总面积85%，两者空间分布多样性均大于0.8）的空间分布格局与区域地表水体的空间分布格局之间存在数据联系，回归分析中的判定系数R2大于0.5，这与水要素在两种土壤类型成土过程中所起的作用密切相关。②研究区面积的增加一般会造成地表水体对区域内土壤类型数量的影响作用减弱。与其他成土因素相比，水要素在土壤形成中影响作用的重要程度与研究尺度的大小有关。③基于资源地理空间分布离散性分析的土壤多样性计量方法及理论为水、土等不同资源类型的空间分布格局评价及其交互关系研究提供了理论及数据支持。     

湖北省耕地变化与粮食生产的特征分析

耕地资源是保障粮食安全及社会稳定的基石.在分析湖北省1978-2008年耕地面积和粮食产量变化的基础上,进一步分析了最小人均耕地面积和耕地压力指数的变化特点;采用GM(1,1)方法对未来10 a耕地、人口、粮食产量、最小人均耕地面积和耕地压力指数进行了预测.结果表明:(1)1978年来,湖北省人均耕地面积和人均粮食产量不断减少,最小人均耕地面积总体变化呈波浪式降低而耕地压力指数呈波浪式上升.(2)未来10 a,最小人均耕地面积将逐年降低而耕地压力指数将逐年升高,人均耕地面积降低速度快于实际最小人均耕地面积的降低速度,耕地面积难以保证粮食生产安全.并对此提出了相关建议.     

河南省耕地资源与城市化发展的协调性分析

耕地资源与城市化水平之间存在着密切的关系.以河南省所辖地区为研究单元,分别构建了耕地资源指数和城市化水平指数,采用主成分分析法对1990,1995,2000和2005年河南省各地区的耕地资源和城市化水平进行了数量化.然后利用协调度模型对4个年份各个地区的耕地资源与城市化水平协调度进行了定量分析,并划分出协调发展类型.结果表明,各年份耕地资源指数的区域分布特征基本一致,河南省城市化水平呈现出明显的上升现象.协调度的高低由两种指数的大小及其之间的差异决定,河南省耕地资源与城市化水平之间的协调度逐步上升.在研究前期,耕地资源与城市化水平失调的地区主要是传统的农业区;而在研究后期,两者失调的地区主要集中在工业基础较好、城市化水平较高的地区.     

云南省耕地经济等生态环境空间分布特征

合理利用耕地资源的首要问题是明确耕地利用现状,掌握其数量、质量和空间分布。以云南省129个县的农用地分等省级数据为基础,结合该省生态环境现状分区成果,分析了全省耕地经济等在空间上的分布特征。结果表明:（1）云南省耕地经济等呈典型偏正态分布,以1~5等为主,占比高达92.39%;优区内耕地面积分布随经济等的提高呈现逐渐下降的趋势,其他生态环境分区耕地经济等均呈偏正态分布。（2）云南省耕地经济等总体水平偏低,其平均等为2.9等。中区耕地平均经济等最高,为3.2等;劣区最低,为2.2等;优等地平均经济等最高,为10.7等;低等地最低,为2.0等。各生态环境分区耕地质量等级平均等发展趋势与全省平均等一致。（3）云南省耕地以中、低等地为主,所占比例高达95.96%。其中劣区主要分布低等地,占比高达92.66%;优等地、高等地主要分布在中区及良区,占比分别为71.2%和74.9%;中等地在生态环境分区分布相对均匀。研究成果对优化耕地布局、提升耕地质量和保护耕地生态具有重要意义。     

河南省耕地集约利用水平差异的时空特征分析

采用因子分析法,对河南省18个地区2000年和2005年的耕地集约利用水平进行定量评价和等级划分.研究结果表明,(1)投入水平、产出水平、农业保障水平和集约利用水平是影响河南省耕地集约利用水平差异的主要因子,但4者之间的协调性较差.(2)单纯以投入水平或产出水平来衡量耕地集约利用水平差距具有一定的局限性.(3)耕地集约利用水平地域分布不均衡,豫北地区的耕地集约利用水平相对较高.(4)耕地集约利用综合水平与其4个主要因子,即投入因子、产出因子、农业保障因子和集约利用因子等,呈现出不一致的分异现象.(5)全省的耕地集约利用水平呈现出下降的趋势,且综合指数和4个主要因子的极差均出现了扩大的现象.     

云南省耕地利用等别与生态环境空间分布特征

掌握云南省耕地利用的等别及其空间分布情况,对于制定适合该省耕地质量保护和土地利用决策有重大意义。以云南省129个县的农用地分等省级成果为基础,结合该省的生态环境现状分区成果,分析了全省耕地利用等别在空间上的分布特征。研究结果表明,云南省耕地利用等别范围为1—16等,平均等4.4等,总体来看,等别偏低。生态环境优区耕地利用等别范围是1—14等,平均等3.9等;良区耕地等别范围是1—16等,平均等4.8等;中区耕地等别范围是1—15等,平均等4.8等;差区耕地等别范围是1—13等,平均等4.4等;劣区耕地等别范围是1—15等,平均等3.4等。全省中、低等耕地的面积最多,集中在中区和差区,对全省耕地的平均利用等影响最大。对该研究为制定云南省耕地空间优化布局和质量提升,以及生态环境保护对策提供依据。     

基于地形因子的县域耕地土壤侵蚀的空间自相关

探究地形变化对耕地土壤侵蚀空间分布聚集性的影响,为耕地合理利用及水土保持工作提供参考。利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)对耕地土壤侵蚀量进行空间估算,并以行政村为单元对耕地的土壤侵蚀强度指数进行空间自相关分析,揭示土壤侵蚀强度的局部聚集特征;选取高程、高程变异系数、坡度、坡度变率4种地形因子,对耕地土壤侵蚀强度指数在0.05显著性水平下的局部聚集区域的地形特征进行分析。结果表明:耕地土壤侵蚀强度指数在行政村之间存在较强的空间自相关性;空间分布特征为,显著高值聚集区(HH聚集区)主要分布在青龙满族自治县的中南、东北和西部,显著低值聚集区(LL聚集区)分布在该县的中北部地区,聚集区的形成均与地形的分布关系密切;HH聚集区在高程、高程变异系数、坡度这3项指标的面积分布上均比LL聚集区高出一个分级梯度。研究结果对耕地合理利用及水土保持措施的制定具有重要意义。     

基于四阶段DEA的安徽省耕地利用效率分析

[目的]运用更为准确有效的手段评价安徽省耕地利用效率,为安徽省耕地的集约高效利用提供参考依据。[方法]利用四阶段DEA方法测算2016年安徽省16市的耕地效率值。[结果](1)安徽省16个市综合效率均值为0.743,表明安徽省耕地利用效率整体水平不高,纯技术效率和规模效率均有待提升。合肥市、亳州市、宿州市、六安市4市耕地的投入与产出比已达最优,蚌埠市等6市仅技术有效,其他6市不存在技术或规模有效;除阜阳市和最优4市外,其余11市耕地规模化经营尚具有一定潜力。(2)提高耕地复种指数和提高农民人均可支配收入均能够缓解各类投入资源的过剩程度,改善农田水利条件有利于提高耕地面积的利用率,增加劳均播种面积也会缓解劳动力的过度供给。[结论]适当提高复种指数,改善农田水利条件、促进农民非农就业,以区域发展带动农业发展是实现安徽省耕地高效集约利用的可行途径。     

河南省整治后耕地质量标准构建

整治后耕地质量标准研究是目前土地利用研究的重要内容。以河南省为例,在对整治后耕地质量影响因素分析的基础上,从耕地的土壤理化性状以及配套设施条件等方面入手,分区构建整治后耕地质量评价指标体系,然后运用耕地质量综合指数测算、区间划分和相关分析方法构建河南省整治后耕地质量标准,并应用于实践之中。     

利川市耕地质量问题的调查与思考

重点阐述了利川市耕地质量出现的主要问题,加强耕地质量建设的重要意义,以及利川市加强耕地质量建设的有利条件,并提出了相应对策以供政府决策参考。