基于地统计学与GIS技术的森林土壤养分空间变异性研究

以云浮市云城区和云安区森林土壤为研究对象,应用传统统计学和地统计学方法结合 GIS 技术分析其土壤养分的空间变异性,预测土壤养分空间分布。地统计学主要从空间插值模型和人工神经网络模型的角度对土壤养分的空间变异性进行诠释,并利用平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)两个指标以及模型预测点与实测点间的相关系数作为判断模型好坏的标准。研究结果认为插值模型中泛克里格插值法在样点密度较小时显示出明显优势,而 BP-ANN 在模型的稳定性和推广性表现尤为突出,最后对泛克里格插值模型和 BP-ANN 下的有机碳、全氮、全磷、全钾4种养分空间预测分布特征进行描述。     

基于GIS和Kriging的蓝田县土壤养分空间变异特征研究

以陕西省蓝田县北部黄土台塬区为例,采用GPS定位,测定了2007年1024个采样点的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等含量,通过经典统计学方法对研究区的土壤养分变异特征进行了全局描述,利用GIS和Kriging插值方法,在ArcGIS 9.2下的Geostatistical analyst模块研究了这些土壤养分的空间...     

基于GIS的广西油茶林地土壤养分空间变异和肥力适宜性评价

以广西各地油茶种植林地的490个土壤样点的15个养分指标为基础,采用普通克里格插值方法、指数和评价法,分析土壤养分空间变异特征和油茶种植适宜性分区。根据指数和梯度分段值,将油茶土壤养分适宜性划分为3个分区:最适宜、较适宜和不适宜3个分区。分区结果,大部分油茶主产区都在土壤养分最适宜或者较适宜分区内,三江、融水、融安3县处于土壤养分不适宜分区,生产中应适当注意改善土壤养分状况。     

低丘缓坡空间用途管制措施研究——以台州市仙居县为例

当前我国土地资源紧张的形势愈发明显,低丘缓坡资源作为重要的后备资源,其开发和利用是缓解土地资源紧张的重要手段,而完善低丘缓坡空间的用途管制尤为重要。浙江省台州市仙居县有着"八山一水一分田"之称,县内有许多可供开发利用的低丘缓坡资源,在低丘缓坡资源开发过程中,实行分区管制的方法:将全县低丘缓坡土地生态功能划分为北部重要生态保障圈层、中部重点生态经济综合发展圈层和南部生态恢复与生态经济协调发展圈层,即"三圈层"生态功能区来进行管制。通过仙居县低丘缓坡空间用途管制的具体实践,针对我国低丘缓坡区域的实际情况,提出我国低丘缓坡用途管制途径与措施建议。     

新疆柽柳立地土壤养分的空间变异特征

利用地统计学和GIS技术,研究南疆塔河和北疆阜康灌丛柽柳下的土壤养分肥岛效应及空间变异性.结果表明:1)柽柳具有较明显的聚集养分的功能,冠幅内外的养分富集率普遍大于1,但是柽柳枯死后这种富集作用就逐渐消退,并且北疆的柽柳富积率高于南疆,不同发育阶段的柽柳肥岛特征没有明显差异;2)阜康柽柳立地土壤养分肥岛的作用范围为3.9～14.8 m,塔河柽柳肥岛的作用范围为6.2～10.1 m,有效作用范围均在冠幅外,并与冠幅成正比;3)研究区柽柳立地土壤养分具有强烈的空间相关性,且其变异主要是由结构性因素引起的.由于在新疆干旱区较弱的生物富集作用与强烈的风蚀沙化作用并存,导致该区荒漠植被柽柳的肥岛强度较弱.     

杉木成熟林土壤容重空间变异特征

为探明土壤容重空间变异特征及其采样间距,以杉木成熟林为研究对象,选取100 m×100 m区域,利用网格法(10 m×10 m)设置样地共计100个,采用经典统计学与地统计学方法分析研究区内不同土壤深度(0~20、20~40 cm)土壤容重的空间异质性,并进行再采样探寻该尺度下最佳采样间距及采样数,旨在减少土壤容重采样人力和物力的消耗。结果表明:土壤容重及其变异系数随土层增加而增加,中等变异,0~20、20~40 cm最佳模型分别为指数模型、球状模型,空间分布呈斑块状,属中等空间自相关;采样间距增大会导致采样数呈"减小-稳定-极限"的变化趋势,变异系数变化虽不大,却能获得更为真实的土壤容重变异系数,20 m×20 m采样间距以下空间自相关性变化程度、拟合效果、块金值等参数较好,小尺度(100 m×100 m)空间变异分析时,采样间距20 m×20 m、采样点布设25个,既能满足Kriging插值精度,又能节省人力和物力。     

木荷次生林地土壤养分空间异质性研究

基于GIS与地统计学原理,使用ArcGIS地统计分析模块研究了湖南省青石冈林场土壤(0~60 cm)pH值、有机质、水解性氮、全氮、全磷和全钾空间变异情况。结果表明:实验区土壤为酸性,pH值为4.36,有机质、水解性氮、全氮、全磷和全钾平均含量依次为20.47 g/kg、206.41 mg/kg、1.02 g/kg、0.32 g/kg和11.80 g/kg,该地区pH值变异系数最小,属于小变异,其他土壤养分变异系数在35%以上,为高度变异,变异强度为全钾(72.26%)>有机质(68.96%)全氮(66.96%)>全磷(47.06%)>水解性氮(37.16%)。全钾(49.58%)>全氮(46.08%)>水解性氮(40.09%)>全磷(35.38/%)>有机质(33.85%);半方差最优模型拟合分析表明,全氮、全钾的分布符合指数模型,pH值和水解性氮符合高斯模型,有机质符合球状模型,全磷符合有理二次函数模型;从空间结构特征看,pH值和全钾表现出强烈的空间相关性,其变异主要由地形、土壤母质、气候等自然因素(结构性因素)引起,有机质、全氮和全磷表现出中等空间相关性,主要是结构因素及随机因素共同影响造成,而水解性氮空间相关性很弱,表明随机因素对其空间分布的贡献较大;土壤养分的空间分布特征:有机质、全氮、水解性氮和全磷整体分布趋势比较相似,水解性氮的分布情况相对简单,等值线与等高线基本平行,但5种养分均在低海拔富集,有机质和全氮的分布图零碎,受人为及外界干扰明显。采用克里格插值方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,可更直观地了解县域的土壤养分丰缺状况,为土壤可持续利用、次生林的恢复与重建提供科学依据。     

东莞市森林土壤有机质空间变异性研究

应用地统计学和地理信息系统(GIS),对广东省东莞市森林土壤有机质(0～1 m)的空间变异性和主要林分土壤有机质含量进行分析,结果表明:东莞市森林土壤有机质属中等变异性;具有中等的空间相关性;空间分布呈东西高、中北低的趋势;主要林分土壤有机质含量由小至大依次为:荔枝林、桉树林、马尾松林、针阔叶混交林、马占相思林、阔叶混交林。     

雁北地区青杨天牛空间分布型的地统计学研究

2004年6月在金沙滩林场对青杨天牛自然种群进行了调查,应用地学统计学分析其空间分布格局.结果表明青杨天牛自然种群的半变异函数曲线为球型,其空间格局为聚集型.     

基于GIS海岛土壤有机质和全氮空间变异特征的初步研究

利用统计分析和GIS空间分析模块初步分析了舟山市岱山本岛土壤pH、有机质含量、全氮含量3个土壤性质指标的空间变异特征,揭示这些指标空间变异的主要影响因素,并利用克立格插值法生成三者含量的空间分布图.结果表明:土壤表层pH、有机质、全氮含量变异系数分别为0.11、0.13和0.54,存在中等程度的变异性,且三者空间分布条带状或斑块状分布明显.土壤有机质和全氮含量相关系数达到极显著水平(P＜0.01),两者空间分布格局具有相似性;研究区土壤表层pH、有机质、全氮空间变异性主要受到植被分布、土壤类型、地形等因素的影响,土壤有机质含量空间变异性受植被因素影响明显.     

邓下小流域植物多样性与主要植被类型土壤养分效应

以苏南丘陵区邓下小流域为研究区,针对目前小流域内植被物种多样性状况和水平,选择物种丰富度指数（33、Shannon—Weiner指数（SW）、Simpson指数（SP）和Pielou均匀度指数（J）作为物种多样性的测度指标,分析不同植物群落结构特征。对流域内现有主要植被类型（茶园、杉木林、马尾松林、毛竹林、水田和旱耕地共6种）以0—10cm,10—20cm,20～40cm和40～60cm分层挖土壤剖面,分析各植被类型下土壤养分效应,以期为小流域综合治理与植被恢复中植被模式选择提供理论指导。     

天然次生林下土壤养分空间变异性的初步研究

通过对蒙古栎林和白桦林2种天然次生林下的土壤主要养分的含量、性质进行研究,探讨不同林型下土壤养分含量的变异性以及土壤各指标之间的相关关系,揭示研究区域内森林生态系统土壤养分空间分布特征和变异的某些规律,结果表明,2种天然次生林的林下不同土层土壤的pH值变异系数均小于10%,空间变异程度小;所测的土壤各养分指标的变异系数...     

豫西石质丘陵区不同土地利用方式下土壤颗粒分形特征

运用分形理论,以豫西石质丘陵区土壤为供试材料,分析了天然次生林、荒草地、混交林、杨树林、耕地等5种土地利用方式的土壤颗粒分形特征及其与土壤各粒级含量、理化性质之间的关系。结果表明:1)研究区土壤细粒化较明显,具有一定的水土保持效应;2)5种用地方式分形维数平均值介于2.510～2.629之间,分维值大小依次为天然次生林>耕地>杨树林>混交林>荒草地,可以在一定程度上反映石质丘陵区水土流失的程度;3)土壤颗粒分形维数与土壤颗粒含量存在较强相关性,即土壤中黏粒含量越高,尤其是0.002～0.001 mm粒级含量越高,分形维数越大;4)研究区土壤颗粒分形维数与速效钾含量呈显著正相关,与其它理化性质的相关性均不明显。     

湘东丘陵区次生林土壤微生物的分布及酶的活性研究

为了探讨长江中上游低质低效次生林改造途径,摸索综合评价土壤肥力及林分土壤发育状况的方法。研究了次生林不同林分类型土壤微生物数量及酶的活性．结果表明：次生林土壤微生物数量主要集中在0～20cm的土层中,随土层加深,其数量迅速减少;不同林分类型土壤微生物数量相差很大,阔叶林、针阔混交林的数量多而针叶林的数量少;土壤酶的活性以针阔混交林、阔叶林的强．     

湘中丘陵区不同土地利用方式土壤碳氮含量的特征

对湘中丘陵区杉木人工林、油茶经济林、苗圃地、坡耕地、采伐迹地、弃耕地6种土地利用方式下土壤碳氮含量垂直分布特征进行比较分析.结果表明:6种土地利用方式下,土壤有机碳含量的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,按分异程度(变异系数)由大到小的次序为:弃耕地(80.09%)>经济林地(67.21%)>坡耕地(62.41%)>杉木人工林(58.03%)>苗圃地(35.58%)>采伐迹地(25.32%);6种土地利用方式的土壤有机碳加权平均含量(g/kg)从高到低依次为:采伐迹地(9.87)>经济林(9.78)>弃耕地(7.35)>杉木人工林(6.84)>坡耕地(5.48)>苗圃地(5.36);6种土地利用方式的土壤有机碳含量在空间分布上呈极显著差异(F=5.43,p<0.01);土壤全氮含量的空间垂直分布与有机碳相似,按分异程度(变异系数)由大到小的次序为:弃耕地(55.71%)>坡耕地(48.43%)>经济林地(46.22%)>杉木人工林(33.75%)>采伐迹地(20.56%)>苗圃地(19.65%);6种土地利用方式的土壤全氮加权平均含量(g/kg)从高到低依次为:采伐迹地(0.84)>弃耕地(0.80)>坡耕地(0.78)>经济林(0.75)>苗圃地(0.71)>杉木人工林(0.62),且6种土地利用方式的土壤全氮含量在空间水平分布上呈极显著差异(F=4.63,p<0.01);不同土地利用方式下,土壤铵态氮、硝态氮空间垂直分布没有明显的规律性,水解氮空间垂直分布表现为表层较其它土层高;6种土地利用方式的土壤铵态氮含量在空间分布上呈显著差异(F=2.30,p<0.05),硝态氮含量呈极显著差异(F=3.34,p<0.01),水解氮含量无显著性差异(F=1.21,p>0.05);土壤有机碳含量与土壤全氮含量之间均存在极显著线性正相关(R2≥0.84,p<0.01).     

不同年份毛竹营养元素的空间分布及与土壤养分的关系

植物体的营养元素含量主要决定于植物的种类和品质 ,了解植物体营养元素含量对掌握该植物营养状况 ,从而科学合理的施肥具有十分重要的意义 (姜培坤等 ,2 0 0 0 )。毛竹 (Phyllostachyspubescens)分布广、用途多 ,且具生长快、产量高的特点。有关毛竹栽培技术、病虫害防治等方面的研究报道较多 (肖立平 ,2 0 0 2 ;卢义山等 ,2 0 0 1 ;张艳璇等 ,2 0 0 1 ;徐秋芳等 ,2 0 0 0 ) ,而对营养规律方面的研究鲜见报道。本文对浙江省北部毛竹进行采样分析 ,探讨不同年份毛竹营养元素的空间分布规律 ,并阐述毛竹营养元素含量与土壤养分的关系。1　材…     

东莞林地土壤肥力空间异质性分析

应用地统计学结合地理信息系统研究了广东省东莞市森林表层土壤（0～25 cm）有机质、全氮、全钾、全磷和pH值等5种土壤肥力指标的空间变异规律。研究表明：全磷、全钾、有机质、全氮为中等变异;pH值属于弱变异;全钾、pH值的变异函数曲线的理论模型符合球状模型,有机质、全氮、全磷适用模型为指数模型;全磷、全钾、有机质、pH值具有中等空间相关性,全氮的空间相关性较弱;5种肥力指标的空间自相关范围存在明显差异,变化范围为2218～19297 m。用普通克立格法进行最优内插,得各肥力指标含量分布图,并分析了各土壤肥力指标的分布状态。     

紫色丘岗区水土流失严重地区植被恢复技术研究

以湖南衡南县紫色丘岗水土流失严重地区为对象，采取先种草、栽灌木然后造林人工促进自然演替的方法，进行了植被恢复技术的研究．经过６年试验表明，植被盖度由原来的１０％提高到９１％，植物种类由３０种增加到７１种．从改善生态环境的效果看，在各种树木、草木配置模式中，以草、灌、乔配置模式最佳，草、灌配置模式次之，草本模式较差．     

黄土丘陵区柠条林改良土壤作用的研究

在野外调查与室内分析的基础上,研究18年生与8年生柠条林对土壤养分、土壤结构性能、土壤酶活性的影响.结果表明:灌木林(柠条)可明显提高土壤中有机质、速效氮和速效钾的含量,降低土壤pH和密度;快速显著地增加土体中＞5 mm水稳性团聚体和＞0.01 mm微团粒的数量,使土壤的营养状况及结构得到很大改善,协调供应养分和水分的能力提高;能促进粘粒形成聚积,防止土地退化和保护生态环境.