流沙固定过程中土壤-植被系统演变对水环境的影响

横穿腾格里沙漠的防风固沙体系始建于 1 95 6年 ,确保了包兰铁路近半个世纪的畅通无阻。在几十年的土壤 -植被系统演变中 ,花棒 柠条 油蒿 -干旱砂质新成土的人工系统演变为油蒿 雾冰藜 小画眉草 -简育正常干旱土的半天然、天然系统 ;生物结皮发育、结皮层形成改变了降水的再分配过程 ;在 2 0～ 5 0 0cm深度的干旱层因灌木的排水作用而形成 ,低等植物也开始与草本和灌木竞争水分 ,深根系的灌木很难得到降水的补给 ,逐渐退出了防护体系 ;土壤 -植被系统趋于更薄的活动层。水环境的这些变化正影响着整个防护体系的结构和功能     

等高绿篱——坡地农业复合系统土壤性质空间变异

土壤性质空间变异是一种普遍现象,但等高绿篱——坡地农业复合系统中土壤性质空间变异的研究较少。本文以设置在三峡库区王家桥小流域的香根草（Vetiveria zizanioides）绿篱试验小区为研究对象,从径流小区尺度探讨了不同措施对土壤性质空间变异的影响。结果表明,绿篱种植可降低O．2～0．002mm粒级团聚体的空间变...     

菜田土壤养分空间变异特征

采用传统统计和地统计相结合的方法，对55hm^2菜田耕层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明，土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn。不同土壤养分的变异情况各不相同。土壤养分速效含量一般呈斑块状分布；土壤NO3^- -N、P、K和Zn含量在空间分布上具有明显的空间相似性。土壤NO3^- -N、P、K含量分别与种菜历史及肥料用量（N、P2O5和K2O）之间均呈极显著的正相关。     

亚热带红壤丘陵区坡地土壤性质空间变异特征

土壤性质是影响坡地降雨入渗、产流及土壤水再分布的重要因素。研究坡地土壤性质的空间变异特征,有助于进一步研究坡地降雨入渗产流规律。通过对20m×24m径流小区土壤性质的空间变异特征分析,结果表明:(1)沿坡面,从坡上向坡下砂粒含量逐渐减少,土壤质地总体变细;有机质含量变化不大;土壤容重和饱和导水率均呈弱变异性。(2)在剖面内,从表层(0~10cm)向深层(120~130cm),土壤质地逐渐变粗,为弱变异性;有机质含量变化趋势明显,从地表向深层依次减小,坡上和坡下表层有机质含量分别高出深层约8.6和7.6倍,为中等变异性;土壤容重呈波状增大的变化,变化范围为1.08~1.63g/cm3,整体为弱变异性;土壤饱和导水率最大值出现在表层,向深层有呈波状减小的变化趋势,且波动强度依次减小,变异强度大,属强变异性,其大小属“高级”水平。     

松嫩平原盐碱化人工草地土壤与植被群落空间变异特征研究

松嫩草地由于受太平洋季风气候的影响,具有较好的水热条件,且地势平坦,非常适宜畜牧业的机械化发展。在过去的几十年间,松嫩草地物种丰富度较高,优质的牧草以多年生的羊草为主,且在植被下形成了肥力较高的黑土。然而,松嫩草地独特的地形与高矿化度的地下水,导致了盐渍土与黑土接壤,因此松嫩草地生态环境较为脆弱。此外,由于草地的过度利用,导致了松嫩草地发生退化与盐碱化,进而使得草地生产力降低。较低的草地生产力已成为限制该区域畜牧业发展的主要因素,而草地生产力与土壤水盐动态密切相关。故本研究以松嫩盐碱化人工草地为研究对象,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,对松嫩平原西部地区的盐碱化人工草地土壤理化性质以及牧草生物学-生态学性质的空间变异特征进行研究。结果表明,0～15 cm和15～30 cm层土壤的pH、电导率（EC）、总碱度（TA）,以及土壤质量含水量（MWC）具有中度或强空间变异。此外,试验区域的生物多样性指数（SWI）、紫花苜蓿的株高（SH）、生物量干重（DM）与盖度（CD）均具有强烈的空间变异特征。回归分析结果表明,试验区域盐碱化人工草地紫花苜蓿产量可用公式Y(DM)=2699.73–276...     

应用集成BP神经网络进行田间土壤空间变异研究

以英国北爱尔兰Hayes的一块牧草地为研究区，将所有样点分为独立的训练和检验数据集，并在训练样点集的基础上设计了其他4种样点布局方案，以研究神经网络集成技术应用于田间土壤性质空间变异性的可能性。与广泛应用的克里格法的试验结果相比，集成BP神经网络的插值结果精度与之基本相当，尤其是在样点分布较稀疏和样点数较少的情况下，集成BP网络表现出明显的优势；由于神经网络集成方法对样本数据的分布没有任何要求，因此具有较广泛的应用前景和潜力，并在不符合克里格法对样本数据分布要求的情况下是一种可行的替代方法。     

方正县土壤全硒空间变异研究

为了明确富硒水稻主产县方正县土壤中全硒的含量、分布等特征,以方正县农业土壤为研究对象,运用地统计学和Arc GIS相结合的方法研究土壤全硒含量的空间异质性和分布格局,并探讨硒浓度变异与土壤理化性质之间的关系。结果表明,土壤全硒含量变异函数符合指数模型,空间异质性指数Q=0.125,说明全硒含量的变异主要由结构性因素引起,空间自相关性较强。用普通克里格法(OK法)绘制全县的土壤全硒分布图,发现研究区绝大多数土壤(69.3%)属于足硒土壤,硒含量高值区出现在研究区中部及西南部,而低值区主要分布在研究区东北部。不同土壤类型中,泥炭土全硒含量最高(0.267 mg·kg-1),而沼泽土全硒含量最低(0.153 mg·kg-1);不同土地利用方式下,稻田土全硒含量(0.230 mg·kg-1)略高于旱地土(0.217 mg·kg-1)。影响土壤全硒含量的主要因素为土壤有机碳、粘粒及粉粒含量。     

菜田土壤养分空间变异特征

采用传统统计和地统计相结合的方法,对55 hm2菜田耕层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明,土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn,不同土壤养分的变异情况各不相同。土壤养分速效含量一般呈斑块状分布;土壤NO3--N、P、K和Zn含量在空间分布上具有明显的空间相似性。土壤NO3--N、P、K含量分别与种菜历史及肥料用量(N、P2O5和K2O)之间均呈极显著的正相关。     

土壤凝结剂沙障固沙机理及流沙控制的研究

对不同浓度和规格的土壤凝结剂沙障进行了风洞模拟实验和野外固结实验,实验结果表明抗风蚀强度以40%浓度处理的固沙模型最强,20%最弱,但30%浓度防风蚀效果较为实用.不同规格沙障以1 m×1 m规格的沙障积沙和抗蚀力最大,2 m×2 m最差.沙丘不同部位沙障的抗蚀力不同,迎风坡受损程度和风蚀率最高.沙障受风蚀率可能还与喷洒时的压力、风速等因素有关.     

应用广义回归神经网络进行土壤空间变异研究

对土壤性质空间变异的充分了解,是土壤养分管理和合理施肥的基础。90年代以来,随着发达国家精确农业技术的开展,土壤特性的空间变异和空间插值技术研究得到众多农学家和土壤科学工作者的关注和重视[1,2 ] 。由法国学者Matheron于2 0世纪6 0年代建立起来的地统计学(Geostatistic     

骆马湖滨岸缓冲带土壤性质的空间异质性分析

通过野外调查、采样以及地统计学的方法,研究了骆马湖东南岸有草和无草两块滨岸缓冲区土壤的氮、磷、有机质含量的异质性特征,探讨植物带对污染物的富集、截留作用.结果表明:有草区土壤的TN、TP及有机质的平均含量均大于无草区;在骆马湖滨岸缓冲带,不同的植物群落对氮、磷元素的截留、富集效率差异不大;植物群落对有机质的截留作用不明显,有草区和无草区的有机质含量的性质较为接近.滨岸缓冲带植物能够通过吸收、截留、吸附、分解等作用减少湖泊水体中的碳、氮、磷的含量.研究结果可为骆马湖非点源的治理提供理论参考,为湖泊滨岸缓冲带的研究和构建提供借鉴.     

草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征——以腾格里沙漠东南缘为例

以腾格里沙漠东南缘草方格人工固沙植被区为研究对象,分别选取流动沙地、4年和30年固沙植被区为研究样地,于春季、夏季和秋季研究了草方格造林固沙过程中土壤性质变化及分形特征。结果表明:(1)土壤含水量与土壤pH既受到不同固沙年限的影响,亦受到季节变化的调控。(2)流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤电导率分别为77.84～82.34,86.04～114.68,113.80～168.66μS/m,土壤有机碳含量分别为0.86～1.74,1.30～1.52,7.96～17.36g/kg,土壤全氮含量分别为0.18～0.32,0.24～0.26,0.44～0.78g/kg。(3)仅流动沙地土壤具有粗沙粒成分,含量占0.50%～0.53%。流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤中沙粒含量分别为40.42%～43.82%,14.36%～17.17%和12.01%～14.75%,土壤细沙粒含量分别为55.44%～58.84%,80.15%～83.19%和42.55%～53.30%,土壤极细沙粒含量分别为0.24%～0.31%,2.45%～3.33%和15.85%～21.35%。仅30年固沙植被区土壤具有黏粒和粉粒成分,含量分别为0.84%～1.33%和15.16%～22.75%。(4)土壤粗沙粒与土壤电导率间呈负相关性(P0.05),土壤细沙粒、中沙粒均与土壤电导率、有机碳、全氮、碳氮比之间呈显著负相关性(P0.01),而土壤黏粒、粉粒、极细沙粒均与土壤电导率、有机碳、全氮、碳氮比呈显著正相关性(P0.01)。(5)土壤分形维数介于0～3。流动沙地、4年和30年固沙植被区土壤分形维数分别为0.55～0.82,1.57～1.67和2.37～2.59。(6)土壤分形维数与土壤粗沙粒和中沙粒间呈负相关性(P0.05),与土壤黏粒、粉粒和极细沙粒间呈显著正相关性(P0.01),而与土壤细沙粒间无相关性(P0.05)。研究表明,在腾格里沙漠地区扎设草方格并进行人工造林固沙,有利于改善土壤质地,促使土壤理化性质向良好的方向发展,促进土壤质量提升和实现沙漠化防治。     

于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律研究

应用地统计学方法对于田绿洲典型区域土壤盐分空间分异规律进行了研究。结果表明,于田绿洲土壤盐渍化严重并表现出表聚现象。由于人类活动干扰,表层土壤盐分变幅最大;0—5cm土层土壤盐分表现出强烈的空间相关性,5—30cm土层次之,30—70cm土层土壤盐分的空间相关性很弱。水平方向上,0—30cm土层中土壤盐分从东向西先增大,后减小,再增大,再减小;30—70cm土层中土壤盐分从东向西逐渐减小;研究区南北两侧土壤盐分含量高,中部盐分含量低。垂直方向上,盐碱地和高、中密度草地土壤盐分含量较高,呈现出自上而下逐渐减小的分布趋势。其中盐碱地土壤盐分含量最高,高密度草地土壤盐分的垂直变化幅度大于中密度草地,低密度草地和农田土壤盐分含量较低,且垂直变化不大。不同地形和土地利用带来的土壤水分运动差异,是绿洲土壤盐分空间分异的主导因素。     

地统计学及GIS在黑土区域土壤养分空间异质性分析中的应用——以海伦市为例

应用地统计学的方法结合GIS空间分析技术,对海伦市黑土农田区域采集的65个耕层(0—20cm)土壤样本进行了数据处理,对其全量养分含量的空间异质性进行了分析和探讨。结果表明,全碳、全氮和全磷半变量函数曲线的理论模型符合高斯模型,全钾的理论模型表现为指数模型。全碳、全氮属于中度空间相关,其空间变异受结构性因子和随机因子的影响各占1/2。全钾和全磷属于高度空间相关,其变化主要受结构性因子的影响。土壤全碳与全氮和全磷具有极显著的正相关,在空间分布上也与全氮和全磷的空间分布吻合度较高。地统计学分析土壤养分的空间变异特征和1978年海伦县自然资源综合考察对农田土壤肥力调查的结果是吻合的。利用地统计学分析的方法,对区域农业生产合理布局、综合治理水土流失都具有重要的意义。     

荒漠草原风蚀地表颗粒空间异质特征

[目的]研究希拉穆仁荒漠草原地区风蚀地表颗粒的空间异质特征,对研判风蚀地表退化程度,进而合理保护与利用该区草地资源提供支持。[方法]利用数字图像处理技术,获取了希拉穆仁荒漠草原坡面表层土壤颗粒组成信息,结合经典统计学和地统计方法,研究易风蚀颗粒(0.42mm)、中等颗粒(0.42~0.84mm)、不易风蚀颗粒(0.84mm)的空间分布格局。[结果]荒漠草原地表颗粒含量组成表现为:不易风蚀颗粒中等颗粒易风蚀颗粒;颗粒变异系数变化范围为11.23%~38.17%,属中等程度变异。3种颗粒最优半方差函数模型分别为指数、球状、球状模型;Kriging插值结果显示坡顶土壤颗粒组成最粗,自坡顶向下表现出变细的趋势;南坡与西南坡土壤粗化最严重,粗化程度由重到轻依次为:南(S)西南(SW)西北(NW)西(W)东南(SE)北(N)东北(NE)东(E)。[结论]研究区土壤颗粒具有强烈的空间自相关性,土壤颗粒组成空间变异性主要由结构性因素引起,人为干扰也产生了一定影响。     

黄灌沙区农田耕层土壤性状空间异质性分析

用地统计学的方法,研究了黄灌沙区农田耕作层(030 cm)土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、pH和电导率的空间变异规律。结果表明,农田耕作层土壤养分的空间异质性主要由随机性因子如土壤耕作措施,包括施肥、灌溉和作物轮作等造成,这与该区农田耕作层土壤是引黄灌溉改良的结果有关。土壤养分含量的变异函数均可很好地拟合成线性模型,块金值和基台值之比(C0/C0 C)均为1,说明随机性因子是导致该区土壤性状空间变异的主要因素,在整个尺度上具有恒定的变异,造成了土壤性状的相对均一。pH的变异函数为指数模型,其空间异质性组成中随机性和结构性因子各占50%。电导率的变异函数为球状模型,空间变异主要由结构性因子导致,结构性因子引起的空间异质性占总空间异质性的67%。分维数也表明耕层土壤性状空间依赖性较小,随机因子如农业活动是引起黄灌沙区土壤性状空间异质性的关键原因。Moran s I系数表现为除了pH和电导率受结构性和随机性因子共同作用外,其余土壤性状均呈较弱的相关关系。因此,干旱沙区通过人为措施改良的土壤性状空间上的变异主要受人为活动如灌溉、施肥和耕作等影响,在农业活动中更应该注重施肥和灌溉方式、灌溉水源等问题,以避免因土壤性状的变异导致的肥料利用效率降低。     

新型化学固沙材料性能的试验研究

SH为新型高分子固沙材料。对SH固沙的强度、抗风蚀能力、耐水性、耐老化性、抗冻融稳定性进行了室内试验,并开展了现场固沙试验研究。研究结果表明,SH固沙效果好,也比较适合化学结合植物固沙,可用于沙漠化治理。     

不同经营类型红松林下土壤腐殖质的空间异质性

运用野外调查与室内实验分析相结合的方法,利用SPSS 13.0软件和ArcGis 9.3软件对原始红松林、白桦红松混交林Ⅰ(红松天然更新)、白桦红松混交林Ⅱ(红松人工造林)和红松人工纯林4种经营类型红松林下土壤腐殖质进行经典的统计描述和地统计学的空间异质性分析。结果表明:经营类型不同导致土壤腐殖质含量的差异,白桦红松混交林下土壤腐殖质含量高于红松人工纯林。不同经营方式红松林下土壤腐殖质的空间异质性特征显著不同,4种经营类型红松林下土壤腐殖质空间异质性多受随机因素的影响,但2种白桦红松混交林下土壤腐殖质空间异质性的空间自相关部分大于红松人工纯林,而且2种白桦红松混交林下土壤腐殖质空间异质性的尺度也较红松人工纯林下土壤腐殖质空间异质性的尺度大。2种白桦红松混交林林下土壤腐殖质空间分布格局要明显优于红松人工纯林下的土壤腐殖质空间分布格局。研究结果可为红松林的恢复与持续经营提供理论基础。     

水曲柳人工林土壤养分的空间异质性研究

采用地统计学的变异函数分析方法，定量研究了14年生水曲柳人工林表层土壤（0～10cm）养分的空间异质性特征。结果表明：（1）土壤有效磷、全钾和速效钾变异函数曲线的理论模型符合指数模型，土壤pH值符合球状模型，土壤全氮、水解氮和全磷的理论模型符合指数模型或球状模型；（2）土壤养分各项指标的空间变异主要是由结构性因素引起，且空间自相关程度均属中等以上（空间结构比均在25％以上）；（3）土壤pH值的空间自相关范围最大（2．27～4．46m），土壤全磷的自相关范围（0.73～0．97m）小于全钾和全氮（分别为1．02～1．05m和0．90～1．18m），土壤有效磷的自相关范围（0.90～1．20m）小于速效钾（0.95～2．86m）和水解氮（1．41～4．25m），速效养分的自相关范围均大于或近似等于相应养分的全量养分。（4）土壤pH值、氮、磷和钾素的空间格局明显，土壤pH值、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾的分数维分别为1．789～1．862，1．217～1．952，1．838～1．927．1．878～1．935，1．899～1．944，1．936～1．965，1．907～1．963。     

腾格里沙漠沙坡头地区旱季沙层含水量

[目的]研究腾格里沙漠沙坡头地区旱季沙层含水量、水分来源、水分存在形式、水分平衡等问题,为沙漠地区水分合理利用、沙漠化防治、沙地改良以及沙地农业生产提供科学依据。[方法]利用轻型人力钻打孔取样,进行水分测定。[结果]腾格里沙漠沙坡头地区旱季沙层平均含水量为1%~3%,一般具有分为3层的特点;沙层含水量存在明显的空间差异,洼地平均含水量最大,平坦高地和半固定沙丘中部含水量较低,流动沙丘中上部含水量最低;旱季时期沙层水分以薄膜水形式存在;研究区旱季沙层水分仍为正平衡,主要是由沙层的高入渗率和受蒸发影响深度小决定的;研究区有植被发育之处,在根系的吸水作用下沙层剖面中下部的含水量比无植被的剖面含水量低。[结论]研究区旱季沙层含水量低,空间差异较大,沙层水分仍保持正平衡状态。