喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究

以线形取样方式测定了喀斯特峰丛洼地坡面表层(0～5、5～10、10～15 cm)的土壤水分,采用经典统计结合地统计学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：在坡面特定土地利用结构下(上坡到下坡分布有自然坡地、退耕地和耕地),表层土壤水分沿上坡向下具有不断减小的变化趋势,坡面纵向和横向土壤水分均呈中等变异,横向上由于特殊的土壤分布和地形地貌特征使得变异程度较纵向强烈,土地利用和坡度因子是造成坡面土壤水分分布和变异的重要因素;半方差分析显示,坡面表层土壤水分具有明显的块金效应和较大的基台值,呈中等或较强的空间相关性,土壤水分总体上具有较好的变异结构和空间连续性,因此可以应用地统计学方法在该地区开展土壤水分空间变异研究。     

喀斯特地区典型峰丛洼地表层土壤水分空间变异及合理取样数研究

在桂西北喀斯特洼地90m×40m地块范围内,用经典统计和地统计分析方法探讨了表层土壤(0~5,5~10,10~20,20~30 cm)水分的空间变异结构及其分布格局,并给出了不同置信水平和精度条件下的合理取样数。结果表明:表层土壤水分总体上具有良好的半方差结构,呈明显的斑块状分布格局。0~5 cm层具有中等的空间相关性,其余各层具有强烈的空间相关性,而且变异程度具有明显层次性;除20~30 cm层土壤水分用球状模型拟合外,其余各层均符合指数模型,且拟合效果较好。等值线图结合半方差分析可以看出,地形、微地貌、降雨和植被等是研究区土壤水分空间变异的重要影响因素。在确定合理取样数的过程中,除考虑土壤水分的统计特征外还要考虑其空间结构性。     

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.     

桂西北岩溶山区峰丛洼地土壤水分动态变化初探

土壤水分是岩溶山区植被恢复和生态环境建设的关键性限制因素。在桂西北岩溶山区峰从洼地，分析了不同利用方式坡面、洼地土壤水分的动态变化规律，结果表明：坡面土壤水分（0～20cm）为中等变异，不同利用方式间具有一定的差异，自然灌丛、撂荒地土壤含水量较高，但板栗、木豆林地土壤含水量较低，且易受外界条件的干扰，其栽种早期应注意采取一定的蓄水保墒措施；与坡地相比，洼地受外界条件的干扰相对较小，土壤剖面含水量为增长型，其变化主要发生在表层，为中等变异；土壤水分沿坡面的分布规律较为复杂，在植被类型相对一致的条件下，坡位的影响相对较小。     

喀斯特峰丛洼地原生林区土壤矿质元素空间异质性研究

运用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特峰丛洼地原生林保护区土壤矿质元素钙、镁、硅、铁、铝、锰的空间变异和相关关系,结果表明,在喀斯特峰丛洼地原生林区土壤矿质元素存在空间上的异质性。从半变异函数的模型拟合来看,块金值与基台值的比均小于25%的标准,表明变量具有强烈的空间相关性,且由结构性因素引起的空间变异占主导因素。Kriging等值线图显示,在不同的坡位出现了高值区和低值区,硅、铁和铝在中上坡出现高值区,而钙、镁和锰在中下坡出现低值区,这6个指标在研究区域均出现围绕1~3个中心点聚集分布出现高值或低值区,说明气候、母质、地形和微地貌对喀斯特原生林区土壤矿质元素空间变异起主导作用。     

喀斯特峰丛洼地土壤有机碳和氮素空间变异特征

本项试验在喀斯特典型峰丛洼地选择3个生态功能区,运用经典统计学和地统计学方法研究了土壤有机碳、全氮及碳氮比的空间变异特征。结果表明,随着生态系统由人工林(Ⅰ)次生林(Ⅱ) 原生林(Ⅲ)顺向演替,土壤有机碳、全氮和碳氮比平均值均呈现增加趋势,变异系数均在10.40％～80.94％之间,存在中等强度的变异性。人工林和原生林的土壤有机碳和全氮及人工林的碳氮比的块金值/基台值均＜25%,具有强烈的空间相关性;原生林碳氮比和次生林的3个土壤性质指标的块金值/基台值在32.6％～41.7％之间,具有中等的空间相关性;人工林各指标的变程明显大于次生林和原始林。Kriging插值结果表明,3个区域内有机碳和全氮的空间分布均具有显著的相似性,碳氮比变化则较不规则;人工林和原生林土壤有机碳、全氮含量呈片状平缓变化分布,次生林土壤有机碳、全氮含量及碳氮比呈支离破碎的斑块状分布。高度异质性的小生境决定了土壤有机碳、全氮和碳氮比的空间结构和格局,而受重度人类活动干扰的人工林和未受干扰的原生林空间异质性较次生林降低。     

喀斯特峰丛洼地4种典型植物蒸腾作用及其影响因素

[目的]对广西壮族自治区喀斯特峰丛洼地4种典型植物(甘蔗、五节芒、灰毛浆果楝和青冈)蒸腾作用及其影响因素进行研究,为进一步开展区域植被生态需水研究提供科学依据。[方法]于2015年4月至2016年1月对4种主要植物群落不同季节蒸腾速率(Tr)、叶面积指数(LAI)和相关环境因子开展现场观测。[结果]4种植物Tr夏季与春、秋、冬3季呈极显著差异(p0.01),不同植物类型其Tr也存在差异,其中,甘蔗Tr的季节变化为96.55~197.42g/(m2·h),五节芒为95.26~169.13g/(m2·h),灰毛浆果楝为97.20~239.11g/(m2·h),青冈四季Tr为81.65~124.42g/(m2·h)。4种植物Tr均与空气温度(Ta)呈极显著(p0.01)或显著正相关关系(p0.05),与土壤含水率(SWC),LAI,土壤容重(ρb),空气相对湿度(RH)呈显著或极显著相关关系。SWC和Ta对甘蔗Tr起主导作用,是主要决策变量;Ta是五节芒Tr的主要决策变量;SWC和ρb是灰毛浆果楝Tr的主要影响因子;LAI,SWC和Ta是青冈Tr的主要影响因子。[结论]研究区域4种典型植物蒸腾作用存在差异,且均呈季节性变化趋势,不同植物Tr影响因素不同,可通过人工诱导水、光、热等环境因子进而合理调控植被生态需水。     

典型喀斯特峰丛洼地土壤有机碳含量空间预测研究

我国西南喀斯特地区可能是全球水循环加强背景下一个重要的碳汇[1]。植被和土壤有机碳(SOC)的增加对于该地区整体碳汇的增加,以及这部分由水驱动的碳汇的增加具有极为重要的意义。然而峰丛洼地地区从景观到群落不同尺度水平上表现出的高度异质性,为该地区碳储量的估算和碳源/汇的评估带来很大困难,亟需探索有效方法对     

喀斯特洼地表层土壤水分的空间异质性及其尺度效应

空间变异及其尺度问题在土壤学、地理学、水文学和生态学中均处于十分重要的地位,是当前研究热点之一[1~5]。变异结果使得不同景观斑块间的交换过程在从田块到流域的不同空间尺度上产生[6]。因此要实现景观生态过程中的尺度转换,关键是从实测到预测模型的复杂转变[7,8]。在土壤学研究中,观测尺度和模型尺度均包含尺度的三因素,即采样间隔、采样幅度和支撑效应,这三个因素是界定观测或模型空间尺度的必要条件[3]。而随采样尺度变化,土壤水分的表观变异与真实变异出现偏差,这种偏差是观测尺度的函数,可以采用地统计学中的半变异函数进行有效地尺度转化[9]。国内外学者对土壤水分的空间尺度问题作了大量研究。Bl sch     

黔南喀斯特峰丛洼地区水资源问题分析与对策

峰丛洼地是我国西南岩溶地区大面积分布的地貌类型,气候湿热,生态环境脆弱,特殊的水文地质条件使得该区可利用水资源匮乏,人们的生活生产发展受到很大的限制。分析该类型区水资源开发利用存在的矛盾和问题,探讨缓解水资源问题的方法,提出水资源供应保障的合理措施,以期为能够改善当地居民的生活条件提供帮助。     

岩溶生态系统土壤及表生植被某些特性变异与石漠化的相关性

岩溶山地石漠化是一种与脆弱生态地质背景和人类活动相关联的土地退化过程。本文以重庆市典型岩溶山地为例 ,探讨了岩溶生态系统土地利用方式与土壤机械组成、土壤水稳性团聚体、土壤有机质、土壤种子库、植被类型的关系。结果表明 ,经开垦利用后 ,岩溶环境土壤表层砂化现象更加明显。土地利用强度越大 ,对土壤团粒结构的破坏也越大 ,林地、灌草坡对水分的保持能力强 ,土地利用强度较大的土壤保水能力相对较弱 ,土壤有机质受土地利用强度的明显影响。土地利用强度越大 ,木本植物种子越少 ,草本植物种子越多 ,且以农田杂草为主。土地利用方式的变化 (如陡坡开垦 )是对次生植被及其种子库的主要威胁。     

浙北环太湖平原耕地土壤重金属的空间变异特征及其风险评价研究

研究了浙北环太湖平原10个区县市耕地土壤Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、As六种重金属的空间变异特征及其环境风险。结果表明,土壤Hg和Cd含量在总体分布上显现出较强的各区县市空间异质性,且这种变异更多与外界人为因素的影响密切相关。鉴于Hg在研究区域超标率高达10.34%,为该区土壤环境质量的主要限制因子,对土壤Hg用超过国家规定的土壤环境质量二级标准(0.3 mg kg-1)的离析克里格法(Disjunc-tive kriging)进行了风险评价,结果表明超标区域主要集中在各区县市的城镇和工矿企业周边,说明其与人为活动造成的大量大气粉尘、工业固废和城市垃圾的长期累积密切相关。研究认为在加快城市化和工业、农业现代化的同时,还应该考虑土壤污染与农产品质量、生态安全和人体健康的关系。     

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素.通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质.结果表明土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力.     

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素。通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质。结果表明:土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力。     

低丘红壤肥力的时空变异

利用地统计学方法研究了我国中亚热带低丘红壤区土壤肥力的时空变异。1 985年和 1 997年 ,在 1 .35km2 的区域内以 1 0 0m× 1 0 0m的网格采集了 1 0 5个表层土壤样品。分析结果表明土壤肥力性质具有较大的空间变异 ,速效磷的变异系数最高 ,而pH的变异系数最低。土壤pH空间相关性强 ,而有机质、速效磷和速效钾空间相关性中等。未开垦前 ,土壤肥力性质的空间相关间距大于等于红壤丘陵的直径 ;开垦 1 2年后 ,土壤肥力性质的相关间距减少 ,其中pH和速效钾的相关间距与红壤丘陵的半径相当。土壤肥力性质及其变化值的克立格插值结果显示出一定的空间相似性 ,说明地统计学方法可以同时分析土壤肥力在时间和空间上的变异     

茂兰喀斯特原始森林土壤有机碳的空间变异性与代表性土样采集方法

茂兰原生林中20m×30m研究样地存在着7类小生境:石面、土面、石土面、石沟、石缝、石坑、石洞。样地内土壤有机碳的含量范围为40.1~203.5gkg-1,样点与小生境间土壤有机碳含量的变异系数分别为43%和41%;同类型小生境间为22%~42%;小生境内为14%~57%;说明样地内土壤有机碳含量具有高度的空间变异性。为了促进岩溶山区土壤退化研究中数据之间的可比性,文中建议以土壤面积权重确定的小生境土样组成样地代表性土样的方法。选取样地内面积之和超过样地总土壤面积95%以上的几类小生境,由面积权重确定组成样地土壤代表样的各类小生境土样样品量,而各类小生境土样则分别由以面积权重确定的同类小生境样品量混合构成。利用该方法计算的研究样地土壤有机碳含量的面积权重值为92.1gkg-1。     

县级区域粮田土壤养分空间变异与分区管理技术研究

采用传统统计和地统计相结合的方法 ,对面积约 470km2 的玉田县粮田耕层土壤养分进行了空间变异特征与分区管理技术研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ,不同土壤养分的变异情况各不相同 ;土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn含量的最大相关距离分别为 2 7.1、1 9.7、2 7.1、1 4.4和 2 6.4km ,基本趋于以大块状变异为主 ,这一基本趋势对土壤养分分区管理是有利的 ;土壤养分速效含量呈现较明显的空间分布格局 ,对土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn可分别分成 2、3、3、3和 2个养分分区 ,因而对这 5个土壤养分进行分区管理可行 ;作物高产优质分区平衡施肥技术在小麦和玉米上使产量分别增加 1 0 .9%～1 3 .1 %和 1 4.3 %～ 2 1 .7% ,使经济效益分别提高 5 90～ 747和 72 4～ 1 3 43RMBYuanhm- 2 。     

黑河下游地下水波动带土壤盐份空间变异性研究

地下水波动带是地下水水位及辐射范围变化明显的区域。本文在地质统计学理论与GIS技术基础上,以黑河下游地下水波动带为研究区,根据64个采样点的实测数据,采用地质统计分析法与交叉验证法(Cross-Validation)对研究区土壤盐份实验半方差函数理论模型及常用插值方法进行了选择,进而分析了研究区土壤盐份空间变异性特征。研究结果表明:(1)黑河下游地下水波动带土壤盐份具有明显的空间变异性:沿河流流向方向土壤盐份整体表现为逐渐增高的趋势,垂直于流向方向各盐份要素受控于地下水而应该呈现的离河越近土壤盐份含量越高的特征被一些局部性变异所取代,且这些局部性变异在东河辐射范围内略微明显于西河,这与东河区域局部性地下水补给来源复杂及地下水化学类型变化明显等因素有关。(2)变程是描述空间变异性的尺度。从各盐份要素的有效变程看,7 km是研究黑河下游地下水波动带土壤盐份空间相关性的最大采样尺度。本研究的目的是为黑河下游区域生态恢复与植被重建及相关研究中合理布置采样点提供理论依据。     

苏南典型地区土壤锌的空间分布特征及其与土壤颗粒组成的关系

在GIS的支持下,运用地统计学方法研究了苏南典型地区原锡山市土壤全Zn和有效Zn的空间分布特征,并简要分析了土壤全Zn和有效Zn含量与土壤颗粒组成之间的关系。结果表明,研究区域土壤全Zn和有效Zn的空间分布表现出一定的结构性,其空间相关范围分别达到6.6km和7.5km。Kriging插值结果表明,土壤全Zn含量在研究区域东北部最低,东南部相对较高;有效Zn含量与全Zn有着相似的空间分布趋势,受土壤自身特性的影响,其含量在北部地区普遍较低。土壤全Zn和有效Zn含量与土壤粘粒含量之间呈极显著正相关,而与砂粒含量之间呈显著负相关。     

水蚀风蚀交错带坡面土壤入渗特性的空间变异及其分形特征

研究在水蚀风蚀交错带的强烈侵蚀中心陕北神木县六道沟流域进行。在一个自然完整坡面上网格布点,采用双环定水头入渗法研究了坡面土壤的入渗特性,在应用传统统计学方法的基础上,将分形理论和地统计学方法结合起来对坡面土壤入渗特性的空间变异进行了研究。获得以下结论:(1)稳定入渗率、平均入渗率和前30 min累积入渗量等三个参数的变异系数分别为0.48、0.36与0.40,在坡面上的变异程度属于中等变异性;(2)三个参数的分维值D分别为1.88、1.92与1.85,样本之间土壤特性值的差异较小,短距离的变异影响占主导地位;(3)研究的土壤在一定的空间范围内具有分形特征。稳定入渗率、平均入渗率与前30 min累积入渗量的自相关范围分别为20~120 m2、0~140 m与40~100 m。