浅谈推算和预测宏观尺度土壤N_2O释放量的方法

土壤是N2 O的最主要释放源 .本文综述了根据局部地区土壤N2 O释放观察结果 ,推算和预测宏观尺度土壤甚至全球土壤N2 O释放通量变化和年释放量的方法 ,评述了各类方法的优缺点 ;并着重讨论了释放过程机理模型的应用 .     

基于地统计学和GIS的太湖典型地区土壤属性制图研究——以土壤全氮制图为例

在地理信息系统(GIS)支持下，运用地统计学方法对太湖典型地区耕层土壤全氮含量的空间变异特征进行分析，探讨了适用于研究区域土壤全氮制图的最佳邻域，并在此基础上利用块段克立格(Block Kriging)法绘制了土壤全氮含量空间分布图。结果表明，土壤全氮的空间变异性在40km步长变化域上表现为明显的各向同性，超出这个范围，土壤全氮空间变异的各向异性明显增强，以40km步长变化域上土壤全氮的空间结构特征作为Kriging插值依据有助于提高制图精度。制图结果表明，研究区域土壤全氮含量在江阴和宜兴两市境内普遍较高，锡山和武进两市相对较低；且高值斑块区主要分布在地势低洼的圩田区，这是人为施肥和土壤特性共同影响的结果。Kriging估值标准差分布图可为评价和提高制图精度提供十分有用信息。     

陕西省农田土壤硫含量空间变异特征及亏缺评价

陕西省 13种耕地土壤 30 5个表层 (0～ 2 0cm)土壤样点分析结果表明 :该省土壤全硫和用0 0 1molL-1Ca(H2 PO4) 2 浸提的有效硫含量分别为 33～ 76 9mgkg-1(均值 36 0mgkg-1)和 4 6～ 15 7 3mgkg-1(均值 2 9 3mgkg-1) ,其中黑垆土 (普通干润均腐土 )、绵砂土 (灌淤湿润砂质新成土 )的有效硫平均含量最低。土壤全硫具有中等空间相关性 ,有效硫空间相关性较差。土壤全硫和有效硫分布具有渐变性 ,其最大相关距离分别为 5 31km和 34km。全硫以较大区域变异为主 ;有效硫以小区域变异为特征。陕西省耕地土壤有效硫含量低于硫亏缺临界值 (18 5mgkg-1)的占总面积的 13 9% ,相当于 5 3 7万hm2 农田缺硫。陕西省中部地区 ,尤其是延安西部地区土壤硫亏缺风险较大     

土壤水溶性有机物的紫外光谱特征及地域分异

测定了中国中东部地区 1 7种土类 45个样点近表层 1 0cm土样中水溶性有机物的紫外光谱和分子量分布特征 ,同时测定部分样品富里酸的相应特征。在此基础上比较和分析水溶性有机物与富里酸紫外光谱特征的差异、紫外光谱特征与样品平均分子量分布的关系及其地域分异规律。结果表明土壤水溶性有机物和富啡酸具有相似的紫外光谱特征 ;WSOC样品紫外 /可见光比值与其平均分子量负相关 ,而WSOC单位浓度的紫外吸收值则与平均分子量正相关。研究区水溶性有机物的单位浓度紫外吸收值具有明显的自北向南和自东向西递降的趋势 ,从根本上受制于水热条件的WSOC分子量分布可能是影响样品紫外特征地域分异的主要因素。     

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。     

黄河三角洲地区典型地块地下水特征的空间变异性研究

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了包括埋深和含盐量的地下水性质空间变异特征,绘制了各地下水特征的随机性和结构性的半方差图和空间分布图。结果表明:受不同尺度的结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深和含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,地下水埋深的自相关距大于含盐量。对Kriging插值结果分析表明:地下水埋深的空间变异性受微地形因素及农田工程措施影响较大,长期的农业生产措施会影响地下水含盐量的空间分布,地下水含盐量空间变异性与埋深有一定的关联。地下水特征的空间结构性和定量化研究对黄河三角洲地区地下水资源评价、土壤的次生盐碱化防治及区域水盐运动调控有着直接的现实意义。     

Spatial modelling of the fraction of photosynthetically active radiation absorbed by a boreal mixedwood forest using a lidar–hyperspectral approach

The spatial variability of the fraction of photosynthetically active radiation absorbed by the canopy (fPAR) was characterized for a heterogeneous boreal mixedwood forest site located in northern Ontario, Canada, based on relationships found between fPAR and light detection and ranging (lidar) data over different canopy architectures. Estimates of fPAR were derived from radiation measurements made above the canopy at a flux tower and below-canopy radiation was measured across a range of species compositions and canopy architectures. Airborne lidar data were used to characterize spatial variability of canopy structure around the flux tower and a map of mean canopy chlorophyll concentration was derived from airborne hyperspectral imagery. Different volumes of lidar points for the locations directly above each photosynthetically active radiation (PAR) sensor were examined to determine if there is an optimal method of relating lidar returns to estimated fPAR values.The strongest correlations between mean lidar height and fPAR occurred when using points that fell within a theoretical cone which originated at the PAR sensor having a solid angle α = 55°. For diffuse conditions, the correlation (r) between mean lidar height versus fPAR × chlorophyll was stronger than between mean lidar height versus fPAR by 8% for mean daily fPAR and from 10 to 20% for diurnal fPAR, depending on solar zenith angle. For direct light conditions, the relationship was improved by 12% for mean daily fPAR and 12–41% for diurnal relationships.Linear regression models of mean daily fPAR × chlorophyll versus mean lidar height were used in conjunction with gridded lidar data and the canopy chlorophyll map to generate maps of mean daily fPAR for direct and diffuse sunlight conditions. Site average fPAR calculated from these maps was 0.79 for direct light conditions and 0.78 for diffuse conditions. When compared to point estimates of mean daily fPAR calculated on the tower, the average fPAR was significantly lower than the point estimate. Subtracting the direct sunlight fPAR map from the diffuse sunlight fPAR map revealed a distinct spatial pattern showing that areas with open canopies and relatively low chlorophyll (e.g., black spruce patches) have a higher fPAR under direct sunlight conditions, while closed canopies with higher chlorophyll (e.g., deciduous species) absorb more PAR under diffuse conditions. These findings have implications for scaling from point measurements at flux towers to larger resolution satellite imagery and addressing local scale heterogeneity in flux tower footprints.     

上海市区街道灰尘重金属污染研究

对上海市区街道灰尘重金属的分布特征、赋存形态及其生物有效性进行了研究,结果表明,市区街道灰尘中Pb、Cu、Ni和Zn的平均含量分别为264、182、86和673 mg kg-1,远高于上海市土壤环境背景值;重金属含量空间分布差异较大,Cu、Pb和Zn污染中心区主要位于商业区和内环线附近,Ni污染中心区主要位于外环线附近;市区街道灰尘中Pb主要以铁锰氧化物结合态存在,Cu主要以有机物结合态存在,Ni主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,Zn主要以残渣态存在;其生物有效性表现为:Ni≈Pb>Zn>Cu。     

空间变异在土壤性质长期定位观测及取样中的应用

通过对中国科学院沈阳生态实验站30m×42m样地进行网格法分层取样,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,以土壤pH和有机碳(TOC)为例,探讨了空间变异在土壤性质定位试验及取样中的应用。结果表明,49对样本的pH和TOC变异系数均小于10%,变量在0~10cm和10~20cm两个层次的基本统计数值基本接近,最佳理论模型的参数显示各变量空间变异主要受结构性因素的影响,且以135°方向的变异为主;相对误差为10%时采集6个和10个土样可分别达到95%和99%的置信水平,结合空间分布格局可以确定更为精确的取样方案;综合分析表明待选样地可以作为土壤性质长期定位观测试验用地。     

稻田土壤养分的空间变异性研究

本研究以嘉善县陶庄农场内一块5.1hm2的水稻田为研究区,区内不规则采样,共128个采样点。以土壤的pH、有机质、全磷、全氮、碱解氮、速效钾和速效磷含量为研究对象,研究其相应的统计规律,结果表明土壤各养分属性的变异系数在6.3%~35.61%之间,pH为5.3%;采用地统计的半方差函数分析,发现有机质,全氮,碱解氮和速效钾在一定范围内存在空间相关性;采用克立格方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,并对其空间变异进行了初步分析。