长白山核桃楸分布格局及其与伴生树种空间关联性的研究

[目的]探讨核桃楸及主要伴生树种在不同生长阶段空间格局变化及其与伴生树种种间关联性的变化,为林业生产过程中的择伐和抚育提供理论依据.[方法]运用Ripley＇K函数点格局分析方法,开展树种空间分布格局及种间关联性研究[结果]在核桃楸幼龄林阶段,更新层的杨树幼苗、黄菠萝幼苗与核桃楸幼苗存在种间竞争,不利于核桃楸幼苗的生长;在核桃楸中龄林阶段可采伐林中的杨树以及与核桃楸生长较近的蒙古栎、椴树大树,与核桃秋中尺度距离的黄菠萝可以保留;在核桃秋近熟林中,应该择伐蒙古栎、杨树、黄菠萝大树,可适当保留林中椴树.[结论]在核桃楸生长的不同阶段尽可能控制不利于核桃楸生长的阔叶树种,适时抚育,调整群落结构.     

南方竹林地土壤有机碳空间异质性研究

土壤养分空间异质性是土壤质量评价的一个重要内容,为提高竹林有机碳估算精度,利用2013年永安六乡镇138个竹林地土壤有机碳样点数据,运用GIS技术和地统计学方法分析了永安市竹林地土壤有机碳数据的空间变异特征与格局。结果表明:竹林土壤养分有机碳含量极为丰富,全剖面及各层土壤有机碳含量在空间上属于中等变异;空间自相关Morans'I系数总体上随空间距离的增加而呈现递减趋势;全剖面、A层、B层及C层最佳理论模型依次为指数、高斯、指数、球状模型;半方差拟合决定系数分别为0.684、0.831、0.506、0.538,空间上均表现出强烈的自相关性,块金效应值分别为10.330%、13.100%、10.160%、0.120%;分形维数值为A层(1.964)B层(1.962)C层(1.944)全剖面(1.938);从空间分布特征看,永安市毛竹林地土壤有机碳明显呈带状和斑块状分布,东部和西部有机碳含量明显高于中部。研究结果可为永安市竹林有机碳含量空间插值、制图和野外取样的设计提供参考,同时也可为精准农业和土壤可持续经营发展提供科学依据。     

河南开封土壤养分变化特征及其持续利用途径研究

通过 1 984～ 1 998年河南开封不同土壤耕层有机质与氮磷钾养分分析 ,论述了不同农业利用方式和农田管理措施下不同土壤耕层养分的时空变化特征和硝态氮累积特性 .由于“重氮磷 ,轻有机肥 ,忽视钾素补给” ,土壤养分变化的总趋势以下降 ,钾素耗竭性明显 .土壤养分空间变化较为复杂 ,但不同土壤间耕层养分为普通淡色潮湿雏形土 >底锈干润雏形土 >石灰淡色潮湿雏形土 >灌淤旱耕人为土 >简育干润雏形土 >干润砂质新成土 .硝态氮累积表现为由上至下递减或由上至下递增和相对积累于土体某一深度 .最后研究提出了土壤持续利用的有效技术途径 .     

单次污水灌溉后长期污灌土壤镉的垂向分布特征

以河南省新乡市娘娘庙污灌区一块约328 m2的田块为研究区,采用均值、变异系数、半方差函数及分维数等相结合的方法,分析一次污水灌溉前后10 d内东西向剖面A、B、C和D(南北向每相距10.5 m设置1个剖面,由北至南依次编号为A、B、C和D)的土壤有效镉的垂向空间变异及其分布特征,为田块土壤中有效态镉分布与土壤植物修复相结合的研究思路提供基础性探讨。结果表明:灌水后,土壤有效镉含量在剖面A、B、C和D的均值分别减少0.06 mg?kg?1、0.11 mg?kg?1、0.14 mg?kg?1和0.23 mg?kg?1,呈现中等离散程度;在0.393~1.308 m变程范围内,块基比C0/(C0+C)25%,土壤有效镉剖面总体表现出由随机性引发的变异较小,空间相关性较强;剖面A、C和D土壤有效态镉的分维数降低,空间变异程度减弱。Kriging插值结果表明该区有效镉呈条带状分布格局,且在0~15 cm土层呈现累积现象;沿灌水方向,土壤有效镉含量剖面等值线分布由密集到稀疏。相关分析表明,土壤有效镉含量与土壤有机质含量呈正相关,与土壤含水率呈中等程度相关,与p H呈现强负相关,表现为土壤有机质含量越高土壤有效镉含量越大,p H越高土壤有效镉含量越小;污水灌溉对土壤有效镉、土壤含水率、土壤p H和土壤有机质的影响显著,同时会削弱有效镉与各影响因子间的相关关系。伴随着污水灌溉动态的有效镉分布和变异特征可以为应用植物吸附进行土壤重金属污染修复方面的研究提供基础数据。     

南疆果园滴灌条件下土壤盐分的空间异质性分析——以农十四师224团典型地块为例

土壤盐渍化是制约干旱半干旱地区农业生产的主要障碍因子之一,在新疆,尤其是南疆,盐渍化更为严重。系统认识和掌握盐渍土的空间变异特征对于治理改良盐渍土和土壤盐渍动态变化研究具有重要意义。基于区域变量理论,在GIS和地统计学技术支持下,通过地统计学的半变异函数和Kriging空间插值,以南疆和田地区农十四师224团为研究区,定量分析了试验区内不同层次土壤盐分的空间变异特征。结果表明:140~180 cm土层土壤盐分含量半方差函数的理论分布模型属于指数模型,其它各层属于球状模型;各土层含盐量在一定的区域范围内具有空间结构特征,都呈中等强度空间自相关性;由kriging插值可知,各土层含盐量的空间分布主要表现为条带状伴有斑块状分布。总体来说,试验区土壤盐渍化与次生盐渍化的防治是近期农业管理中所必须考虑的重要因素。     

小流域土壤可蚀性的空间变异及其在不同土地类型下的比较

以武陵山区女儿寨小流域为研究区,在流域内进行高密度采样的基础上,利用EPIC模型中土壤可蚀性K值计算方法与地统计学分析方法计算并分析了流域土壤可蚀性K值及其空间变异,结合流域土地利用图,运用面积加权平均计算了各土地利用类型下的K值并进行比较,结果表明:流域K值变化范围为0.2451~0.4623,均值为0.3289,变异系数为0.1295,流域K值存在中等程度的空间变异。K值总体分布趋势为从流域海拔低处向海拔高处逐渐减小,受人为干扰较多的区域其K值也较高。各土地利用类型下的面积加权平均K值,以果园0.3769最大,油桐0.2607最小,植被类型下的K值均低于除耕地外受人为影响因素较大的地类,说明植被在不同程度上改善了土壤性质,提高了土壤的抗侵蚀能力,但K值的大小与植被类型的差异有关。     

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。     

流域面源污染负荷差异性及不确定性的尺度特性分析

针对流域面源污染负荷差异性及其不确定性的尺度特性问题,于2013-2015年在釜溪河流域测定了不同尺度汇流区的面源污染负荷和污染物转化动力学参数。分别采用动态时间弯曲距离DTW(dynamic time warping distance)和信息测度度量了不同尺度汇流区面源污染的负荷差异性和不确定性。结果表明:不同的汇流区尺度上,降雨量小于临界值(40 mm)的情况下,氨氮(NH_3)、总氮(TN)、总磷(TP),和高锰酸盐指数(I_(Mn))负荷均随降雨量的增加而非线性增大,降雨量超过临界值后,流域面源污染出现最大负荷。降雨量超过临界值后,由于尺度增加后下垫面对径流过程调蓄能力的增大,相比子流域尺度,流域尺度上NH3、TN、TP和I_(Mn)负荷的变异系数分别增加了69.1%、47.0%、14.2%和85.8%。枯水期和汛期面源污染负荷主要受到污染源流域分布特性和下垫面径流条件的影响,不同尺度汇流区的NH3、TN、TP和I_(Mn)负荷在枯水期的差异性均显著小于汛期的差异性,子流域之间、以及子流域与流域之间4种污染负荷的差异性平均增大了3.18倍和2.44倍。相比子流域尺度,在流域尺度上单位面积流量、TN、TP和I_(Mn)负荷基质熵分别减小了4.8%、9.3%、31.9%和10.7%,而NH3增加了15.3%;有效测定复杂度分别增加了4.6%、15.4%、17.4%、49.5%和19.8%。不同尺度汇流区的面源污染负荷过程与流量过程不具有完全同步性。随着汇流区尺度的增大,面源污染负荷不确定性减小;有效测量复杂度随尺度增大表明在更大的尺度上对于面源污染负荷有效预测的参数数量显著增加;涨落复杂度和平均信息增量关系表明随着尺度的增加,面源污染负荷对降雨量的敏感性降低,而对下垫面条件的敏感性增加。不同尺度条件下,面源污染对降雨和下垫面的敏感性变化规律、以及面源污染负荷变异性机理等方面的研究将有助于提升分布式水文及面源污染模型理论。     

典型麻竹林土壤植硅体碳的空间异质性特征

土壤植硅体碳(Phytolith Occluded Organic Carbon,Phyt OC)是土壤稳定性碳库的重要来源之一,对于增强土壤碳汇,维持全球CO2平衡具有重要意义。为了了解土壤植硅体碳的空间分布,基于地统计学方法,结合Arc GIS 10.0空间分析软件,分析典型麻竹主产区——福建南靖县麻竹林不同土层的土壤植硅体碳的空间变异性。结果表明:南靖县麻竹土壤植硅体碳平均含量介于0.30~0.75g kg-1之间,变异系数介于80.38%~87.46%,表现为中等程度的变异性;地统计分析得出块基比介于8.7%~74.9%,有较强的空间自相关性,且参数比均较小,模型拟合度较好;0~100 cm土层土壤植硅体碳平均储量为4.23 t hm-2;土壤植硅体碳含量随土壤剖面深度的增加而降低,土壤植硅体碳、土壤植硅体和土壤全硅的空间分布图较为相似,它们之间也呈极显著正相关关系(p0.01)。样地的竹林年龄与表层的土壤植硅体碳呈现显著正相关关系(p0.05)。样地的海拔与表层的土壤植硅体碳呈现显著负相关关系(p0.05)。     

陕西省农田土壤紧实度空间变异及其影响因素

为探明陕西省农田土壤紧实度现状及区域差异,2013年在全省选取228个调查点,对1 100多块地的农田土壤紧实度进行调查。结果表明:陕西省农田耕层土壤紧实度为250.0~2 080.0kPa,平均为781.3kPa,变异性中等;全省各区犁底层紧实度为716.0~5 650.0kPa,平均为2 900.5kPa,中等变异。耕层土壤紧实度以关中东部和陕南东部较大,1 000kPa以上,陕北大部分县区耕层比较疏松;犁底层紧实度以关中地区及陕南东部较大,在3 000kPa以上,陕北地区犁底层紧实度普遍较低。耕层土壤紧实度主要受区域位置、农田利用类型、地形、作物类型、耕作方式及土壤类型影响(P0.05);犁底层紧实度受区域位置、作物类型、地形、耕作方式、熟制、机耕年限、灌溉情况、土壤类型以及土壤含水量等因素影响(P0.05)。