简介:采用传统统计学、GIS和地统计学的方法分析河南省1982和2009年土壤全磷的时空变异特征。结果表明:1)研究区2个时期土壤全磷半变异函数拟合模型均为球状模型,均存在中等空间相关性;2)土壤全磷平均质量分数由1982年的0.56g/kg增加为2009年的0.66g/kg,增幅为17.86%,平均年增长水平为0.66%,其中豫东地区由0.65g/kg变为0.83g/kg,增幅27.69%位居全省第1位,豫南地区以6.12%增幅最低;3)主要土类中,全磷质量分数以主要分布在平原区的砂姜黑土、水稻土和潮土的增幅最大,增幅分别为29.55%、29.27%和18.46%,主要受秸秆还田以及施用有机肥等人为活动的影响,此外,黄棕壤中全磷平均质量分数有所下降,下降幅度为6.45%。
简介:在丹江鹦鹉沟小流域,利用网格状取样和典型样地取样相结合的方法,进行土样采集,共计采样点268个,研究土壤颗粒组成和分形特征,以及与土壤全氮之间的相互关系。结果表明:土壤粉黏粒质量分数随土壤深度的增加而增大,不同土层下土壤粉黏粒质量分数平均值均表现为农地〉林地〉草地。经ANOVA分析,不同土地利用在10—40cm土层的粉黏粒质量分数存在显著差异(P〈0.05)。不同植被类型间土壤颗粒分形维数亦存在显著差异(P〈0.05),10~20cm土层的土壤颗粒分形维数更能代表不同土地利用的差异。土壤颗粒分形维数与坡度呈显著负相关(P〈0.05),与坡向和海拔无显著相关性。土壤全氮质量分数在0~20cm土层与中粗砂粒质量分数呈极显著正相关(P〈0.01),土壤颗粒分形维数和土壤全氮质量分数在20~60cm土层均与土壤粉黏粒质量分数呈极显著正相关(P〈0.01)。鹦鹉沟流域0~10cm土层的土壤粉黏粒储量为13.28万t,不同土地利用下0~10cm土层每m2土壤粉黏粒储量表现为农地〉林地〉草地,分别为74.71kg/m2、71.54kg/m2和70.23kg/m2。
简介:采用计算分形维数的方法,对黄土丘陵区典型草原带土壤团聚体的分形特征及其对植被恢复的响应进行研究。结果表明:1)在植被恢复初期,土壤〉10mm粒级的团聚体含量在0~20和20—40cm层次均较高,含量为331.4~525.6g/kg。随植被恢复年限增加,10—7、7~5、5~3、3~2、2—1mm粒级的团聚体绝对含量下降差异不明显。1~0.5、0.5-0.25和〈0.25mm小粒级土壤团聚体含量,在植被恢复初期(7a)较高。2)随着植被恢复年限增加。土壤〉5mm粒级的水稳性团聚体含量相对下降很快,恢复7a之后,大粒级土壤团聚体表现为上层含量比下层含量低的趋势。相对于干筛结果而言,土壤水稳性团聚体的粒径分布更为均匀、稳定,恢复7a之后的土壤〉0.25mm团聚体含量占到40%~50%,而〉5mm的土壤团聚体则占10%~23%。植被恢复过程中,土壤团聚体由大的团块向小颗粒的土壤团聚体转换,粒径分布更为均匀,土壤结构逐渐改善。3)不同恢复年限土壤团聚体分形维数变化范围为表层2.75~2.86,表下层2.77—2.89,变化范围小,20~40cm土层的分形维数大于0~20cm,恢复植被可使土壤分形维数降低,土壤结构得到改善。
简介:新安江流域既是国家级水土流失重点预防保护区,也是重要的饮用水源保护区,在区域生态安全中发挥着重要的功能和作用。以通用土壤流失方程(USLE)为理论依据,根据《生态功能区划技术暂行规程》,探讨降雨、土壤、地形、植被等因子对安徽新安江流域土壤侵蚀敏感性的影响,基于GIS空间分析功能进行因子叠加运算,综合分析评价区域土壤侵蚀敏感性及空间分异特征。结果表明:1)安徽新安江流域土壤侵蚀敏感性分为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感和极敏感5个等级,其中,轻度敏感面积最大,占流域总面积的47.77%,中度敏感面积次之,占流域总面积的32.92%,高度及以上敏感面积较小,仅占流域总面积的5.39%;2)空间分布上,土壤侵蚀敏感性由中部平原区向周边中低山区逐渐增强,其中,敏感性较高的区域主要分布在徽州区北部、休宁县西南部、歙县东部及西北部、绩溪县东部的大起伏丘陵和中低山区;3)土壤侵蚀敏感性与土壤侵蚀现状具有较高的一致性,土壤侵蚀多发生在土壤侵蚀敏感性较高的地区,但歙县东部、休宁县南部的山丘区等区域由于人为因素的影响存在一定的差异。
简介:为正确理解黄土高原土地利用区域分异的驱动力机制,改善黄土高原人地关系,借用植被数量排序方法,对黄土高原中部泾河流域的土地利用区域分异与驱动力的关系进行多元定量分析,认为:泾河流域土地利用格局存在明显的区域分异现象,地形坡度、降水、人口密度、农业机械化程度和河网密度是影响黄土高原土地利用格局区域差异的主要因子。地形坡度与林地、灌丛地的分布呈正相关,与居住、工矿用地的分布呈负相关;降水与林地的分布呈正相关;人口密度与耕地、居住工矿用地的分布呈正相关;农业机械化程度与耕地、灌丛的分布呈负相关。进而定量诊断出各种驱动力因子对该地区土地利用格局区域分异的贡献大小。
简介:为探索沂蒙山林区不同植被对土壤分形结构及入渗性能的改良作用与机制,运用土壤分形学和水文学原理与方法,研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成和入渗过程。结果表明:1)植物群落具有显著改善土壤颗粒结构和入渗性能的作用,其改善程度为针阔叶(赤松+麻栎)混交林依次高于阔叶林(刺槐纯林、麻栎纯林)和针叶林(赤松纯林);2)研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型粗骨土的结构特征,其分形维数与土壤入渗速率呈明显的正相关关系;3)植物群落改良土壤分形结构和入渗性能的分形学机制,是通过增加土壤粉粒与黏粒等细粒物质含量而提高土壤分形维数,进而改善土壤团粒结构和孔隙结构,提高土壤质地均匀程度和入渗能力的。研究成果可为沂蒙山区水土保持植被类型的合理选择与配置提供参考。
简介:土壤团粒、水稳性团粒和微团粒状况是影响土壤结构和性质的重要因素。运用分形理论研究黄土丘陵区纸坊沟流域7种不同土地利用方式土壤团粒结构的分形特征。结果表明:表层土壤团粒的分形维数在1.641—2.114之间,其大小顺序为人工草地〉果园〉坡耕地〉乔木林地〉灌丛〉天然草地〉人工梯田。土壤水稳性团粒的分形维数在1.774~2.384之间,其变化顺序为果园〉乔木林地〉人工草地〉坡耕地〉天然草地〉人工梯田〉灌丛,二者均表现出≥0.25mm粒级土壤团粒含量越低,分形维数越高的规律;分形维数与≥5mm、5~2mm和≥0.25mm粒级的土壤团粒、水稳性团粒呈极显著负相关(P〈0.01),与〈0.25mm粒级的呈极显著正相关(P〈0.01);结合团粒结构体破坏率可知,灌丛土壤结构与稳定性最好,其次为天然草地,人工草地最差;表层土壤微团粒结构分形维数在2.360~2.487之间,大小顺序为天然草地〉乔木林地〉坡耕地〉人工梯田〉人工草地〉果园〉灌丛,灌丛有助于促进土壤微结构形成,分形维数与0.25-0.05mm和〉0.001mm粒级土壤微团粒含量呈极显著负相关(P〈0.01),与〈0.001mm粒级土壤微团粒含量呈极显著正相关(P〈0.01);下层土壤质地主要与成土母质有关,人为干扰小,3种分形维数间存在显著正相关水平(P〈0.05),土壤有机质含量与3种分形维数显著负相关(P〈0.05)。土壤团粒结构分形特征可作为土壤评价指标之一,分形理论为土壤结构、性质和评价研究提供了新方法。
简介:矿产资源开采造成了严重的重金属污染,为选择合理植被恢复模式以修复土壤重金属污染,以淄博市四宝山破坏山体不同植被恢复模式为对象,测定土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数,pH值等主要化学性质,土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶活性和Cu、Zn、Cd等7种重金属质量分数,分析不同植被恢复模式对土壤重金属质量分数及土壤酶活性的影响。结果表明:1)实验区土壤中重金属Zn轻度污染,Cu和Cd重度污染,其他重金属均不构成污染;2)各人工植被恢复模式土壤重金属质量分数均低于灌草丛的,其中黑松林对土壤Cu、Cd的修复效果最好,侧柏林对土壤Zn的修复效果最好;3)土壤重金属全量在垂直分布上规律复杂,有效量均表现为下层高于上层,土壤有效Cu、有效Zn、有效Cd下层比上层依次高9.24%~18.94%、0.97%~20.09%和5.48%~35.51%;4)在影响土壤酶活性的各种因素中,破坏山体土壤重金属有效量与土壤化学性质的影响最为明显,处于同等重要的地位。本研究发现,Cu、Zn、Cd均对4种土壤酶活性表现出了抑制作用,建议用土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶活性作为破坏山体土壤重金属Cu污染的评价指标。
简介:为探讨坡耕地土壤入渗性能退化特征与分形机制,对鲁中山区选择典型小流域,运用土壤分形和水文学原理与方法,通过测定坡耕地、弃耕地、生态林地和经济林地4种土地利用类型的土壤分形特征与入渗性能,探讨土壤人渗速率与土壤颗粒分维及孔隙分维的定量关系。结果表明:1)不同土地利用类型土壤稳渗速率表现为坡耕地〉弃耕地〉生态林地〉经济林地,土壤颗粒分维数与孔隙分维数表现为生态林地〉经济林地〉弃耕地〉坡耕地;2)研究区土壤颗粒分维与孔隙分维数之间显著正相关,二者与土壤黏粒及粉粒体积分数显著正相关、与土壤入渗速率显著负相关;3)霍顿入渗模型和幂函数模型比较适用于拟合研究区土壤入渗过程与入渗速率,而菲利浦模型的适用性较差。因此,研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作会加剧土壤中粉粒和黏粒等细粒物质流失,降低土壤颗粒分布与孔隙分布的均匀性及其分维数,导致土壤入渗性能增强但水肥保蓄性能降低。
简介:土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过“水桶”模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。
简介:TOPMODEL(TopographyMODEL)为一半分布水文模式,是由英国兹里大学的Beven及Kirkby于1979年所发展,可以数学方式表示水文循环过程的模式,其概念简单、参数少、操作方便,近年来模式不断修正改进,更可与数值高程模型与地理资讯系统相配合,因此已受到国内外学者的青睐而广泛使用。TOPMODEL的应用范围甚广,由文献中得知其应用领域包括:模式评估、气候水文、原理探讨、网格分析与灾害预测等。本文介绍了TOPMODEL模式的原理与应用,并收集相关的文献(2001—2010年),就研究现况予以统计分析,为日后应用此模式相关研究提供参考。