砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性K值空间变异特征

[目的]研究砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性的空间变异特征,为砒砂岩覆土区土壤侵蚀机理深入探究和土壤侵蚀有效防治提供科学依据。[方法]以内蒙古准格尔旗砒砂岩覆土区二老虎沟小流域为研究对象,采集0—10 cm和10—20 cm土层共144份土壤样品,基于EPIC模型估算土壤可蚀性K值,并利用GIS和地统计学方法分析土壤可蚀性K值空间变异特征。[结果](1)二老虎沟小流域土壤砂粒、粉粒、黏粒和有机碳均呈中等变异程度,除黏粒和有机碳为中等空间自相关性外,其他土壤属性均呈弱空间自相关性。(2)小流域土壤可蚀性K值介于0.018 7~0.047 6 t·hm^(2)·h/(hm^(2)·MJ·mm),0—10 cm和10—20 cm土层K值变异系数分别为15.5%和20.3%,属中等变异强度;0—10 cm土层K值主要受随机性因素影响,呈弱空间自相关性,而10—20 cm土层受随机性因素和结构性因素共同影响,为中等空间自相关性。(3) 3种克里格插值方法结果表明:小流域土壤可蚀性K值空间变异受海拔和坡度影响明显,其总体分布趋势为西部和东南部较高、中部及偏东部较低;普通克里格插值方法较适宜应用于砒砂岩覆土区小流域,其估算结果可较好地显示土壤可蚀性的整体和局部两方面的空间变异特征。(4)在垂直空间变异上,0—10 cm和10—20 cm土层土壤可蚀性K值总体分布规律相似,但10—20 cm土层土壤可蚀性K值较0—10 cm土层空间变异更为明显。[结论]海拔和坡度对砒砂岩覆土区典型小流域土壤可蚀性K值空间变异影响明显,未来应优先对坡面和坡顶区域进行土壤侵蚀防治。

植物光合与呼吸过程CO_(2)及其δ^(13)C的变异特征与影响因素研究进展

植物光合与呼吸作用是生态系统碳循环的关键过程,其CO_(2)δ^(13)C的变异特征与影响因素分析是解析植物碳分配模式、代谢关键过程以及生态系统光合与呼吸组分拆分的理论基础。然而,关于不同时间尺度上光合与呼吸CO_(2)及其δ^(13)C的变异特征及其影响因素仍然缺少清晰认识。从植物碳过程及其同位素效应、观测技术与方法、变异特征与影响因素以及应用实践与研究进展等方面论述了植物光合与呼吸碳过程及其δ^(13)C的时间变化特征,揭示了气孔、叶肉和羧化限制等生物因素以及温度、湿度和光照等非生物因素对碳过程及其同位素效应的影响。总结了存在的问题,并展望了未来的研究方向,以期为今后该领域的研究提供理论依据和有效支撑。

标题构式“从X看Y”的变异特征及动因

标题语言可对语篇中常规语法规则进行一定程度的突破和变异。标题构式“从X看Y”相较于语篇中的同类构式在认知参照点结构、焦点类型、语义关联度和信息量等方面都呈现出一定的变异特征。语言特区的属性是标题构式“从X看Y”呈现变异特征的根本动因,而构式压制机制是变异的语义机制和形式机制,标题信息量的调控是变异的语用机制和内在机制,这两种机制互相制衡,使得“从X看Y”构式适切于标题语域。

湘西烟区土壤水溶性氯时空变异特征

为探究湘西长期植烟土壤水溶性氯时空变异特征,分别于2000年和2015年在湘西烟区采集土壤样品并测定土壤水溶性氯含量,采用经典统计学和地统计学方法分析湘西长期植烟土壤水溶性氯的基本统计特征和时空分布变化。结果表明,湘西植烟土壤水溶性氯含量均值为2.60 mg/kg,处于极低水平,变幅0~315.83 mg/kg,变异系数为580.45%,属强变异,2015年土壤水溶性氯均值较2000年下降了5.11 mg/kg,下降66.28%,土壤水溶性氯含量存在两极分化的趋势,且变异幅度增强。从时空变异来看,2015年土壤水溶性氯含量“低”和“适宜”等级面积比例分别下降了79.49和7.35个百分点;“极低”等级面积比例大幅上升,比2000年增加了85.12个百分点。2000—2015年湘西植烟土壤水溶性氯含量整体趋于大幅下降,且与当地烟叶生育期降水量呈负相关。

陈旗退化喀斯特森林群落常见植物叶片氮磷元素含量变异特征

以陈旗退化喀斯特森林群落4种典型植物为研究对象,测定植物叶片N、P元素含量,分析元素含量间的变异特征。结果表明:流域内常见植物叶片的N、P元素含量分别为11.71~30.51、0.37~0.83 mg/g,平均值分别为18.48和0.66 mg/g;流域内小叶鼠李、火棘、竹叶花椒、小果蔷薇植物叶片N/P值均大于16,生长主要受P限制,均属P制约型植物;植物叶片N、P元素含量在流域内不同种间的差异均显著(P<0.05);植物叶片N元素含量在不同演替阶段植物群落不同种间的差异均显著,P元素含量在乔灌过渡林和乔木林的不同种间差异显著,但在稀灌草丛、藤刺灌丛、灌木林的不同种间差异不显著;植物叶片N元素含量在不同演替阶段植物群落间均有显著差异,P元素含量在不同演替阶段植物群落间均无显著差异;N元素含量受植物种和群落类型的交互影响显著,P元素含量受植物种和群落类型的交互影响不显著。该研究结果有助于理解植物养分限制状况,为退化生态系统修复提供数据支持。

陈旗小流域不同演替阶段植物群落表层土壤铁含量的变异特征

为探讨喀斯特退化森林生态系统表层土壤Fe含量的变异特征及其影响因素,以陈旗小流域内不同演替阶段植物群落中的表层土壤为研究对象,分别对其Fe含量、pH值和有机质含量进行了测定分析。结果表明:(1)研究区表层土壤全铁含量主要在15.80~36.89 mg/g之间变化,平均值为29.16 mg/g,有效铁含量主要在7.89~114.91 mg/kg之间变化,平均值为38.40 mg/kg;(2)不同演替阶段植物群落表层土壤全铁含量的变异系数均较小,有效铁含量为中等变异,群落间全铁、有效铁含量差异均显著;(3)全铁含量主要受土壤有机质含量的影响,有效铁含量主要受土壤pH值影响,均存在负相关关系。

湖北省安陆地区地下水水质空间变异特征及评价

为了解安陆地区地下水水质状况,在实地采样和测样的基础上,基于地统计学理论结合半变异函数分析和内梅罗指数法,研究该区地下水水质参数空间变异特征。结果表明,研究区地下水水化学成分中除pH值和Cr(VI)外,其余化学成分的检测结果平均值与中位值差异显著,不符合正态分布;地下水中主要有NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)、Fe、Mn 4种污染因子超标,其中Fe含量超标尤为严重,超标率为23.0%;对NO_(3)^(-)、Fe 2个指标进行半变异函数和理论模型拟合,NO_(3)^(-)的最优理论模型是球状模型,Fe的最优理论模型是指数模型,两者的块金系数分别为50.47%和40.28%,表现出NO_(3)^(-)指标具有中等程度的空间自相关性,Fe指标具有明显的空间自相关性。水质综合评价结果显示,地下水水质总体状况良好,多为Ⅱ-Ⅲ类水;结合地下水空间分布特征,将区内地下水环境质量分为4类,水质良好—较好区域约占总面积的64%。NO_(3)^(-)、Fe作为关键污染因子,其空间变异特征可为安陆地区地下水水环境修复提供重要的科学依据。

土壤养分与作物产量的空间变异特征与精确施肥

对位于北京顺义的北方精准农业示范区 ,采用GPS定位 ,测定了其表层 80个土样的速效养分 (N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn)、有机质和全氮的含量及作物产量。结果表明 ,所有观测项目的变异系数均属于中等变异强度。作物产量与速效磷、全氮及有机质的相关性最大 ,pH与各种养分及微量元素均呈明显的负相关。通过结构分析 ,发现土壤pH的空间相关距最大 ,达 3.3km ,碱解氮和速效铁的自相关距最小 ,仅 0 .14km。其余观测项目的自相关距范围为0 .387- 1.11km。采用Kriging方法并结合GIS绘制了等值线图 ,可更直观地了解整个示范区的土壤养分丰缺状况。以施氮为例 ,精确管理的施肥方案要比粗放管理节约肥料 4 8.7%。

黄河三角洲地区典型地块土壤盐分空间变异特征研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍化问题,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不同深度土层盐分含量的空间变异特征,绘制了各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图。结果表明:受内在因子和外在因子的共同作用,各土层含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,自相关距差异不大。K rig ing插值结果表明,研究区内各土层含盐量的空间分布表现为条带状和斑块状分布。微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间变化的主要因素,地下水性质是影响深层土壤盐分空间分布的主要因素。该研究为黄河三角洲地区盐渍化土壤的分区、改良、管理和合理利用提供了理论基础和参考依据。

太湖流域土壤养分空间变异特征分析——以浙江省平湖市为例

以位于太湖流域的浙江省平湖市为例,采用GIS与地统计学相结合的方法对其耕层土壤(0～20cm)的有机质、全氮、速效磷、速效钾等4种养分要素的空间变异特征进行了分析。结果表明:有机质和全氮变异函数曲线的理论模型能很好地符合球状模型;速效磷经对数转换后也符合球状模型;而速效钾的变异函数曲线则符合指数模型。有机质、全氮和速效磷具有很强的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;速效钾具有中等的空间相关性,说明由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间异质性起很大作用。整个研究区东南部土壤质地较轻,大量施肥在提高其作物产量的同时,也可能会带来农业非点源污染等问题。

宁夏中部干旱带主要植物叶性状变异特征研究

以宁夏中部干旱带35种植物9种叶性状为研究对象,分析其变异特征、相关性以及不同科、功能类群间的关系,探讨该地区植物对环境的适应性,为该地区生态系统植被的恢复和重建提供理论依据。结果表明,叶性状特征存在种间差异,按照变异系数,可划分为3类:高变异系数(叶片厚度和叶片单位面积吸水量)、中变异系数(叶片含水量增加率、叶组织密度、叶片肉质化程度和比叶面积)和低变异系数(叶绿素含量、叶片干物质含量和叶片水分饱和亏)。一年生植物叶组织密度、叶绿素含量和叶片干物质含量的平均值极显著低于多年生植物,而比叶面积则极显著的高于多年生植物。叶组织密度、叶片厚度、叶片肉质化程度、叶片干物质含量和叶片单位面积吸水量在不同科类群之间存在极显著差异,而比叶面积、叶片水分饱和亏、叶绿素含量和叶片含水量增加率之间则差异不显著。因此,可以将叶组织密度、叶片厚度、叶片肉质化程度、叶片干物质含量和叶片单位面积吸水量用作不同科类群植物间相比较的研究因子。

祁连山退化高寒草甸土壤水分空间变异特征分析

利用传统统计学方法和地统计学方法，对祁连山地区受到过度放牧影响而退化为以狼毒为优势种的高寒草甸的土壤水分垂直变异特征、水平空间异质性以及分布特征进行了系统分析．结果表明：在垂直方向上，0～100cm土壤水分含量随深度的增加而逐渐减少，土壤水分含量的变化速度随深度的增加也趋于减少；土壤水分分布的变异系数在浅层和深层土壤较大，在中层土壤较小．在水平方向上，0～40cm土壤水分具有中等空间变异性，其中10～20cm土壤水分变异性主要受根系的影响，随机部分引起的变异性最大；而在其他土壤层，随着深度的增加土壤水分含量由随机部分引起的空间异质性程度减弱，由空间自相关部分引起的异质性程度增强．整体上，土壤水分含量与微地形关系密切，与距离溪流的远近程度正相关，与高程分布负相关．

具有变异特征的蚁群算法

蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，初步的研究已经表明该算法具有许多优良的性质，但该算法也存在一些缺点，如计算时间较长．为了克服这一缺点，文中给出一种新的蚁群算法——具有变异特征的蚁群算法．在基本蚁群算法中引入变异机制，充分利用了２－交换法简洁高效的特点，使得该方法具有较快的收敛速度，节省计算时间．

黄淮海冲积平原区土壤速效磷、钾的时空变异特征

通过分析1980年和2000年124个样点耕层土壤的速效磷和速效钾含量,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤速效磷、钾的时空变异特征。结果表明,2000年该县土壤速效磷和速效钾含量平均为8 8mg/kg和90 0mg/kg,分别比1980年增加了69 2%和降低了46 1%。由于区域间农业管理措施的差异,占全县耕地面积31%和92%的土壤速效磷和速效钾含量明显降低。20年中潮土、盐土和褐土速效磷含量分别增加了3 5mg/kg、5 8mg/kg和4 5mg/kg,速效钾含量相应降低了80 1mg/kg、30 4mg/kg和39 0mg/kg。

太湖流域典型地区土壤全氮的空间变异特征

在地理信息系统的支持下 ,运用地统计学方法分析了太湖流域典型地区耕层土壤全氮的空间变异特征 ,并在此基础上利用BlockKriging法绘制了土壤全氮的空间分布图。结果表明 ,研究区域土壤全氮具有明显的空间自相关性 ,自相关距离在 16km左右。在 4 0km步长变化范围内 ,土壤全氮的空间变异表现为明显的各向同性特征 ,超出此范围 ,各向异性趋向明显。Kriging插值结果表明 ,土壤全氮含量在江阴和宜兴境内要高于锡山和武进境内 ,且高值斑块区主要分布在地势低洼的圩田区。

黄土区坡面表层土壤容重和饱和导水率空间变异特征

土壤容重和饱和导水率是影响坡地土壤入渗产流和抗侵蚀能力的两个重要因素,研究径流小区表层土壤容重和饱和导水率在坡面的空间变化规律,有助于深入理解坡地的降雨入渗产流产沙规律。借助经典统计学和地质统计学,采用1m网格布点法对神木六道沟流域41m×5m径流小区表层土壤容重和饱和导水率坡面空间变异规律进行研究,结果表明:(1)表层土壤容重沿坡面的变化没有明显的规律,经地质统计学分析土壤容重具有明显的空间结构和自相关特征,自相关特征长度为7.6m。(2)表层土壤饱和导水率在坡面的变化也不具备明显规律,Ks和lnKs在坡面的变异经地统计学分析均不具有空间结构特征,属于纯随机变量。

吉林省德惠市土壤特性空间变异特征与格局

基于区变量理论,通过地统计学的半变异函数定量研究吉林省中部德惠市土壤有机质、全氮、速效钾和速效磷的空间异质性特征。表明土壤有机质的理论模型属于球状模型、全氮和速效钾的理论模型为指数模型、速效磷则属于有基台值的线状模型。空间结构上,有机质具有很强的空间相关性,全氮和速效钾的空间相关性属于中等程度,而速效磷则具有弱相关性。四种土壤养分的空间自相关范围具有明显的差异,有机质和全氮的有效变程最大,速效钾次之,速效磷的有效变程最小。受研究区形状、地形及土壤母质区域性差异的影响,速效磷各向同性显著,其他养分各向带状性比较明显。根据空间分异的分析结果,在GIS支持下,采用Kriging和IDW两种插值方法,分析研究区土壤养分的空间格局,表明土壤有机质、全氮、速效钾均自东北向西南有规律地分布;速效磷分布的随机性较强,较前三者结构性特征不明显。

黄土丘陵区退耕地土壤养分变异特征

在延安、安塞和吴旗选择典型黄土丘陵不同植被类型区的不同年限退耕地为试点,通过S型方法采集土样,应用土壤养分系统研究法进行了养分分析,并应用传统统计学对土壤养分变异进行了研究。结果表明,不同植被类型区土壤养分性质均存在着空间变异。受传统农业影响的有机质、全N、有效N和速效K的变异较大;而全P和速效P的变异相对较小。不同退耕年限的土壤养分含量及其变异系数存在着明显差别。退耕初期,受耕作和施肥影响,土壤养分含量较高,植被特征指数呈显著上升趋势且变异性较大;随着耕作施肥活动的停止和植被恢复对土壤养分的消耗,使土壤养分含量有一个降低的过程,土壤养分的变异也较大;而随着植被恢复和群落演替的继续,植被枯落物逐步增多,土壤也逐步发育,植被指数与土壤养分均呈增长趋势,并在退耕地20年左右时达到稳定状态,但土壤的发育往往滞后于植被特征的变化。

科尔沁沙地不同下垫面风沙流结构与变异特征

对流动、半流动、半固定和固定沙地 4种不同下垫面 0～ 2 0 cm气流层的风沙流结构与变异特征研究表明 :(1 )不同退化沙地在总输沙量及各层输沙量上存在明显的差异 ,在 5月 1 5日的测定中 ,流动沙地的总输沙量是 83 .1g/ cm2 .h,分别是半流动、半固定和固定沙地的 2 .1倍、9.2倍和 33 .9倍 ;而在 5月 1 5日的测定中 ,流动沙地的总输沙量 1 0 5.7g/ cm2 .h,分别是半流动、半固定和固定沙地的 5.6倍、1 4.1倍和 75.6倍。(2 )总输沙量的 60以上分布在 1 0cm的高度内 ,随高度的增加 ,输沙量呈负指数函数下降。(3)风蚀物中粗粒 (粒径 1 .0～ 0 .5mm )与极细颗粒 (粒径0 .1～ 0 .0 5mm)和粉、粘粒 (<0 .0 5mm)的含量均很低 ,而细颗粒 (粒径 0 .2 5～ 0 .1 mm)的含量很高 ,占风蚀物的73 %～ 91 %,说明近地表层沙粒的运动以跃移为主。随高度的增加 ,风蚀物中中颗粒 (粒径 0 .5～ 0 .2 5mm)的含量下降 ,而极细颗粒和粉、粘粒含量增加 ,但其增幅因下垫面不同而异。(4) 0～ 2 0 cm总输沙量及各层输沙量与植被盖度呈显著负相关 ,与植株高度。