【目的】以北京市平谷区为研究区域,采用传统统计和地统计学相结合的方法研究县域尺度下土壤质地空间变异的规律,探究土壤质地空间变异的机理。【方法】采用Levine’s方法进行方差奇次性检验,根据检验结果选取最小显著性差方法(least-significant difference,LSD)对土壤颗粒组成与高程、母质、土地利用和水域分布关系进行研究。空间预测采用普通克里格法,鉴于土壤质地属于成分数据,插值前对原始数据进行对称对数比转换。【结果】不同高程组、母质类型、土地利用类型及水域缓冲区组各颗粒平均含量存在一定的差异性,不同高程组和母质类型的土壤颗粒组成之间的差异性比不同土地利用类型和水域缓冲区明...

土壤有机质含量是衡量土壤肥力和评价耕地质量的重要指标。在县域尺度下，利用合理数量的样点反映其空间分异特征具有重要意义。论文选取位于江汉平原腹地的湖北省公安县为研究区，布设了４ ０４５个样点并测定其有机质含量，采用半方差分析得到土壤有机质空间变异特征，基于Ｍｏｒａｎｓ Ｉ揭示空间变异较大地区，并通过二分法的思想逼近最佳合理采样数值。结果表明：研究区土壤有机质分布呈中等空间相关性，有６个局部区域的空间变异明显高于邻近地区，采样点数量与插值精度呈正相关，合理采样数为５９８个。研究结果可以为江汉平原县域耕地质量监测和管控提供指导。

【目的】定量认识土壤有机碳（SOC）含量在坡面上的空间异质性及尺度效应，探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径，为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区，选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面，从坡顶向坡脚设置连续样点，调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层（0～20 cm）SOC含量，分析其坡向差异、坡位变化；以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量，以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量，定量描述坡面尺度效应；再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量，实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡（7.60 g·kg~(-1)）最高，东坡（6.42 g·kg~(-1)）次之，西坡（5.65 g·kg~(-1)）最低，其坡位间变幅在东坡（15.95 g·kg~(-1)）最大，其次为西坡（11.34 g·kg~(-1)），最小为南坡（9.72 g·kg~(-1)），说明东坡的坡面效应最强，其次为西坡，南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同，均由坡顶向下逐渐减小，至离坡顶水平距离200、150、280 m（相对距离0.73、0.45、0.76）后趋于稳定，主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上，距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg~(-1)；距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg~(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系（R~2>0.7,P<0.001），籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出，离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化，与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡（相对）水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应，藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

容重是土壤最基本的物理性状之一，是衡量土壤退化的核心指标，研究其空间变化对防治土壤侵蚀具有重要意义。本文以伊犁河谷为研究对象，运用传统统计学、ＧＩＳ空间技术和地统计学的ＫｒＩＧＩｎＧ空间插值等方法，分析了表层土壤（０～２０ｃｍ）容重的空间变异特征。结果表明：表层土壤容重频率分布为正态分布，Ｋ－Ｓ单样本检验表明，其峰度为０．１４，偏度为０．１５，变化范围为（１．０１～１．５０）Ｇ／ｃｍ～３，平均值为１．２５Ｇ／ｃｍ～３，变异系数为７．６％，属于弱变异性；表层土壤容重的块金值为０．００５６，基台值为０．００８３，块金效应为３２．５％，为中等相关性；空间尺度上，表层土壤容重由南向北和由西向东逐渐减小．．．

土壤有机碳含量空间变异特征的研究对于区域土壤资源的可持续利用具有重要意义。在Arc GIS技术的支持下对丰乐河流域表层土壤(0~20 cm)有机碳(SOC)含量的空间变异特征进行了研究。结果表明:丰乐河流域SOC含量为14.31±4.50 g·kg~(-1),不同土地利用类型下SOC含量差异显著(p

利用2012年在仁寿县采集的555个表层土样(0~20cm),应用地统计学方法分析了该县域尺度表层土壤pH值的空间变异特征;并采用方差分析和回归分析量化主要影响因素对土壤pH值空间变异的影响程度。结果表明:研究区土壤pH值在4.02~8.14之间,平均为6.80,总体上以中性和碱性土壤为主;变异系数为14.48%,属中等程度的空间变异性。地统计分析表明,研究区土壤pH值变异函数的最佳理论模型为球状模型,具有中等程度的空间自相关性,且空间自相关范围较大。方差分析和回归分析表明,土壤类型、成土母质和土地利用方式是显著影响土壤pH值的主要因素。其中,成土母质和土地利用方式分别能独立解释76.2%和4...

流域水文模拟对输入数据空间详细程度的要求受流域面积大小的影响,而流域面积影响作用的定量描述有助于模拟时的数据选取。本文以美国Brewery Creek流域(约19.5 km2)为例,在逐级连续的汇流面积上,分析了SWAT模型基于1∶2.4万的SSURGO和10m分辨率的SoLIM土壤数据模拟的径流量的差别随汇流面积的变化。结果显示:汇流面积较小时,基于不同土壤图的模拟径流一致性较差;随着汇流面积的增大,模拟径流的差别逐渐减小并趋于稳定,在汇流面积大于约10 km2时,差别变得相对不明显,不同土壤数据的模拟径流相当。根据实验结果,流域径流模拟对数据的要求受模拟面积的潜在影响,当流域面积大于一定值时,较粗分辨率的输入数据同样可能取得较好的模拟效果。研究度量了面积对模型响应的潜在影响作用,为中小流域水文模拟时土壤数据的选取提供了初步参考。

基于抽样调查的方法,以北方石质山区典型区域北京密云县为研究区,采集了87个基本抽样单元中的222个样点的表层0～20cm的土壤,通过实验分析与计算得到每个土壤样点的土壤有机碳密度。数据统计结果表明:①研究区有机碳含量变化范围为(0.30～61.00)g/kg,平均有机碳含量为15.7g/kg,变异系数为0.70,属中等强度变异;②土壤有机碳密度介于(0.08～11.01)kg/m2之间,平均值为3.27kg/m2,中值为2.84kg/m2,变异系数为0.59,属中等强度变异;③空间插值结果表明,土壤有机碳密度空间上分布具有一定规律性,该分布特征与土地利用及地形空间分布特征较为一致,有机碳密度分...

【目的】了解耕层土壤养分空间分异规律对农田土壤合理施肥和防治土壤退化具有重要的现实意义。【方法】基于野外调查数据,采用统计分析方法对渭干河-库车河三角洲绿洲耕层土壤养分的空间分异特征和影响因素进行研究。【结果】(1)研究区耕层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾,都具有中度程度的空间变异性,变异程度由大到小依次为:有效磷>碱解氮>速效钾>全氮>有机质;(2)研究区内耕层土壤除速效钾具有中等空间相关性外,其它各项养分指标(有机质、全氮、碱解氮和有效磷)的块金效应都大于75%,在采样尺度内具有较弱的空间相关性,且受随机性因素如耕作、施肥、点源污染等人为活动的影响较大。【结论】各土壤养分指标在研究区域内呈现出东部和南部的含量较高,而西部和北部的含量较低,具有较为明显的空间分异特征;影响土壤养分的主要因素为地形条件、土壤电导率与土壤p H值。

本研究旨在探讨新疆阿勒泰地区表层土壤容重与草地退化之间的关系。以实测数据为基础,结合气象和地面等多源数据,利用地理信息系统和遥感平台,加权叠加插值出草地表层土壤容重的空间分布格局。结果表明,1)土壤容重与NDVI海拔、年均气温、年均降水量、≥10℃年积温和湿润度6个生态因子极显著相关(P

【目的】为克服尺度效应对氮素空间变异规律认识的影响,更加充分的利用多尺度空间信息。【方法】利用地统计学方法,以江汉平原后湖农场流塘分场为样区进行多尺度嵌套取样,探讨了全氮在不同采样尺度上的结构差异,提出了多尺度套合模型,研究了区域氮素的空间分布现状。【结果】各尺度上样点数据均符合正态分布,且以球状模型拟合效果最佳;全氮在不同尺度上都存在空间变异性,但其特征参数不同,尺度差异明显;采用多尺度套合模型进行kriging估值,可以有效提高拟合精度,且不局限于套合尺度的距离范围(本研究为100m和50m),部分区域内估计误差仅为普通克立格方法误差的1/2,精度提高的程度与套合尺度的设置有关。【结论】应...

京津冀城市群地区是国家经济发展的战略核心区之一,其经济发展与资源环境关系是近年来地理研究的重点领域。本文以京津冀城市群县域为单元,利用PM2.5、NO2遥感反演等数据,设计资源投入—经济效益—环境影响复合生态效率评价指标体系,构建县域单元生态效率评价模型,并利用非期望产出SBM模型对生态效率进行了评价,运用空间自相关分析方法对生态效率的空间效应与空间关联模式进行了检验与分析。结果显示:1资源投入、经济效益与环境影响格局存在明显时空分异,高值区主要分布在京津唐三市及周边部分县区;22006、2010、201

京津冀城市群地区是国家经济发展的战略核心区之一,其经济发展与资源环境关系是近年来地理研究的重点领域。本文以京津冀城市群县域为单元,利用PM2.5、NO2遥感反演等数据,设计资源投入—经济效益—环境影响复合生态效率评价指标体系,构建县域单元生态效率评价模型,并利用非期望产出SBM模型对生态效率进行了评价,运用空间自相关分析方法对生态效率的空间效应与空间关联模式进行了检验与分析。结果显示:1资源投入、经济效益与环境影响格局存在明显时空分异,高值区主要分布在京津唐三市及周边部分县区;22006、2010、2014年3个时期京津冀城市群县域单元生态效率均值分别为0.324、0.305、0.347,总体水平较低,并呈现先下降后改善态势,区位、自然本底条件是导致生态效率空间差异的主要原因。3全局Moran's I指数分别为0.2539、0.3007、0.3088,表明县域单元生态效率存在空间正向集聚趋势;4县域单元生态效率正向集聚程度越来越显著,邻域单元生态效率差距则有所缩减。

以黄河、延河、杏子河、纸坊沟四级流域尺度为例,应用信息熵原理分析了各级流域尺度上土壤水力侵蚀与其影响因子之间的空间相关性,通过比较各因子在不同空间尺度上与土壤侵蚀的相关性,定量分析了土壤侵蚀过程的空间尺度效应。分析结果给出了降雨、地形、土质、植被等因子在不同流域尺度上对土壤侵蚀的影响大小,以及每个尺度上各影响因子重要性的主次顺序。总体而言,随着流域空间尺度的增大,各因子对土壤侵蚀的影响具有放大或缩小效应,影响因素的主次顺序随之易位,其中微观因子的控制作用有所减小,而宏观因子的控制作用则逐渐突显。本文建立的流域土壤侵蚀空间尺度效应的定量分析方法和分析结果有助于解决当前土壤侵蚀评估模型普遍存在的尺度转化和区域通用性问题。

土壤侵蚀威胁粮食安全和生态系统服务，是中国面临的严峻环境问题之一，同时受到自然因素和人类活动的共同影响。目前国内已有大量研究关注社会经济因素对土壤侵蚀的驱动作用，但关于两者之间空间非平稳关系的探讨和影响因素作用尺度差异性的关注仍存在不足。为探究社会经济活动对土壤侵蚀的复杂驱动机制，本文以中国346个地级市为研究对象，以2017年为参考年，基于土壤侵蚀预报（RUSLE）模型和多尺度地理加权回归（MGWR）模型，揭示中国各地级市土壤侵蚀的空间异质性，并探索社会经济因素对中国各地级市土壤侵蚀速率的空间驱动作用及因素间的作用尺度差异。研究显示：中国各地级市土壤侵蚀速率的空间分布具有明显的空间正相关性，侵蚀热点主要分布在西部地区、东北地区、云贵高原和四川盆地以及黄土高原；与基于全局回归的模型及传统的地理加权回归模型相比，MGWR可以大大提高社会经济变量对土壤侵蚀速率的解释程度，模型拟合优度达到0.87；从驱动因素来看，除人均地区生产总值外，各驱动因素对中国各地级市土壤侵蚀速率的影响方向会随着空间位置变化产生结构性差异；平均而言，人口密度是对中国各地级市土壤侵蚀速率贡献最大的因素；中国地级市土壤侵蚀速率在西部地区更容易受到复种指数的影响，在东部地区社会经济因素对土壤侵蚀速率的驱动机制更为复杂，不同驱动因素作用的空间尺度差异更明显。研究表明，决策者应充分考虑人类活动对土壤侵蚀影响的空间异质性，以实现水土保持的可持续发展。