江西兴国县农田土壤固碳潜力20a变化研究

通过GIS技术,采集38个农田土壤样品,研究了江西兴国县农田土壤有机碳变化量的空间分布特征.结果表明,20a来,兴国县农田土壤中土壤有机碳增加的面积为621.3km2,减少的面积为38.4km2,增幅主要在0~5g/kg和5~10g/kg;千枚岩、花岗岩、红砂岩、第四纪红粘土和紫色砂页岩发育的土壤中有机碳变化量分布的面积分别为361.7km2、144.7km2、76.5km2、48.7km2和18.0km2,海拔在300m以下、300~500m、500~800m和800m以上的土壤中有机碳变化量分布的面积分别为358.9km2、200.2km2、62.9km2、28.0km2.多元回归分析显示,20a来土壤有机碳变化量和初始含量呈负相关关系,土壤有机碳变化量和海拔、粘粒含量呈正相关关系.图1表2参15     

长江源区3种地形高寒草地土壤阳离子交换量和交换性盐基离子的分布特征及其机理探讨

土壤阳离子交换量及交换性盐基离子在维持土壤养分和缓冲土壤酸化中起着非常重要的作用。研究不同地形高寒草地的土壤阳离子交换量及交换性盐离子的分布规律,有助于深入认识高寒草地土壤特性及其离子运动过程。以长江源区高寒草地为研究对象,研究了阴坡、滩地和阳坡3个不同地形土壤阳离子交换量及交换性钾钙钠镁离子的分布规律,并初步探讨其相关关系。结果表明,长江源区高寒草地不同坡向、不同土层的土壤全盐量TDS(%)为0.08%-0.20%,阳离子交换量CEC为19.68-74.33 cmol·kg~(-1),且阴坡高寒草地的土壤阳离子交换量显著高于阳坡和滩地的阳离子交换量。土壤盐基离子含量基本呈现Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+,符合一般规律。土壤交换性盐基总量在0-10 cm和10-20 cm土层呈现阴坡大于滩地和阳坡的规律,在20-40cm土层规律不明显。相关分析表明,土壤pH与交换性Ca~(2+)和盐基饱和度呈显著正相关关系(P=0.002;P=0.034)。逐步回归分析表明,土壤含水量、pH、SOC和NH_4~+-N 4个因子进入CEC的模型,NO_3~--N、pH和TN 3个因子进入Ca~(2+)的模型,AK、AP、土壤含水量3个因子进入K+的模型,只有土壤NO_3~--N进入Na+的模型,但这些土壤因子都未能进入模型解释Mg~(2+)的变化。综上,长江源区高寒草地土壤阳离子交换量和交换性盐基离子总量在不同坡向有明显差异,且均呈现阴坡大于滩地和阳坡的规律。     

藏东地区植物群落分布格局与环境因子的关系

认识山地植物群落分布及其与环境因子的关系,掌握物种多样性随环境因子的变化规律,能够为山地生物多样性保护和生态恢复提供科学依据.以藏东昌都地区植物群落为研究对象,在野外调查的基础上,通过层次聚类分析和冗余分析（RDA）对植物群落进行分类,分析群落分布与环境因子的关系,并通过线性回归分析物种多样性与环境因子的关系.结果显示,层次聚类将105个植物调查样方划分为7个群丛;RDA排序结果较好反映了藏东植物群落分布与环境因子之间的关系,决定区域植物群落分布的主要环境因子为海拔、坡向、坡度、土壤pH值和土壤速效磷含量（P <0.001）;海拔、坡向和坡度对群落物种多样性有显著影响（P <0.01）,而土壤pH值、土壤速效磷含量与植物群落物种多样性无显著相关关系（P> 0.05）.本研究表明藏东地区植物群落分布格局主要受地形和土壤因子的驱动,而影响物种多样性的关键因子是地形因子;上述研究成果有助于提高对区域生物多样性分布规律及驱动机制的认识,对藏东地区不同环境条件下生物多样性保护和受损植被的生态修复具有重要意义.（图4表1参55）     

宝天曼木本植物群落数量排序与环境解释

研究选取14个分别代表植被群落、地形因子、土壤因子的指标,利用宝天曼自然保护区32块样地资料,研究了物种分布与环境之间关系。采用DCCA法可将该地区木本植物群落划分为3个类型;物种与9个环境因子之间存在显著的相关关系,前4轴可解释物种总变异的94.1%;海拔、坡度、土壤含水量、坡向是影响该地区物种分布的主要因子,其中海拔是指示物种分布变化的最敏感因子。不同指标集团的典型相关分析结果表明：地形与植被因子之间、土壤因子与植被因子之间第1对典范相关系数分别为0.712和0.783,存在着显著的相关关系,影响植被特征的最重要地形因子是海拔和坡度,土壤因子为土壤厚度和土壤含水量,而对地形和土壤反应最敏感的植被指标分别为林分密度和平均树高,群落分布状态是由地形和土壤因子共同作用所控制的。     

潮滩湿地土壤有机碳储量及其与土壤理化因子的关系——以崇明东滩为例

基于上海崇明东滩2013年3月的实测数据,借助ArcGIS软件进行Kriging空间插值,运用SPSS 21.0软件进行相关分析及通径分析,研究了崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳含量以及环境因子的空间分布特征,并对土壤有机碳储量进行了估算.结果表明,崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳密度介于1.02～5.22kg· m-2之间,平均值为2.32 kg·m-2,土壤有机碳储量为1.15×10s kg.土壤有机碳含量、土壤全盐量、含水量和NDVI指数的空间分布规律类似,呈现北高南低、高潮滩高而低潮滩低的趋势.中值粒径和容重的空间分布规律类似,表现为北低南高,高潮滩小于低潮滩.高程和pH值的空间分布规律不明显,空间变异性较小.7项环境因子与土壤有机碳含量都存在显著相关性,其中土壤全盐量是影响崇明东滩表层土壤有机碳含量的最主要因子.     

文山三七(Panax notoginseng)种植区土壤As空间分布特征及理化性质对三七As含量的影响

三七(Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen)是云南文山州的道地中药材,文山州由于地壳原始分化成分的作用和含砷矿的开采等原因,使三七种植区存在普遍的土壤砷污染现象。通过野外大田调查和室内分析相结合的方法,研究了云南文山三七主要种植区(文山县、丘北县、砚山县、广南县)土壤总砷和有效砷的空间分布特征和土壤物理化学特征(pH值、有机质含量、阳离子交换量CEC、总P、速效P、土壤质地),探讨了三七不同部位(茎叶、花果、主根、须根、剪口)As含量的影响因素。将有助于了解文山三七种植区砷污染空间分布特点,寻求三七砷含量的调控途径,对降低三七砷含量和提高三七品质具有一定的实践和理论意义。研究结果表明,(1)土壤有效As和总As平均质量分数分别为0.29 mg·kg-1和28.51mg·kg-1,土壤有效As占总As质量分数的0.06%~2.08%。76.67%的土壤样品总As含量达到国家土壤环境质量的二级标准。土壤有效As和总As含量空间分布表现出西北高,东南低的趋势。(2)三七各部位中As质量分数为0.14~0.32 mg·kg-1,砷含量符合优质三七砷的限量标准(≤1.0 mg·kg-1),三七各部位对As的富集系数为0.004~0.011,均较低。(3)90%的土壤为酸性土壤,pH值≤6.5;土壤全P质量分数为1.27 g·kg-1,土壤速效P质量分数为66.87 mg·kg-1,均属于丰富水平;土壤有机质质量分数为15.77 g·kg-1,CEC为26.74 cmol·kg-1,属于较高水平;40%的土壤为黏土,43.4%为壤质黏土。(4)土壤总As和土壤有效As含量主要受到随机人为因素的影响,表现出与土壤CEC、pH值和有机质含量之间显著的正相关关系。三七须根中As含量与土壤总As、有效As、土壤黏粒含量、CEC、pH值和总P含量之间具有显著的正相关性。总之,壤质黏土、低pH值和CEC有利于降低三七As含量,三七种植过程中应避免施用含As有机肥和磷肥。研究结果在系统了解文山三七种植区的土壤As空间分布和调控途径方面具有一定的创新价值和意义,特别需要关注是三七产业的发展布局中,应该进行适当的引导和科学的安排三七种植区。     

多维地形因子作用下的西南山地丘陵过渡带景观格局研究:以涪江流域中上游为例

山地丘陵过渡带地形独特,地形因子分析不仅可以对复杂地理单元的景观格局做出合理解释,而且能进一步了解景观格局分布规律,为优化空间配置奠定基础。以2017年Google Earth影像、DEM和全球30 m地表覆盖数据为数据源,运用GIS技术、分布指数、景观格局指数和移动窗口法等方法,分析了涪江流域中上游地区景观类型随高程、坡度、起伏度和坡向的空间分布特征,利用Pearson相关性分析探究不同地形因子对景观格局变化的影响程度。结果表明:(1)随着高程、坡度和起伏度的增加,景观类型由人为主导的耕地、建设用地过渡为以自然为主导的林地、草地;从阳坡到阴坡,建设用地分布由优势到劣势下降最为明显。(2)流域景观类型最为丰富的地貌为冲积平原,主要分布于海拔500～650 m、坡度0～5°和起伏度10～30 m的区域;高海拔、坡度和起伏度地区的景观格局单一化趋势明显,破碎化程度较轻。(3)山地区的多样化景观主要分布在涪江沿岸,丘陵区涪江沿岸景观呈现单一化趋势,冲积平原区景观由外向内呈现出相对单一化—多样化—相对单一化的趋势,城乡结合部景观最为丰富。(4)不同地形因子对景观格局的影响程度为高程坡度起伏度坡向,高程、坡度、起伏度与景观格局有较强的相关性,而坡向则表现为弱相关性。     

山西太岳山森林群落分布及其与环境因子的关系

研究太岳山群落分布及其与环境因子之间的关系,旨在为深入研究太岳山群落资源、生境和群落学特征奠定基础,亦为太岳山资源开发利用提供理论依据和实践参考。以山西太岳山森林群落为研究对象,从海拔1 600~2 200 m,海拔每上升100 m设置1个样地,每个样地由8个10 m×10 m的样方组成,并分别在每一个样方内取2个5 m×5 m的灌木样方和4个1m×1 m草本样方,共7个样地,50个样方。根据7个样地50个样方的调查数据,采用多元回归树(MRT)对群落进行分类;采用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)进行排序分析,旨在研究太岳山森林群落的植被分布格局。结果如下,(1)MRT分类将植被划分为6个群落类型。(2)太岳山森林群落样方与环境因子的CCA排序结果显示,12个环境因子对物种分布的解释量为40.78%,Monte Carlo置换检验结果显示,制约森林群落类型分布格局的主要环境因子是海拔、坡度、坡向和土壤p H值。(3)利用偏典范对应分析(PCCA)定量分离地形、土壤及其交互作用对植被格局总体变异的影响,分析表明,土壤因子和地形因子解释了物种格局变化的40.78%,其中地形因子占13.61%,土壤因子占19.53%,地形因子与土壤因子交互作用解释的部分为7.64%。地形因子和p H值对太岳山森林群落的分布影响最大,是决定植物群落空间分布的主导因子。     

冀北山区森林群落草本多样性及其与地形关系研究

通过野外调查取样,应用Menhinick丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数研究了冀北山区12种典型森林群落内的草本植物多样性规律,并采用典范对应分析（CCA）方法研究其分布与地形的关系。结果表明：不同的群落类型草本植物的组成和多样性指数不同,山杨（Populus davidiana）纯林的种数最多为34种,黑桦（Betula dahurica Pall）纯林的种数最少为19种,其Simpson指数、Shannon-Wiener指数最高,分别为0.927 3和2.879 6;在1 200～1 700 m之间,随海拔升高物种多样性指数、均匀度指数和丰富度指数呈正相关性,但没有线性上升的趋势关系;选取的地形因子对样点草本的影响程度大小为：坡向〉海拔〉坡度〉坡位〉坡形,坡向是样点草本植物空间差异的最主要地形制约因子,环境解释率为98.7%,证明排序可信。     

冰川分布格局对地理因子响应机制

为探究高寒区冰川分布格局及其对地理位置、地形和气候因子的响应机理,以新疆玛纳斯河流域为研究样区,以TM影像、DEM和气象站点资料为数据源,借助RS和GIS技术提取冰川边界信息,采用线性回归模型估算研究区气温和降水数据并进行栅格计算,基于DEM数据提取山区坡度和坡向等地形信息,与所提取的研究区冰川分布格局信息叠加后得到了布局均匀的213个冰川样点,并获取各样点的地理位置(经纬度)、地形特征(高程、坡度和坡向)、NDSI、气温和降水等属性信息,最后运用偏最小二乘法(PLS)构建了冰川-地形-气候遥感反演模型,并进行模型有效性和适用性检验。分析结果表明:该模型能够解释78.2%以上的因变量变异,对研究区冰川分布格局的总预测能力达到76.9%,有效性检验结果表明模型效果较为显著,有效克服了自变量间多重相关性的干扰;同时发现PLS方法对冰川分布格局及其影响因子的相关性分析具有较好的分析能力。气候变化是影响研究区冰川分布格局动态变化的最重要因子,地形因子对冰川的发育和积累具有决定性作用,而地理位置的贡献相对较小。另外,为了能更好地模拟冰川分布格局,在以后研究中应将影响冰川分布格局变化的其他因子也纳入模型中,如山区风向、风力、水汽压、相对湿度及下垫面性质等对冰川分布和变化都有一定影响。该研究可为区域气候和水文研究提供理论参考,对干旱区水资源的合理利用亦具有重要指导意义。