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晋西黄土区土壤水分时空变化规律研究

晋西黄土区土壤水分时空变化规律研究

作者：李笑吟北京林业大学

学位级别：硕士

本研究通过对晋西黄土区典型人工植被林地土壤理化性质的测定以及土壤水分的长期定位观测,使用统计学、地统计学、GIS等方法,研究了不同植被类型土壤水分的有效性状况、土壤水分时空动态变化规律、不同尺度土壤水分时空异质性特征以及... 详细信息

本研究通过对晋西黄土区典型人工植被林地土壤理化性质的测定以及土壤水分的长期定位观测,使用统计学、地统计学、GIS等方法,研究了不同植被类型土壤水分的有效性状况、土壤水分时空动态变化规律、不同尺度土壤水分时空异质性特征以及坡面土壤水分与地形因子的关系等涉及黄土区土壤水分时空变化规律及其影响因子的主要问题。在土壤水分时空异质性研究中发现,在不同的空间和时间尺度上,实验区土壤水分均呈中等程度的相关性。土壤水分时空异质性特征随取样尺度的不同而存在差异:在不同空间尺度上,20m×20m网格取样的变异函数块金值、拱高、基台值、变程均大于2m×2m网格取样的参数值,20m×20m网格取样的土壤水分总的空间异质性程度远大于2m×2m网格取样;20m×20m网格取样的土壤水分变异函数变程为505m,大于2m×2m网格取样的变程27.4m。土壤水分空间异质性特征也随取样时间的不同而存在差异:8月份变异函数的块金值、拱高、基台值、结构比均小于4月份,体现了8月土壤水分较低的空间异质性程度。在不同时间尺度上,15日尺度总的时间异质性程度远大于1日尺度;1日尺度基本可以揭示土壤水分时间上的微观变化结构特征,而15日尺度不能全面揭示更微观变化的结构特征;15日尺度的土壤水分变异函数变程为133.5日,1日尺度的变程为5.6日。基于土壤水分空间和时间的变异函数模型,通过克立格插值方法,绘制坡面土壤水分空间分布图和时间分布图,可以看出2m×2m网格取样较20m×20m网格取样,1日尺度较15日尺度能更为细致的反应土壤水分的分布状况;20m×20m网格取样较2m×2m网格取样,15日尺度较1日尺度土壤水分变化范围增大,变化程度增加、变化情况更为复杂。将坡面土壤水分的空间分布图与坡面地形因子属性图进行叠加,生成土壤水分与地形因子相关的属性数据库,并对影响土壤水分的地形因子进行主成分分析得出:在0cm0cm土层,坡向为主成分,高程的影响程度次之,坡度最小;在30cm0cm土层,坡度为主成分,高程的影响程度次之,坡向最小。对主成分地形因子（坡向、坡度）进行聚类分析,可以看出,坡向按顺时针方向292.5°12.5°为一类（阳坡）,112.5°92.5°为一类（阴坡）,与传统地学的坡向划分基本相吻合;坡度划分为5°0°和20°5°二类。依据聚类分析结果对不同地类对应的土壤水分含量进行回归分析,

关键词：黄土区土壤水分有效性动态变化时空异质性地统计学地形因子

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黄土高原的植被演替研究现状及发展趋势

干旱区资源与环境 2004年第S3期18卷 30-35页

作者：刘利峰毕华兴李孝广李笑吟北京林业大学水土保持学院

从地质、历史时期黄土高原植被演替研究和现存植被的群落演替及群落结构特征演化研究两方面论述了黄土高原的植被演替研究现状及发展趋势,认为黄土高原植被演替研究对黄土高原的生态建设尤其是退耕还林还草工程建设具有重要意义... 详细信息

从地质、历史时期黄土高原植被演替研究和现存植被的群落演替及群落结构特征演化研究两方面论述了黄土高原的植被演替研究现状及发展趋势,认为黄土高原植被演替研究对黄土高原的生态建设尤其是退耕还林还草工程建设具有重要意义,建议基于黄土高原的植被演替规律进行仿自然植被林草建设。

关键词：黄土高原植被演替

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基于DEM的数字地形分析

北京林业大学学报 2005年第2期27卷 49-53页

作者：毕华兴谭秀英李笑吟北京林业大学水土保持学院甘肃省庆城县水保局

该文在对数字高程模型 (DEM)数据来源及结构、数字地形分析及其应用、基于DEM的地形分析中的不确定性和误差分析的基础上 ,以日本东北地区岩手县早池峰山为研究对象 ,美国MicroImage公司开发的TNTmips地理信息系统为工具 ,日本国土地理... 详细信息

该文在对数字高程模型 (DEM)数据来源及结构、数字地形分析及其应用、基于DEM的地形分析中的不确定性和误差分析的基础上 ,以日本东北地区岩手县早池峰山为研究对象 ,美国MicroImage公司开发的TNTmips地理信息系统为工具 ,日本国土地理院发行的“数字地图 2 5 0 0 0”为基础数据 ,研究基于DEM的数字地形特征提取与分析方法 ,以及DEM精度对地形特征的影响 .研究结果表明 :①以DEM为基础可提取多种地形特征 ,如坡度、坡向、坡面形态、流域边界、水流路径等 ,这些特征在地理信息系统的支持下均可用图形和属性数据来表示 ;②DEM水平精度对基于DEM提取的数字地形特征影响表现为 :低精度的DEM将导致研究区平均坡度变小、坡度标准差变大 ;同时 ,DEM精度对不同坡度区域表现为不同的影响 ,其结果按坡度大致可划分为 3种不同类型 ,即 0°～ 10°、10°～ 35°以及大于 35° ;DEM精度对坡向的影响除平坡外变化较小 ,其中平坡面积随DEM精度的降低而增大 ;低精度的DEM将导致水文地形信息受损。

关键词：数字高程模型(DEM) 数字地形分析 DEM精度地理信息系统早池峰山

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我要在西雅图买栋房子

优秀作文选评(初中版) 2006年第3期 22-23页

作者：李笑吟巴蜀中学

晋西黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分状况的影响

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北京林业大学学报 2006年第4期28卷 51-56页

作者：李笑吟毕华兴张志刘鑫纳磊北京林业大学水土保持学院水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室武警森林指挥学校

为分析黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分的影响,该文选择山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,基于数字高程模型(DEM)提取研究区域坡向、坡度、坡位3个地形因子分布图,并与研究区土壤水分的克立格(Kriging)插值图叠加.通过... 详细信息

为分析黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分的影响,该文选择山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,基于数字高程模型(DEM)提取研究区域坡向、坡度、坡位3个地形因子分布图,并与研究区土壤水分的克立格(Kriging)插值图叠加.通过主成分分析得出:在0～30cm土层,地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向>坡位>坡度;在30～60cm土层,其影响强弱顺序依次为坡度>坡位>坡向.对主成分地形因子(坡向、坡度)的单因素分析得出:自土壤水分最高区域(坡向N337.50°)以顺时针方向,土壤水分呈现先减少后增加,再减少至最低(坡向N202.50°(0～30cm土层)、N191.25°(30～60cm土层)),后增加的两次减增过程;土壤水分随坡度变化的幅度很小,随着坡度的增加出现先增加(0°～10°)后减小的趋势(10°～40°).

关键词：地形因子土壤水分克立格插值多因素分析坡面尺度

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黄土区基于土壤水平衡的林草覆被率研究

林业科学 2007年第4期43卷 17-23页

作者：毕华兴李笑吟李俊郭孟霞刘鑫北京林业大学

以水量供耗平衡为基本原理,以土壤水分有效性含量界线作为土壤供水起算值计算土壤的有效供水量,以黄土区主要造林树种的蒸腾耗水与土壤蒸发为耗水量,根据土壤水分供耗的动态平衡推导出黄土高原退耕还林还草区不同植被的适宜覆被率计算... 详细信息

以水量供耗平衡为基本原理,以土壤水分有效性含量界线作为土壤供水起算值计算土壤的有效供水量,以黄土区主要造林树种的蒸腾耗水与土壤蒸发为耗水量,根据土壤水分供耗的动态平衡推导出黄土高原退耕还林还草区不同植被的适宜覆被率计算公式。并以晋西黄土区吉县为例,对所选择的样地进行多年的定位观测,得出研究区主要造林树种林地的土壤有效水含量、林冠截留率、产流率、土壤水分、土壤蒸发、林地蒸散各参数,计算出研究区主要造林树种(油松、刺槐)和草种的适宜覆被率,旨在为该地区乃至整个退耕还林还草工程及其他林业生态工程的防护林体系高效空间配置和稳定林分结构设计提供理论依据。

关键词：林草植被覆被率土壤水平衡黄土区口

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流域景观异质性及森林动态模拟研究进展

世界林业研究 2006年第1期19卷 20-26页

作者：方向京张志孙大庆李笑吟北京林业大学水保学院山东省青岛市林业局青岛266000

概述了流域景观异质性的相关概念、理论及研究,通过对国内外大量文献资料的整理,对景观异质性的成因及流域景观的组分进行了综述,提出流域景观异质性的研究重点在于嵌套流域的尺度转换。当前遥感和地理信息系统广泛应用于景观生态研究,... 详细信息

概述了流域景观异质性的相关概念、理论及研究,通过对国内外大量文献资料的整理,对景观异质性的成因及流域景观的组分进行了综述,提出流域景观异质性的研究重点在于嵌套流域的尺度转换。当前遥感和地理信息系统广泛应用于景观生态研究,遥感的重点在于解译分类,而现代地理信息系统所具备的空间分析功能提供了景观异质性和动态模拟研究的新途径。景观动态研究的主要途径是模型模拟,文中对以森林植被为主体对象的异质种群模型、林窗模型和空间直观景观模型进行了评述,指出景观动态模拟重点在于参数化过程中类型变量的判别根据,今后森林动态模型发展需要对空间属性和过程变化进行整合。

关键词：流域景观异质性森林景观模型模拟

晋西黄土区土壤水分空间异质性的地统计学分析

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北京林业大学学报 2006年第5期28卷 59-66页

作者：毕华兴李笑吟刘鑫李俊郭孟霞北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京林业大学水土保持学院

土壤水分的空间分布存在着一定的随机性和结构性特征，而对不同尺度土壤水分空间变异规律的研究是土壤水分研究中的热点问题．该文通过2004-2005年对山西吉县蔡家川小流域不同取样尺度（20m×20m、2m×2m）391个样点土壤水分的测定（TD... 详细信息

土壤水分的空间分布存在着一定的随机性和结构性特征，而对不同尺度土壤水分空间变异规律的研究是土壤水分研究中的热点问题．该文通过2004-2005年对山西吉县蔡家川小流域不同取样尺度（20m×20m、2m×2m）391个样点土壤水分的测定（TDR土壤水分测定法），使用地统计学方法进行土壤水分的空间异质性分析，以区域化变量理论为基础，以变异函数为主要工具，以克立格法为基本方法进行土壤水分异质性研究．结果表明：研究区土壤水分的理论变异模型为球状模型，20m×20m网格取样变程为494．16m，2m×2m网格取样变程为27．4m，试验区土壤水分的变异属于中等程度的变异；通过克立格插值估计，整个研究区坡面土壤水分平均值为10．94％（0～30cm）和11．88％（30～60cm）．

关键词：土壤水分时空异质性 TDR 黄土区变异函数克立格插值

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晋西黄土区土壤水分有效性分析的克立格法

土壤学报 2006年第6期43卷 1004-1010页

作者：李笑吟毕华兴张志张建军林靓靓北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 武警森林指挥学校北京102202

以山西吉县蔡家川小流域土壤水分有效性分级为基础，通过对291个土壤水分监测点在旱季的土壤水分监测（TDR土壤水分测定法），以变异函数为主要工具，以普通克里格法和指示克立格法为基本方法，研究土壤水分空间分布及土壤水分有效性水... 详细信息

以山西吉县蔡家川小流域土壤水分有效性分级为基础，通过对291个土壤水分监测点在旱季的土壤水分监测（TDR土壤水分测定法），以变异函数为主要工具，以普通克里格法和指示克立格法为基本方法，研究土壤水分空间分布及土壤水分有效性水平在空间上的概率分布。研究结果表明：试验区土壤有效水和无效水的分界为13．46％（0～30cm）、12．48％（30～60cm），速效水和迟效水的分界为15．20％（0～30cm）、14．20％（30～60cm）；通过克立格插值估计整个研究区坡面0～30cm、30～60cm土壤水分平均值为10．94％、11．88％，处于土壤无效水含量范围内的面积占总面积的75．7％、55．7％；土壤水分有效性的概率分布与坡向关系密切，土壤有效水的概率自东北向西南递减。30～60cm土层出现有效水区域及相对应的概率远大于0～30cm土层。

关键词：土壤水分有效性 TDR 黄土区克立格法概率分布