Kriging插值和序贯高斯条件模拟的原理比较及在土壤空间变异研究中的案例分析 被引量：19

1

作者 赵彦锋 化全县 陈杰 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期856-862,共7页

20世纪60年代由Matheron创立的Kriging插值方法目前已发展出多种形式，广泛应用于地学研究。该方法能根据现有数据给出空间变量的最优无偏线性估计，但其缺点是产生平滑效应。

关键词 KRIGING插值 序贯高斯条件模拟 空间预测

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土壤空间分布多样性研究中网格尺寸的选取策略 被引量：8

2

作者 段金龙 赵斐斐 张学雷 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期961-966,共6页

空间分布多样性是土壤多样性研究中最新的一种计量方法,而土壤斑块实际分布特征、斑块空间位置和网格尺寸是土壤空间分布多样性评价精度的主要影响因子。以河南省典型样区的土壤数据为例,从大尺寸（25 km）到小尺寸（500 m）依次计算了... 空间分布多样性是土壤多样性研究中最新的一种计量方法,而土壤斑块实际分布特征、斑块空间位置和网格尺寸是土壤空间分布多样性评价精度的主要影响因子。以河南省典型样区的土壤数据为例,从大尺寸（25 km）到小尺寸（500 m）依次计算了样区内各土属类型在13种网格尺寸下的空间分布多样性,并分析了不同网格尺寸下多样性数值的变化特征,以期探索土壤空间分布多样性评价中最佳网格尺寸的设置准则。研究表明：在以土属为基本分类单元的空间分布多样性评价中,使用3~1 km尺寸之间的网格为宜。在设置网格尺寸时,应首先保证所选网格面积至少小于或接近所有土壤分类单元中面积最小分类单元的面积。 展开更多

关键词 土壤多样性 网格 土属 河南省

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封丘县土壤盐分的演变特征研究 被引量：4

3

作者 李开丽 陈杰 +1 位作者 檀满枝 密术晓 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期966-971,共6页

世界上影响灌溉农业最大的问题是盐渍化问题。中国是受土壤盐渍化影响的大国。盐碱化曾是限制封丘县农业生产的四大自然灾害之一。本文基于40个土壤剖面数据,结合第二次土壤普查的盐土数据,对封丘县的土壤盐分的时空特征进行了系统研究... 世界上影响灌溉农业最大的问题是盐渍化问题。中国是受土壤盐渍化影响的大国。盐碱化曾是限制封丘县农业生产的四大自然灾害之一。本文基于40个土壤剖面数据,结合第二次土壤普查的盐土数据,对封丘县的土壤盐分的时空特征进行了系统研究。结果表明:27年来封丘县土壤盐分含量大幅下降,盐碱土作为土壤发生类型只存在于极个别微域景观;土壤含盐量较高的区域集中分布在东南部,与地下水埋深趋势相吻合,但只有东南角部分地区含盐量超过0.293dS/m为盐化土。地下水位下降是土壤盐分降低的主要原因。盐分聚集在40cm以下,并未脱离土体。封丘县存在土壤盐碱化的自然条件,一旦水文地质条件发生变化,土壤盐渍化仍然可能发生。 展开更多

关键词 封丘县 土壤盐分 电导率 分布特征 时空演变

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从土壤多样性到地多样性的研究进展 被引量：10

4

作者 任圆圆 张学雷 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期225-230,共6页

根据2016年出版新著《地土壤学(Geopedology)》部分章节与相关文献,综述了从土壤多样性到地多样性的相关概念、国内外研究方法、现状与进展,着重总结了土壤多样性和地多样性的研究模式。首先,介绍了从土壤多样性到地多样性概念的发展和... 根据2016年出版新著《地土壤学(Geopedology)》部分章节与相关文献,综述了从土壤多样性到地多样性的相关概念、国内外研究方法、现状与进展,着重总结了土壤多样性和地多样性的研究模式。首先,介绍了从土壤多样性到地多样性概念的发展和提出;然后,阐述依据地学要素形态从面状到线状的方法论研究探索,着重介绍空间分布面积指数(MSHDAI)和空间分布长度指数(MSHDLI)的适用性分析;进而,评述了国内外土壤多样性与主要地学要素(地形、母质、土地利用、水体和植被要素)地多样性的主要研究模式;最后,指出从土壤多样性到地多样性以及各要素间相关分析的国内外研究实践看,符合土壤地理学的研究趋势与需求,同时也充满挑战。 展开更多

关键词 土壤多样性 地多样性 地学要素 研究模式 现状与挑战

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河南省典型样区地表水分布多样性研究 被引量：4

5

作者 屈永慧 张学雷 段金龙 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第4期47-49,91,共4页

选取河南省5个典型样区,将多样性理论与方法应用于水体空间分布特性评价中,探索了各样区地表水空间分布的离散性。利用仙农熵变形公式,结合水体资源分布特点,计算了各样区在不同网格尺度下的水体空间分布多样性指数,并分析了异网格尺度... 选取河南省5个典型样区,将多样性理论与方法应用于水体空间分布特性评价中,探索了各样区地表水空间分布的离散性。利用仙农熵变形公式,结合水体资源分布特点,计算了各样区在不同网格尺度下的水体空间分布多样性指数,并分析了异网格尺度下水体空间分布格局。研究结果表明:豫南、豫东样区地表水体分布比较均匀,豫中、豫西样区的水体分布在空间格局上具有明显不均匀性;不同网格尺度下,水体空间分布多样性指数略有差异;水体比例增量与水体空间分布多样性指数增量之间存在一定正相关关系,水体比例与水体空间分布多样性指数之间也存在正相关关系,即水体比例的增大或减小往往造成水体空间分布格局离散性的增大或减小。 展开更多

关键词 空间分布多样性 仙农熵 地表水 网格尺度

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土壤多样性:土壤地理学研究的契机 被引量：17

6

作者 张学雷 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-6,共6页

介绍了土壤多样性研究的起源、概念及学科意义,在此基础上系统论述了土壤多样性在国内外的主要研究进展和取得的主要成果,并对未来的应用前景进行了展望。首先,生物多样性的保护是以土壤多样性为基础的,保护土壤多样性意义重大,而事实... 介绍了土壤多样性研究的起源、概念及学科意义,在此基础上系统论述了土壤多样性在国内外的主要研究进展和取得的主要成果,并对未来的应用前景进行了展望。首先,生物多样性的保护是以土壤多样性为基础的,保护土壤多样性意义重大,而事实证明广泛应用于生物学中的计量方法同样适用于土壤地理学和土壤资源有关研究中;其次,有关国家已经在土壤多样性的测度方法及其在土壤资源空间表达中作了很多尝试,诸多案例为土壤地理学研究提供了新的角度;最后,新近研究及发展方向主要集中在土壤多样性与土地利用多样性、土地利用类型(耕地、水体、植被等)多样性的关联分析中,已经取得显著进展。这一研究领域日趋活跃,将在土壤地理学及土壤资源相关研究中扮演重要角色并呈现良好的发展前景。 展开更多

关键词 土壤多样性 土壤地理学 土地利用 研究进展 展望

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土壤与地表水体空间分布格局的交互关系研究 被引量：1

7

作者 段金龙 张戈 +2 位作者 任圆圆 张学雷 李卫东 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1072-1080,共9页

以中国中部典型农业区的土壤和地表水体数据为例,基于改良的土壤多样性计量方法计算并统计了1km网格尺度下的土壤类型个数、土壤构成组分多样性、土壤空间分布多样性和地表水体空间分布多样性等多类数据指数,探索了区域土壤与地表水体... 以中国中部典型农业区的土壤和地表水体数据为例,基于改良的土壤多样性计量方法计算并统计了1km网格尺度下的土壤类型个数、土壤构成组分多样性、土壤空间分布多样性和地表水体空间分布多样性等多类数据指数,探索了区域土壤与地表水体在地理空间分布格局上的内在联系。结果表明:(1)研究区内最具代表性土类潮土和褐土(两者面积加和占研究区总面积85%,两者空间分布多样性均大于0.8)的空间分布格局与区域地表水体的空间分布格局之间存在数据联系,回归分析中的判定系数R^(2)大于0.5,这与水要素在两种土壤类型成土过程中所起的作用密切相关。(2)研究区面积的增加一般会造成地表水体对区域内土壤类型数量的影响作用减弱。与其他成土因素相比,水要素在土壤形成中影响作用的重要程度与研究尺度的大小有关。(3)基于资源地理空间分布离散性分析的土壤多样性计量方法及理论为水、土等不同资源类型的空间分布格局评价及其交互关系研究提供了理论及数据支持。 展开更多

关键词 土壤多样性 地表水体 土壤形成 河南省

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土壤系统分类与生物系统分类体系中的多样性特征对比分析 被引量：14

8

作者 张学雷 王辉 +2 位作者 张薇 肖光平 陈杰 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-8,共8页

生物系统分类的数学结构及其令人信服的解释一直以来是生物学界广泛关注的经典学术问题,然而很少有人用统计分布模型对非生物分类系统(如土壤分类系统)的结构进行分析与研究。本文通过计算两种系统分类的幂律和对数正态分布,对土壤植物... 生物系统分类的数学结构及其令人信服的解释一直以来是生物学界广泛关注的经典学术问题,然而很少有人用统计分布模型对非生物分类系统(如土壤分类系统)的结构进行分析与研究。本文通过计算两种系统分类的幂律和对数正态分布,对土壤植物寄生的线虫类分类体系(垫刃亚目)和非生物系统分类的多样性特征(中国土壤系统分类为例)进行了比较,进而分析它们之间的相似性和差异性。分析结果表明,生物分类和土壤系统分类具有很高的相似性,有着相似的数学结构和多样性特征。据此可认为,两种分类系统都是合理的信息系统,符合相同的分布模型,如幂律分布、对数正态分布等。在两种分类系统中也存在一些细小的差别,垫刃亚目分类体系较中国土壤系统分类具有更丰富的分支体系,而从均匀度指数来看,中国土壤系统分类系统的设计似乎是更加合理。从威利斯曲线可以看出,中国土壤系统分类较垫刃亚目分类体系具有更规则的结构,这一特征可能与两种学科中不同的分类理念有关。 展开更多

关键词 中国土壤系统分类 垫刃亚目 多样性特征 威利斯曲线

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基于仙农熵的土壤多样性和土地利用多样性关联评价 被引量：35

9

作者 段金龙 张学雷 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期893-903,共11页

以南京市为例,将多样性理论与方法应用于土壤和土地利用相关性评价中,对该市1986年和2003年的遥感数据进行了土地利用分类,计算了各土壤类型和各土地利用类型的构成组分多样性指数以及多网格尺度下的空间分布多样性指数,并提出一种用于... 以南京市为例,将多样性理论与方法应用于土壤和土地利用相关性评价中,对该市1986年和2003年的遥感数据进行了土地利用分类,计算了各土壤类型和各土地利用类型的构成组分多样性指数以及多网格尺度下的空间分布多样性指数,并提出一种用于评价土壤和土地利用相互关系的关联系数,求算了5 km网格尺度下南京市典型土种单元同9种土地利用类型之间的关联系数。研究结果表明,1986年至2003年这十余年间,南京市土地利用的构成组分变化明显,其中1986年的构成组分多样性为0.361,2003年为0.444。2003年南京市土地利用的空间分布离散性更高,5种主要土地利用类型的空间分布多样性均有明显增加。南京市典型土种与各土地利用类型关联系数的计算结果表明,多组关联系数的变化趋势相同,由此推断相比于1986年,2003年南京市土壤与土地利用之间的相互联系更为复杂多变。 展开更多

关键词 土壤多样性 仙农熵 南京市 关联系数

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GIS支持下豫东地区土壤野外采样布点方法探索 被引量：18

10

作者 李梅 张学雷 武继承 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期459-465,共7页

以河南省通许县潮土区中低产田为例,介绍了一种GIS支持下的土壤野外采样布点方法,并对所取得的结果进行了讨论。根据要求覆盖研究区中低产田潮土的面积、涵盖所有土种类型、表层采样与剖面采样相结合、网格点与类型控制点相结合等原则,... 以河南省通许县潮土区中低产田为例,介绍了一种GIS支持下的土壤野外采样布点方法,并对所取得的结果进行了讨论。根据要求覆盖研究区中低产田潮土的面积、涵盖所有土种类型、表层采样与剖面采样相结合、网格点与类型控制点相结合等原则,确定采用2 km×2 km网格布点方法。室内初步布点157个,涵盖了研究区16种土种类型,其中普通网格点141个,类型网格采样点6个,类型参考采样点10个。将布点图层与土壤图进行叠加分析,建立了空间数据库,完善布点属性表,作为野外精确采样的依据。实际采集普通网格点135个,剖面点15个。将室内布点与实际采样点位信息在数据库中分层管理,方便查询与更新。特别在剖面采样过程中发现实际采样与第二次土壤普查土种图比较,存在某些差异,应该根据实际采样诊断土壤类型并在GIS界面修正原始土壤分布图,将此改动作为建议提出,以便完善当地的土壤图。 展开更多

关键词 GIS 布点 方法

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模糊c-均值算法在区域土壤预测制图中的应用 被引量：16

11

作者 檀满枝 陈杰 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期571-577,共7页

基于模糊c-均值算法和地统计学空间插值,在面积约为1km2的研究区内进行区域土壤预测制图。研究结果表明:根据研究区123个剖面和土钻样点,通过分析它们在形态学上的特征和定量属性,建立了9类诊断特征土层。通过FCM算法模型,获得4类最佳... 基于模糊c-均值算法和地统计学空间插值,在面积约为1km2的研究区内进行区域土壤预测制图。研究结果表明:根据研究区123个剖面和土钻样点,通过分析它们在形态学上的特征和定量属性,建立了9类诊断特征土层。通过FCM算法模型,获得4类最佳分类数,模糊指数为1.7。类别数目与研究区受地形、母质和土地利用方式影响的主要成土过程决定的土纲下土壤类型数目一致。将经过对称对数比转换的隶属度成分数据进行单一模糊类别隶属度土壤预测制图,4种类别土壤在空间上具有明显的渐变过渡特征,制图结果较理想。在单一类别隶属度土壤图的基础上生成最大隶属度土壤图,与常规土壤调查土壤图具有共同参比的基础。 展开更多

关键词 模糊逻辑 模糊C-均值算法 对称对数比转换 土壤空间预测制图

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模糊逻辑在土壤连续分类和制图表达中的应用及展望 被引量：6

12

作者 檀满枝 陈杰 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期136-143,共8页

土壤是复杂的历史自然综合体,在属性空间和地理空间上均是连续渐变的,因此基于"双清晰模型"的常规土壤调查制图理论基础明显存在不足,且随着精准农业的快速发展和环境模型模拟精度的提高,客观上对土壤调查输出信息的内容与精... 土壤是复杂的历史自然综合体,在属性空间和地理空间上均是连续渐变的,因此基于"双清晰模型"的常规土壤调查制图理论基础明显存在不足,且随着精准农业的快速发展和环境模型模拟精度的提高,客观上对土壤调查输出信息的内容与精度提出了更高的要求。模糊逻辑应用于土壤分类和制图,是继地统计学之后土壤计量学领域又一创新性发展,为国外许多学者所推崇,但是国内在这一领域的研究还较少。因此,本文系统地介绍了模糊逻辑引入土壤分类研究中的必然性和科学意义,以及模糊逻辑在国内外土壤分类和连续制图领域的应用研究进展,并分析了基于模糊逻辑的土壤连续制图表达方法存在的不足及研究展望。 展开更多

关键词 模糊逻辑 土壤连续分类 空间预测 制图表达

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河南省土壤及地形与耕地多样性格局的特征 被引量：6

13

作者 李笑莹 张学雷 任圆圆 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期775-785,共11页

耕地分布受众多自然因素的影响,土壤、地形与之密切相关。选取河南省作为研究区,利用改进的仙农熵测度法和互熵关联分析法对河南省地形、土壤与耕地多样性格局特征进行分析。结果表明:河南省18个地市的地形、土壤的构成组分多样性与各... 耕地分布受众多自然因素的影响,土壤、地形与之密切相关。选取河南省作为研究区,利用改进的仙农熵测度法和互熵关联分析法对河南省地形、土壤与耕地多样性格局特征进行分析。结果表明:河南省18个地市的地形、土壤的构成组分多样性与各要素的类别丰富度有关,与面积大小呈弱相关;其中地形、土壤与其丰富度值的相关系数分别为0.79和0.35,而与面积大小的相关系数小于0.1。基于土壤空间分布多样性指数大小的分级划分河南省的优势土类是潮土和褐土,劣势土类是盐土和碱土,且不同地市的土壤空间分布多样性格局有显著差异,显示河南省土壤类型的丰富性。土壤及地形要素与耕地多样性格局的相关性表现为:地形与耕地的空间分布多样性相关关系除豫南的盆地和豫西丘陵、山地外,整体为平原>丘陵>山地;土壤与耕地的空间分布多样性之间的关联度与河南省土壤空间分布多样性的格局特征具有基本一致性。 展开更多

关键词 河南省 地形 土壤 耕地 多样性 相关性

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地形及土壤多样性与耕地动态变化的相关分析 被引量：3

14

作者 李笑莹 张学雷 任圆圆 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1755-1766,共12页

本文以河南豫北、豫中和豫南3个典型样区为研究对象,运用地统计学方法,从多样性、相关性角度定量分析了地形、土壤的多样性特征及其与耕地变化(2001年、2007年和2017年)面积的空间分布多样性特征的关系,以期为耕地资源动态变化的驱动力... 本文以河南豫北、豫中和豫南3个典型样区为研究对象,运用地统计学方法,从多样性、相关性角度定量分析了地形、土壤的多样性特征及其与耕地变化(2001年、2007年和2017年)面积的空间分布多样性特征的关系,以期为耕地资源动态变化的驱动力分析及合理利用提供新的研究角度。研究表明:1)豫北和豫中样区的地形构成组分多样性呈现出均匀性,豫南样区表现为相对单一性;各研究区的地形空间分布多样性为平原>丘陵>山地。2)豫南的土壤构成组分最为均匀且丰富,豫中的土壤构成组分相对单一;各研究区的典型土壤各异但总体上分布皆较均匀,各样区的土壤空间分布多样性的显著差异与地形条件密切相关。3)研究尺度影响地形、土壤空间分布多样性特征的表达, 3 km×3 km网格是相对适宜的研究尺度。4)地形和土壤的空间分布多样性指数与耕地变化面积空间分布都具有明显的相关性,其中地形中平原相关性较大,达0.95左右;各样区典型土壤如豫南的水稻土,豫中、豫北的褐土以及豫北的潮土的相关性更为明显,达0.9以上。综合来看,典型样区的地形、土壤因子的构成组分多样性及空间分布格局有显著差别;在不同网格尺度下,耕地的变化面积与地形、土壤因子的空间分布多样性指数密切相关。 展开更多

关键词 地形多样性 土壤多样性 耕地面积 空间分布 网格尺度

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