黑土区农田尺度田间持水率的空间变异性研究     

刘继龙  徐清  李林  付强  王小慧  马博思  闫佳铭  刘海岳 《灌溉排水学报》2021,(2)

【目的】探究黑土区农田田间持水率的空间变异性机制。【方法】利用传统统计学和多重分形方法量化了田间持水率的空间变异强度,分析了造成田间持水率空间变异性的局部信息;利用联合多重分形方法确定了田间持水率与土壤基本物理特性在多尺度上的相关性。【结果】研究区域田间持水率具有多重分形特征,随土层深度增加,田间持水率的空间变异程度先降后增;田间持水率的大值数据对0~5 cm和10~15 cm土层田间持水率空间变异性的贡献较大,小值数据对5~10 cm和15~20 cm土层田间持水率空间变异性的贡献较大;单一尺度上,与田间持水率相关程度最高的土壤基本物理特性在0~5 cm土层是黏粒量和土壤体积质量,在5~10 cm和10~15 cm土层是粉粒量和黏粒量,在15~20 cm土层是土壤体积质量和粉粒量;多尺度上,与田间持水率相关程度最高的土壤基本物理特性在0~5、5~10和10~15 cm土层是黏粒量和粉粒量,在15~20 cm土层是土壤体积质量和粉粒量。【结论】黑土区农田田间持水率的空间变异程度为弱变异,田间持水率与土壤基本物理特性的相关程度在单一尺度和多尺度上有所差异。  相似文献   

铀尾矿库茅草植物根系发育的分形特征     

左华丽  谭凯旋  刘泽华  胡佩 《绿色科技》2014,(12)

研究了非线性科学中的分形几何理论,并将其应用到植物根系发育的结构上,对铀尾矿库上采集的茅草（Lemongrass）植物根系分形特征进行了研究。用FractalFox软件计算了植物根系的分形维数,结果发现：这种植物根系分维数都介于1．3305～1．5214之间,说明这种植物根系分形特征明显。实验中还发现生长在水环境旁的根系分维数明显高于在干燥环境下的根系分维数,说明湿润的环境能促进植物根系发育。  相似文献   

水库消落带土壤颗粒组成分形及其空间分异特征   总被引：4，自引：0，他引：4  

郑晓岚  杨玲  宋娇  鲍玉海  李进林  贺秀斌 《水土保持研究》2022,29(1):66-71

颗粒组成作为土壤的基本物理特性,对土壤结构、力学性质、肥力特征等均有明显影响。降雨径流、波浪和重力等多重营力作用下的消落带土壤侵蚀过程导致表层土壤颗粒发生了重新分布。为了研究水库消落带土壤颗粒组成的空间分异特征,以三峡水库典型消落带为研究对象,在不同海拔位置分别采集了0—10 cm和10—20 cm层的土壤用于测定颗粒组成,并利用分形理论计算出体积分形维数。结果表明:(1)三峡水库消落带土壤颗粒组成以粉粒为主,占总体积的72.6%～86.5%,且随着海拔的增加而升高; 从不同土层深度来看,0—10 cm层黏粒含量明显低于10—20 cm层。(2)消落带不同海拔位置的土壤体积分形维数具有明显异质性,且与海拔呈正相关(R²=0.74),而在不同土层之间具有弱变异性(C_v<2)。(3)体积分形维数与黏粒、粉粒含量均呈显著正相关(p<0.01),与砂粒含量呈显著负相关(p<0.01),且与黏粒的线性相关性最强。综上,消落带土壤颗粒组成在不同海拔存在较大差异(p<0.01),但在土层深度上无显著差异(p>0.01); 150～160 m海拔区间和0—10 cm层土壤具有明显的粗粒化现象。  相似文献   

四川茶园土壤微团聚体组成及其分形特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

王晟强  郑子成  李廷轩 《林业科学》2014,(9)

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究不同植茶年限茶园土壤微团聚体的组成及其分形特征。结果表明：茶园土壤微团聚体组成以0.25～0.05 mm粒级为主,占微团聚体总量的41.95%～55.44%,0.05～0.01 mm粒级次之,占23.54%～25.66%,＜0.001 mm 粒级所占比例最小,为5.80%～8.71%,随植茶年限增加,0.25～0.05 mm粒级土壤微团聚体含量显著升高,0.05～0.01 mm 和0.01～0.005 mm 粒级含量变化不明显,而0.005～0.001 mm和＜0.001 mm粒级含量则显著降低;随植茶年限增加,土壤微团聚体平均质量比表面积值、分形维数值和土壤特征微团聚体组成比例(＜0.005 mm)/(0.25～0.05 mm)值均逐渐减小,而土壤微团聚体平均质量直径值则逐渐增大;不同植茶年限土壤微团聚体分形维数值和土壤特征微团聚体组成比例值均与土壤有机质含量、全氮含量、碱解氮含量、全磷含量和有效磷含量极显著负相关。长期植茶可促进土壤较小粒级微团聚体向较大粒级微团聚体转化,从而提高土壤微团聚体稳定性,土壤微团聚体分形维数值和土壤特征微团聚体组成比例值均可作为定量化描述茶园土壤肥力状况的指标。  相似文献   

基于DEM的西辽河流域河网水系提取研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

靳晓辉  何俊仕  董克宝 《节水灌溉》2014,(10)

河网水系是对流域进行水文分析的重要数据,其生成的准确性会直接影响水文模型模拟的精度。以西辽河流域为研究区,在ARCGIS软件操作平台上对研究区的数字高程模型数据进行河网水系提取,设定不同的流域汇流累积阈值,分别计算出各模拟河网的分形维数及河网密度,取二者拟合趋势变化相同处阈值对应的河网与实际河网进行比较,发现此处的模拟河网与实际河网具有较高的拟合度,从而避免阈值确定的随机性、主观性等问题,有效地提高流域河网水系提取的精度。  相似文献   

犁耕土壤表面的三维分形插值重构   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘奕贯  鲁植雄  Hoogmoed W B  李晓勤 《农业机械学报》2014,45(3):152-157

利用非接触式激光地面不平度仪测量三维犁耕地面不平度,采用不同的剔除率,对剔除后的犁耕地面不平度数据进行了三维分形插值重构,使用统计特性参数及分形特性参数对原始测量的犁耕地面不平度与插值重构后的犁耕地面不平度进行对比分析。研究结果表明:在剔除率小于80%的前提下,使用三维分形插值方法可重构出三维犁耕土壤表面,真实表达了原始的三维犁耕表面;并可得出犁耕土壤不平度的纵向无标度区间为459 mm,横向无标度区间为23 mm。这对三维犁耕地面不平度的最小测量间距提供了理论依据,为三维犁耕地面不平度重构提供了实用方法。  相似文献   

沂蒙山区土壤侵蚀垂直景观格局的分形特征   总被引：3，自引：1，他引：2  

王瑶  刘前进  于兴修 《农业工程学报》2010,26(11):304-309

以北方土石山区的典型代表沂蒙山区为研究区,以TM影像和地形图为源数据,根据全国土壤侵蚀分类分级标准,综合运用GIS和RS技术,获取以50 m为带宽的土壤侵蚀强度垂直分带数据。在Fragstats3.3中提取周长面积分维数（D）,计算稳定性指数（SI）,旨在揭示沂蒙山区土壤侵蚀分形的垂直变化特征。结果表明,土壤侵蚀景观在垂直维度上具有明显的分异性。在景观水平上,土壤侵蚀景观周长面积分维数（D）随高程呈先迅速增大后缓慢增大趋势,稳定性指数（SI）则呈先急剧减小后缓慢减小趋势。在缀块类型水平上,对于研究区,D值  相似文献   

毛乌素沙地不同土地利用类型土壤分形特征   总被引：5，自引：0，他引：5  

高君亮  李玉宝  虞毅  迟悦春  高永 《水土保持研究》2010,17(6)

研究不同土地利用类型土壤分形特征,以期为沙地土壤风蚀的防治和生态建设提供理论指导.该文研究了毛乌素沙地7个典型样地的土壤分形维数,以及分形维数与土壤机械组成、土地利用类型、采样深度的关系.结果表明:(1)决定沙地土壤分形维数的主要是粉沙、极细沙和细沙的百分含量;粉沙与极细沙的百分含量和土壤分形维数呈极显著正相关关系,而细沙百分含量和土壤分形维数呈极显著负相关关系.(2)7种不同利用类型土地的土壤分形维数最大值为2.51,最小值为1.59;表层(0-10 cm)土壤的平均分形维数介于1.85～2.34之间,且从大到小依次为:草地＞固定沙丘＞半固定沙丘＞耕地1＞耕地2＞耕地3＞流动沙丘.(3)土壤分形维数在7类土地上随着采样深度有不同程度的波动,但整体上均呈线性下降趋势.  相似文献   

分形理论在农业工程中的应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

李建平  臧少锋 《农机化研究》2003,(1):129-131

综述了分形理论在粗糙表面表征、摩擦温升分布、磨损预测模型、机器故障诊断、土壤耕作和计算机水果检测中的应用现状。  相似文献   

冻干物料孔隙特性表征的分形模型与分形维数   总被引：8，自引：1，他引：8  

刘永忠  陈三强  孙皓 《农业工程学报》2004,20(6):41-45

为了定量表征冷冻干燥物料孔隙结构和形貌特性，采用两种多孔介质分形模型，通过压汞法研究冻干牛肉和冻干腊牛肉孔隙结构的分形特性。研究表明：对于孔隙特征尺度为1～100 μm的冻干牛肉和腊牛肉，采用Menger海绵模型表征孔隙结构时，尽管表观上表现出无标度区分段线性的特性，却无法确定合理的分形维数用于表征物料的孔隙分形结构；而采用热力学关系模型分析物料孔隙结构时，物料孔隙呈现显著的分形特性，并可给出合理的分形维数，该方法可用于定量表征冻干物料的孔隙分形结构特性。  相似文献