复杂景观类型区土壤属性空间变异的尺度效应与尺度推绎方法

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1、郑州大学硕士学位论文复杂景观类型区土壤属性空间变异的尺度效应与尺度推绎方法姓名：巫振富申请学位级别：硕士专业：土地资源管理指导教师：陈杰201205摘要系统地揭示土壤信息空间变异的尺度效应、准确地甄别不同空间尺度下土壤信息空间分异的主导过程和因素、探讨土壤属性制图中尺度推绎等多空间尺度数据综合利用问题，是在多尺度层面上理解土壤属性及其变异特征、在更广阔尺度范围内应用现有土壤数据服务于土壤科学研究与土壤资源利用管理实践的基础，具有重要的科学意义与实用价值。登封市位于中岳嵩山南麓，地形地貌多样、母质分异明显、土壤类型复杂。首先，基于不同空间尺度样点数据，分析土壤属性在不同尺度下的统计

2、特征和空间变异结构；其次，通过相关性分析、多重比较等，分尺度、分研究区对成土母质、土壤类型、局部地形因子和土地利用等土壤变异因素进行逐级筛查；最后，以土壤有机质含量预测制图为例探讨土壤属性预测模型的尺度效应，并对逐级尺度推绎方法进行了初步探讨。研究结果表明：(1)在山地丘陵复杂景观类型条件下，县域尺度(2kin一30kra以内)土壤有机质、石砾含量存在明显的多个变异尺度，而土壤全磷不明显。(2)土壤有机质、土壤石砾含量、土壤全磷在大尺度的空间分异受成土母质作用显著，且与高程极显著相关。在景观尺度，土壤有机质、土壤石砾含量和土壤全磷的影响因素产生明显分异，土壤有机质变化仅在山前洪积

3、扇区与高程显著相关，土壤全磷和石砾含量仍分别在三个景观区中与高程变化有显著关系。土壤类型、土地利用和坡向对土壤属性的影响不具有普遍意义，仅在低山丘陵洪积物母质区和山前洪积扇区对土壤属性差异有所表现，坡度仅在紫色土景观区对土壤全磷的影响有所表现。(3)小尺度土壤变异的细节得到准确表达，可以提高对大尺度数据的拟合精度；增加大尺度数据，比单独利用小尺度数据的制图效果提高。(4)在山前洪积扇区，强制应用区域尺度规律对景观尺度制图结果进行校正，降低制图精度；景观尺度上的规律对进一步提高田间尺度预测效果则具有一定作用。因此，景观复杂类型区土壤属性尺度效应明显；区域尺度、景观尺度和田块尺度下不

4、同土壤属性空间变异的影响因素和主导过程有所差别；嵌套采样条I摘要件下以回归Ⅻging方法预测土壤属性的最优方法是：单独用大尺度数据拟合趋势项，综合不同尺度数据拟合残差项嵌套变异函数模型：逐级尺度推绎方法效果仍不明确，在区域尺度一景观尺度的推绎无效，而在景观尺度一小尺度的推绎有效。关键词：土壤属性；空间变异；尺度效应；影响因素；尺度推绎方法ⅡAbstractTheaimofthispaperwastorevealscaleeffectsofspatialvariabilityofsoilattributessystematically,toidentifydominantproce

5、ssesandfactorsofspatialvariationatdifferentscalesaccuratelyandtoexplorehowmulti．scaledatasshouldbeusedmoreavailablyinsoilattributemapping,suchasscalingprocedure．Thathasimportantscientificsignificanceandpracticalvalueunderstandingspatialvariabilityofsoilattributesinmulti·scale，enhancingapplica

6、tionofexistingsoildatatotheresearchonsoilscienceandsoilresourcesutilizationmanagementpractice．DengfcngcountyislocatedinthesouthernfootofSongshan，characteredbycomplextopography,broadsoilparentmaterialandrichsoiltypes．Firstofall，thispaperanalyzedstatisticalcharacteristicandspatialvariationstruc

7、tureofsoilattributesindifferentscalesbasedonmulti-scalesamples．secondly,itstudiedtheinfluenceofparentmaterial，soiltypes，localtopographicfactorandlandusefactor0nsoilpropertiesthroughcorrelationanalysis，multiplecomparisonandSOonindifferentscale