祁连山区小流域青海云杉材积生长差异性

以祁连山区排露沟流域和天老池流域的青海云杉为研究对象,利用野外采集的树轮数据通过ForStat软件计算了青海云杉的5年连年材积生长量.首先分析了两个流域内的青海云杉材积生长量在海拔梯度上的差异,然后对比分析了两个流域相同海拔高度上材积生长量的差异.结果表明:青海云杉的5年连年材积生长量随着海拔梯度增加呈现出先增大后减少的趋势.在天老池和排露沟流域材积生长较好的青海云杉分别出现在2950～3050 m海拔带和2800～2900 m海拔带.除2850 m外的大多数海拔高度上,天老池流域的材积生长量要高于排露沟流域的.研究结果显示青海云杉的5年连年材积生长量具有显著的空间差异.     

川西亚高山暗针叶林恢复过程中根系生物量研究

运用空间代替时间的方法对川西亚高山暗针叶林恢复过程中根系生物量的变化及分布格局进行研究。结果表明:无论在低海拔(2 900~3 250 m)还是在高海拔处(3 250~3 600 m),随着森林的恢复,根系生物量逐渐增加。在低海拔处,不同恢复时期根系生物量为21.000~51.583 t/hm2;在高海拔处,不同恢复时期根系生物量为20.363~35.316 t/hm2。对于相同林龄的林分,高海拔处根系生物量比低海拔处均有所减少。在低海拔处,10~20 cm土壤层根系生物量最大,而在高海拔处,0~10 cm土壤层根系生物量最大。90%以上的根系生物量集中分布在0~30 cm的土壤层。径级5 mm的粗根生物量占根系总生物量的65.0%以上,径级2~5 mm的小根生物量所占比例最小。对于相同林龄的林分,粗根(径级5 mm)、小根(径级2~5 mm)和细根(径级2 mm)生物量呈现低海拔处大于高海拔处的趋势。     

祁连山北坡青海云杉群落β多样性垂直分布格局

祁连山自然保护区是我国生物多样性的热点区域,选择该保护区6个保护站具有代表性的青海云杉群落(Picea crassifolia Kom.)设置400 m2的样地16块,对群落的β多样性的垂直分布格局进行了分析。结果表明：青海云杉群落植物物种集中分布于海拔2 700~2 900 m,平均种数12.25种,2 700 m以下随海拔梯度的降低和2 900m以上随海拔梯度的增加,物种数都呈减少趋势;随海拔梯度升高相邻样地间共有种数、SΦrenson指数、Cody指数和Jaccard指数大致呈先降低后增加的趋势。沿海拔梯度升高,苔藓青海云杉林组成种类呈减少趋势,共有种数、SΦrenson指数和Jaccard指数呈先升高后降低的趋势,Cody指数呈先降低后上升的趋势;草类青海云杉林共有种数、SΦrenson指数和Jaccard指数逐渐降低,Cody指数则先降低后升高;青海云杉混交林组成种类、共有种数呈减少趋势,SΦrenson指数和Jaccard指数呈逐渐降低的趋势,Cody指数呈逐渐上升的趋势。     

崩尖子自然保护区锐齿槲栎林种群结构与生活型谱垂直分布规律研究

研究湖北省长阳县崩尖子自然保护区锐齿槲栎林的种群结构和生活型谱以及与海拔高度之间的关系.结果显示:锐齿槲栎林在研究区主要分布于海拔1 400~1 800 m处,群落结构相对简单;随着海拔升高,锐齿槲栎胸径逐步增加,低海拔地区以小径级(DBH≤10 cm)个体居多,随海拔升高大径级(DBH20 cm)树木比例增加;沿海拔梯度,锐齿槲栎的平均树高和平均胸径都呈现出逐步增大的趋势;最大胸径值起伏较大,发展趋势不甚明显;植物生活型组成以高位芽植物为主,其次是地面芽和地上芽植物,1年生植物较少,未统计到隐芽植物;不同海拔的植物生活型谱有所不同,较低海拔地段Raunkiaer生活型谱呈"U"形,其他3个高海拔样地大致呈"L"形.     

东大河林区青海云杉种群空间分布格局在海拔梯度上的变化

应用格局指数、聚集强度指数和聚集均数,研究了祁连山东大河林区青海云杉种群的自然分布、空间格局及其在海拔梯度上的变化。结果表明,海拔2836、3012m青海云杉群落是草类-青海云杉林,青海云杉种群空间格局都是聚集分布;海拔2302、2962、3082、3111、3000、3122m青海云杉群落是藓类-青海云杉林,青海云杉种群空间格局是聚集分布;海拔3186、3193m青海云杉群落是灌木-青海云杉林,3186m青海云杉种群空间格局是聚集分布,3193m青海云杉种群呈随机分布。再计算聚集均数,结果表明,海拔2836、3186m的聚集均数小于2,种群聚集分布是由环境的作用引起造成的;海拔2302、2962、2991、3000、3012、3082、3111、3122m的聚集均数大于2,说明青海云杉种群呈聚集分布的原因是种群生物学特性与环境共同作用的结果。     

植被恢复过程中土壤团聚体分形特征研究

通过野外调查和室内分析,运用分形理论,研究了典型黄土丘陵沟壑区安塞纸坊沟流域植被恢复过程中土壤团聚体含量及分形特征,以期为黄土高原植被恢复和生态建设提供科学指导.研究结果表明:(1)恢复早期(7年)有利于大团聚的形成,但0.16 mm粒级的团聚体含量在各恢复年限中都占有最大比例.(2)分形维数随年限在2.68~2.89间变化,其中恢复7年分形维数最小,但仅有15年和24年恢复年限差异显著.土层间分形维数值为2.75~2.83,以表层0~10 cm分形维数最小.(3)分形维数与平均质量直径和0.25 mm团聚体均呈极显著负相关,与0.16 mm团聚体含量呈极显著正相关关系.     

祁连山北坡青海云杉群落物种多样性在海拔梯度上的变化

用样地法对祁连山北坡东大河林区青海云杉群落进行调查,用物种丰富度指数(S)、Margale指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀度指数(E)、Jaccard指数(CJ)、Cody指数(βC)测定了青海云杉群落物种多样性在海拔梯度上的变化。结果表明,祁连山北坡青海云杉群落物种多样性在海拔梯度上的变化有不同的表现:苔藓-青海云杉林的物种丰富度和多样性变化趋势最明显;草类-青海云杉林物种丰富度和多样性变化趋势不明显;灌木-青海云杉林物种丰富度和多样性达到最高。     

西天山荒漠草原土壤盐分和组成分布研究

本文通过设置样地采样调查来分析西天山脚下的荒漠草原土壤的盐分及其组成.本实验设计两个海拔梯度处理,分别为海拔1 501 m(海拔1)和海拔1 407 m(海拔2),每个海拔处理分别设置0 cm~10 cm,10 cm~20 cm和20 cm~50 cm三个不同的土壤深度进行采样,每个处理三次重复.试验结果显示西天山荒漠草原土壤的主要盐分组成为Na2SO4,Ca(HCO3)2,KHCO3,Mg(HCO3)2和Mg Cl2.两个海拔处理的结果均显示离子浓度在土壤底层20 cm~50 cm有最大浓度.相同深度的土壤层次间比较结果为海拔1的Cl-,SO42-,Na+和表层的K+均高于海拔2.本结果指出西天山荒漠草原土壤的化学离子在雨水充足的季节属于底聚性,并且有可能随着地下水及雨水的运动加重伊利河谷谷地的土壤盐分威胁.     

漳州平原变性土粒径分布分形维数特征

 分形是许多自然事物和现象的客观特征之一。根据不同地形及土地利用/土地覆盖,从漳州平原不同地域分别采集22个0~60cm土层土壤样品,测定土壤各粒径质量分数,结果说明变性土土壤颗粒具有一定的分形特性。在此基础上,论述了漳州平原变性土粒径分布分形维数的变化特征以及土壤粒径分布分形维数与土壤性状间的关系。结果表明,漳州平原22个土壤样品粒径分布分形维数介于2.756~3.002之间,在垂直方向上,土壤粒径分布分形维数具有随着土层深度增加而增大的变异规律。通过回归分析发现,土壤粒径分布分形维数与各粒级颗粒质量分数明显呈线性关系,正负相关性以粒径r=0.1mm为界,即其分形维数与r>0.1mm的颗粒质量分数负相关,与r<0.1mm的颗粒质量分数正相关。土壤粒径分布分形维数随着植被覆盖度的增大而增加,并且土壤粒径分布分形维数随地形发生变化,表现为坡下>平地>坡上。     

新疆玛依湖区土壤盐渍化过程中土壤粒径分形特征

以新疆玛依湖为研究对象,以不同湖区和不同土层深度的土壤粒径分布数据为基础,利用单重分形方法,分析了土壤粒级与分形维数间的关系以及土壤盐渍化过程中土壤分形维数的变化特征.结果表明:①玛依湖区土壤颗粒的主要组成部分为粉粒,土壤质地类型主要为粉壤土、粉土、砂土和砂质壤土,湖区土壤分形维数D值在1.79～2.71之间,分形维数水平方向上表现为东西向呈直线减小趋势,南北向呈先增大后减小趋势,垂直方向上表现为从表层(0～20 cm)向底层(60～80 cm)呈先降低后升高再降低趋势.②玛依湖区土壤均呈现不同程度的盐渍化,重度盐渍化的占比最大,为37.25%;轻度盐渍化和中度盐渍化的占比相近,分别为30.28%和31.47%.③土壤分形维数可以作为湖区土壤发生盐渍化的指标,当D值大于2.28时,土壤出现中度盐渍化;当D值大于2.38时,土壤出现重度盐渍化.玛依湖是克拉玛依市东部生态屏障的水源地,湖区的生态环境关系着克拉玛依市主城区的生态安全,研究湖区土壤盐渍化过程中土壤粒径分形维数的变化特征,能够为湖区土壤盐渍化治理提供科学指导.     

采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征

分别通过二维光学图像法和三维X射线断层扫描法计算单一粒径土壤团聚体分形维值.土样采自重庆北碚西南大学稻田垄作免耕长期定位试验点,采用湿筛法对土样进行粒径分级,二维分形特征研究的团聚体粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.2 0 0,0.2 0 0~0.4 5 0,0.4 5 0~1.0 0 mm;CT扫描研究所用原状土样粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.0 2 5,0.0 2 5~1,1~2 mm.结果表明:二维光学图像法得到的单一粒径土壤团聚体孔隙分形维值介于1.1 7~1.5 4;三维X射线断层扫描结果显示团聚体中孔隙分形维值在1.3 5~1.6 5之间,团聚体的分形维数介于2.0 6~2.2 0之间,且分形维数随粒径增大而减小.采用二维光学图像和三维断层扫描均可用于定量研究不同粒径土壤团聚体中孔隙的分形特征,而采用三维X-射线断层扫描可以定量描述单一粒径土壤团聚体的分形特征.     

R / S 分析法在石家庄市栾城区土壤含水量动态分析中的应用

为探讨石家庄市栾城区(以下简称栾城区)农田土壤含水量的长期演变规律和机理,采用重标极差分析法计算2002—2008年栾城区深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数及分形维数。结果表明:深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数分别是0.738、0.877、0.953,均大于0.5,表明不同层次土壤含水量变化存在着趋势性成分;分形维数的数值分别为1.262、1.123、1.047,表征了土壤含水量波动幅度随着土壤深度的增加而减小的趋势,与实际观测结果一致。     

黏土矿物微观孔隙结构的分形特征

以深部软岩中黏土矿物为研究对象,运用Image-proplus专业图像分析软件,对黏土矿物微观结构SEM图像进行处理,提取孔隙信息,结合分形理论,对微观孔隙结构进行分形数值分析。研究表明：软岩中黏土矿物微观孔隙结构分布具有分形特征,试样的分形维数在1~2。具有不同微观结构形态的相同类型黏土矿物和具有同种微观结构形态的不同类型黏土矿物,其分形维数均有差异。孔隙分布均匀程度与分形维数成反比。     

不同修枝强度对红皮云杉生长的影响

以吉林省敦化市大石头林场和大蒲柴河林场红皮云杉人工林为对象,研究红皮云杉人工林在未受干扰情况下的径向生长特征,以及林木径向生长和高生长对不同修枝强度的响应.结果显示:未受干扰的红皮云杉人工林径级结构呈正态分布,主要集中分布于中、小径级,8～10 cm分布株数最多;当红皮云杉人工林平均胸径达到14 cm后应进行修枝抚育,修枝强度为1/4～1/3时,促进红皮云杉生长的效果最佳.     

基于高压压汞法的泥页岩储层分形研究——以松辽盆地青山口组湖相泥岩为例

基于高压压汞数据,以松辽盆地青山口组湖相泥岩为例,首次利用分形理论研究泥页岩孔隙结构分形特征.根据毛管压力曲线和J函数曲线的分形几何公式获得泥页岩过渡孔(10~100 nm)分形维数.过渡孔分形维数与泥页岩组成、结构(有机地球化学参数TOC、S1、S2,孔隙结构)之间关系分析表明:过渡孔分形维数随TOC含量增加而呈现先降低后趋于平缓的趋势;中值孔径相比较平均孔径、最可几孔径,与过渡孔分形维数相关性最强;黏土矿物中不同组分对孔隙的影响不同,从而泥页岩过渡孔分形维数与黏土矿物含量相关关系均较差;石英受自身脆性、溶蚀作用及次生加大等作用的影响,与过渡孔分形维数相关性较差;过渡孔孔隙结构越复杂,非均质性越差,汞越容易滞留其中,退汞效率越低.     

表土粒度特征对风蚀荒漠化的响应

 为了阐明风蚀对表土粒度特征的影响,采用时空替代法选择毛乌素沙地5 种不同利用类型的土地（草地、新垦耕地、7~8 年耕地、>20 年耕地、沙丘）,以其表层土壤（0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 cm）为研究对象,通过野外实地采样和室内实验相结合的方法进行土壤机械组成与土壤颗粒分形分析。结果表明：1）5 个样地表层土壤机械组成均以细沙质量分数最高,为62.52%~80.40%,粗沙质量分数最低,仅为0.16%~0.43%,不同粒级土壤颗粒的质量分数高低排序为：细沙>中沙>极细沙+粉沙>粗沙,说明研究区土壤基质组成以细沙为主,沙物质分选好;2）5 个样地不同采样深度上的粗沙和中沙质量分数从大到小为0~1 cm>1~2 cm>2~3 cm>3~4 cm>4~5 cm;细沙质量分数各层次之间差异不显著（P=0.4558）,以0~1 cm 层的质量分数最低;极细沙+粉沙的质量分数0~1 cm和1~2 cm层显著低于其他3层（P=0.0126）,表明从草地到沙丘的演化是一个主要以极细沙+粉沙质量分数减少的风蚀荒漠化过程;3）土壤颗粒分形维数与极细沙+粉沙的质量分数呈极显著正相关关系,D=0.3661lnx+1.3409（P<0.0001）。5个样地的土壤颗粒分形维数存在极显著差异（P<0.0001）,从大到小依次为：草地（2.579）、新垦耕地（2.479）、7~8年耕地（2.361）、>20年耕地（2.100）、沙丘（1.716）。因此认为土壤颗粒分形维数可替代土壤机械组成来表征土地风蚀荒漠化的程度。     

基于分形理论研究RTSF混凝土冲击压缩性能

为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土的冲击压缩性能,利用分离式霍普金森压杆对普通混凝土(F0)、工业钢纤维(ISF)混凝土和RTSF混凝土进行冲击压缩试验,统计冲击破坏后的碎块数量并计算分形维数.结果表明:RTSF混凝土冲击破坏形态分为三种类型,即周边张应变破坏、留芯破坏和整体破坏;应变率在55~125s^-1左右时,不同掺量RTSF混凝土的分形维数范围为1.33~2.25;分形维数随RTSF掺量增加出现先减小后增大的趋势,RTSF 0.75混凝土分形维数最小;不同掺量的RTSF混凝土的分形维数随应变率增加而增大;不同应变率下RTSF混凝土的动态抗压强度及断裂能均随分形维数的增加而增大;ISF 1.00的分形维数、动态抗压强度和断裂能均介于RTSF0.75和RTSF1.00之间,RTSF 0.75比ISF 1.00(纤维长度为35mm,长径比为65)能更有效提高混凝土的冲击压缩性能.     

三维分形生长的计算机模拟及其维数

按照三维DLA模型的规则,分别在最近邻和次近邻的条件下用计算机模拟凝聚体三维分形生长情况,采用回转半径法计算三维DLA模型的分形维数.结果表明,近邻条件不同长成了不同的凝聚体外貌,但三维DLA模型有相同的分形维数,说明凝聚体的分形维数与点阵的结构在小范围粒子数内关系不大.     

蒙古栎纯林下萌发种子布局分形分析

本文对蒙古栎纯林下的萌发种子的布局进行分形分析,结果表明:自然条件下蒙古栎的发芽率较高;较为适宜的分形分析尺度在0.4～1.0之间;不同萌发萌发率的蒙古栎种子分布极不均匀,在不同尺度下,分形维数变化较大;随着不同萌发率梯度的增加,其分形维数有线性增加趋势.     

特大冰冻干扰对大明山常绿阔叶林树冠及林冠层状况的影响

【目的】通过对大明山南亚热带山地常绿阔叶林72个400m^2样地的调查,了解特大冰冻干扰对南亚热带山地常绿阔叶林树冠和林冠状况的影响。【方法】2009年,在大明山海拔934~1223m的范围内,按上、中、下坡设立3组调查样地,每一组样地包括24个20m×20m样方,对胸径≥5cm的林木进行调查,记录种名、胸径、树高、冠长、冠幅、座标及受损类型等。【结果】经统计,在调查的胸径≥5cm的2538株林木中,有1714株受到不同程度损伤,占总数的67.53%,其中轻度损伤占47.75%、重度损伤占19.78%。总体上,不同坡位的冠损状况相似,均以轻度损伤为主,但表现有所不同,上坡轻度损伤比例最小（40.94%）,严重损伤的比例最高（26.49%）;中坡与之相反,轻度损伤比例最大（52.38%）,严重损伤比例最小（16.52%）;下坡损伤比例最低。胸径影响树木的受损类型和程度,呈现出随着胸径的增加,树冠受损的比例逐渐增大,并在30~40cm径级（上坡）和40~81cm径级（中坡和下坡）达到最大值。断枝比例（包括断枝少和断枝多）随胸径增大而增大,而断梢和失冠则随胸径增大而减小。落叶树种比常绿树种受损更重。冰冻灾害后,林冠叶面积指数显著下降,散射透光系数和直射透光系数显著增加。【结论】特大冰冻干扰对大明山常绿阔叶林已造成严重影响,受冰冻灾害的长期影响,大明山常绿阔叶林的树冠和林冠状况发生了显著的变化,由半圆球形树冠演变为狭窄的圆柱形树冠,以适应冰冻干扰和气候变化的影响。