四种粒径分级制度对土壤体积分形维数测定的影响

为揭示粒径分级对土壤体积分形维数测定的影响,采用激光衍射技术测定毛乌素沙地风沙土粒径组成,基于中国制、前苏联制、美国制和国际制4种不同粒径分级方法计算土壤体积分形维数.研究结果显示,(1)研究区土壤质地较粗,土壤颗粒组成以砂粒为主,占总体积的90%以上,而黏粒、粉粒含量相对较少;土壤体积分形维数大小排序为前苏联制(DSU)中国制(DCHN)国际制(DINT)美国制(DUS);(2)DCHN、DUS和DINT与土壤粘粒、粉粒和砂粒含量线性回归拟合效果良好,且相关性极显著(P0.01);DSU与土壤粉粒和砂粒含量相关性显著(P0.05),但线性回归拟合效果较差;(3)DCHN、DUS和DINT之间呈极显著正相关关系(P0.01),DSU与DCHN、DUS和DINT相关性较差,线性回归方程可实现DCHN、DUS和DINT之间的转化.综合考虑土壤颗粒组成信息、数值差异和相关性,美国制土壤粒径分级方法是计算土壤体积分形维数的较优选择.     

分形及其维数

本文扼要介绍了分形的概念以及分形的两种维数之间的区别与联系。     

陕西省退耕还林对土壤粒径分布体积分形特征的影响

退耕还林可引起土壤粒径分布的变化,通过测定陕西省吴起县和礼泉县两个样区不同土地利用类型下表层土壤各粒级百分含量,分析退耕还林对土壤粒径分布体积分形特征的影响。应用马尔文2000激光粒度分析仪测量各粒级体积百分含量,用双对数模型计算体积分形维数(D)。结果表明,吴起县和礼泉县两个样区土壤PSD的D值分别在2.490~2.526和2.638~2.699之间,顺序均为荒地人工林地农地。D值与黏粒和粉粒含量极显著正相关,相关系数分别为0.991和0.968,与极细砂和细砂含量极显著负相关,相关系数分别为-0.986和-0.851,与有机质含量显著正相关,相关系数为0.608。多元统计分析表明对土壤黏粒、粉粒和砂粒及D值影响较大的环境因子为区域,海拔,土地利用类型和退耕年限,其中土地利用类型和区域各自独立、互不相关地影响土壤粒径分布。     

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。     

三峡库区典型消落带土壤粒径分布及分形特征

为揭示三峡库区典型消落带土壤的独特性,通过野外调查和实验室定量分析,研究了消落带典型区阶地土壤粒径分布和分形特征。结果表明：该典型消落带土壤分形维数在2.80左右;共有3种质地的土壤,分别是壤质黏土、粉砂质黏土、黏壤土,两种黏土的分形维数不存在显著差异,黏土和壤土的分形维数差异显著且分形维数以黏土的较大。土壤粒径随高程增加表现为由尖峰胖尾分布向尖峰分布变化,在降水和江水的双重作用下,较高高程处小颗粒土粒含量较低,而较低高程处小颗粒土粒含量较高。淹水年限为3 a和1 a的不同植被类型下消落带土壤分形维数不存在显著差异。     

王朗自然保护区表层土壤颗粒粒径分布的分形特征

以王朗自然保护区7种土壤为对象,运用分形模型研究了该区表层土壤颗粒粒径分布的分形维数,分析了分形维数与土壤理化性质如有机质含量、全氮、全磷、pH及容重的关系.结果表明,王朗自然保护区表层土壤颗粒的分形维数Dp为2.679 6～2.741 4;各土壤颗粒粒径与累积重量的对数相关系数R2＞0.85(p＜0.05);通过逐步多元回归分析,土壤颗粒的分形维数仅与粒径为0.001～0.005 mm和小于0.001 mm土壤颗粒含量呈显著正相关(p＜0.05);此外,土壤颗粒的分形维数与土壤有机质、全氮、全磷和容重的关系不显著,然而土壤有机质含量与土壤全氮含量呈显著正相关(p＜0.05).通过对王朗自然保护区表层土壤颗粒粒径分布的分形维数的探究发现,该区土壤颗粒的分形维数偏低,土壤结构相对松散,易发生水土流失,需要加强该区生态建设.     

岷江上游河谷聚落特征及其演化分析

基于RS和GIS技术分析岷江上游1994年、2004年和2014年3个时期河谷聚落的时空分布,阐述其基本特征和演化规律.结果表明:河谷聚落是岷江上游最主要的聚落形态,全流域呈松散状,局部呈集聚分布;其总面积不断增大,聚落密度呈先集聚后局部衰退;平面形态整体上由规则向不规则形态变化;其斑块的分布特征为高程上整体逐渐向低海拔迁移,坡度上先向低坡度迁移后逐渐向5°～35°区迁移,全流域由1994-2004年的呈轴对称向2004-2014年间的东南、南、西南、西方向迁移.     

岷江上游干旱河谷区土壤水分含量及其动态

于2002年8月～2003年7月对四川西部理县干旱河谷区土壤水分状况进行了定位研究。结果表明：在理县干旱河谷区，不饲海拔高度0～50cm土层土壤平均含水量总的变化趋势是阴坡比阳坡高。而土壤水分空间异质性阳坡比阴坡大。同一坡向不同海拔的土壤含水量变化为2050m处的最高，1850m处的次之，1450m处再次之，1650m处最少，表明了在干旱区河谷的两岸坡面上部土壤水分状况最好，在坡面下部靠近河流处次之，中下坡水分条件最差。相同海拔高度，不同坡向土壤含水量都表现为随着土层深度的增加土壤含水量增加的趋势，且30～50cm土层的土壤含水量最高。     

平面分形曲线的几何构造及其维数

本文用几何方法构造了一类平面分形曲线，并讨论了它们的Ｂｏｘ维数．Ｐａｃｋｉｎｇ维数及Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ维数．     

分形中的局部维数及其动力学方程

提出了局部维数的概念,并在对Ｈａｕｓｄｏｒｆ维数推广的基础上推导出局部信息维数及局部填充维数与维数ｎ及概率密度的关系,进而推导出了经典分形场的动力学方程及量子体系分形场方程,从而有效地诠释了一些自然现象及生物现象中存在自相似结构的动力学机制。     

黔南曹渡河流域水系的分形分维研究

本文应用遥感技术,结合野外调查,研究了曹渡河流域水系的分形分维,初步建立起岩溶区流域水系的计算机扫描程序。首次推算出岩溶地貌斜坡带曹渡河流域的分数维值为1.54。通过与拉平河、平河两条小流域的对比研究,初步总结出不同地貌类型、不同地貌形态、不同地质构造和水文地质条件与水系分数维的关系。     

广义维数与负分维的上下界和极限

对多重分形及其奇异谱、质量指数、广义维数与负分维的数学理论进行了探讨,给出了广义维数易于应用的上下(?)和极限,关于负分维谱的上下界与极限也得到相应的结果.     

长江上游流域水文生态系统分区及保护措施

现行的水资源功能分区和水环境功能区划在水资源利用、水环境改善和水生态保护中起到了关键性作用.但对比国际上水环境管理的趋势和先进理念,其功能区划仍存在一些问题.譬如,多以水体现状使用功能为基础进行划分,缺乏水生态系统完整性考虑;也亦未考虑水体区域分异性,难以在水资源和水环境管理中实现因地制宜.本文结合国际先进理念及相关理论,并充分考虑长江上游流域水系的自然特征和生态特征,探讨了流域水文生态系统的概念和基于流域的水文生态系统分区的初步思想,提出基于流域的水文生态系统分区的定义和基本原则,建立了流域水文生态系统的完整性评价及其综合评价指标体系,并明确给出长江上游流域水文生态系统区划的方案.该区划方法充分体现了国外趋势与国内管理要求,同时兼顾流域尺度、协调思想、因地制宜和动态性,从而为长江上游流域水环境管理提供战略层次的科学参考和应用基础研究的技术平台.     

长江上游流域水文生态系统分区及保护措施

现行的水资源功能分区和水环境功能区划在水资源利用、水环境改善和水生态保护中起到了关键性作用.但对比国际上水环境管理的趋势和先进理念,其功能区划仍存在一些问题.譬如,多以水体现状使用功能为基础进行划分,缺乏水生态系统完整性考虑;也亦未考虑水体区域分异性,难以在水资源和水环境管理中实现因地制宜.本文结合国际先进理念及相关理论,并充分考虑长江上游流域水系的自然特征和生态特征,探讨了流域水文生态系统的概念和基于流域的水文生态系统分区的初步思想,提出基于流域的水文生态系统分区的定义和基本原则,建立了流域水文生态系统的完整性评价及其综合评价指标体系,并明确给出长江上游流域水文生态系统区划的方案.该区划方法充分体现了国外趋势与国内管理要求,同时兼顾流域尺度、协调思想、因地制宜和动态性,从而为长江上游流域水环境管理提供战略层次的科学参考和应用基础研究的技术平台.     

泾河流域水系分维特征及其生态意义

应用地理信息系统(GIS)提取河流信息,并在此基础上改进了传统的计盒方法,将其应用于泾河流域水系分形分析.同时探讨了分维数同流域地形、地貌、侵蚀程度、植被因子之间的相互关系.分形分析为流域水文学提供了新的研究方法.     

断层分维与裂缝系统的分形渗流研究

运用分形与重正化群理论，建立了复杂地质条件下裂缝系统的分形渗流模型．计算了实际断层系统的分维后揭示了断层与裂缝发育带以及储集空间的连通性与渗流性的密切联系．解决了勘探开发中的某些疑难问题．     

嘉陵江流域的水土流失及防治对策

阐述了嘉陵江流域的自然地理环境,分析了嘉陵江流域水土流失的特点和原因,邮防治水土流失的对策。     

考虑积融雪的BTOPMC模型及其在岷江上游流域的应用

对于有积雪覆盖地区的径流预报来说,积雪融雪模型至关重要,它直接影响着水文模型的适用范围和模拟精度.建立了一种基于温度指标的可用于缺资料流域的积融雪模型,并与分布式水文物理模型BTOPMC进行耦合.通过在岷江上游流域的应用发现,考虑积融雪过程的BTOPMC模型平均纳希效率系数达到75.26%,而原BTOPMC模型平均纳希效率系数仅69.58%,提高了5.68%.通过比较径流模拟曲线发现,考虑积融雪后的BTOPMC模型在积雪期和融雪期的模拟流量与观测流量更为接近.     

分形集维数的一种推广

本文推广分形集维数的概念,提出了维数型的概念,并证明了对任意一种维数型,都存在这种型的分形。     

磁性超微粒的线度效应和分形特性

讨论了磁性超微粒磁结构的线度效应(单畴结构,超顺磁驰豫)、磁特性的线度效应(饱和磁化强度、矫顽力、磁化率及磁转变温度)、磁聚集的分形特性以及线度效应对粒子分形聚集的影响,并介绍了目前有关的实验研究和理论工作进展.