全 文 ：　 核 农 学 报　2010, 24 (1) : 0098～0103
Journal of N uclear Agricultura l Sciences
文章编号 : 100028551 (2010) 0120098206
典型黑土直型坡耕地土壤侵蚀强度的小波分析
王　禹 1, 2 　杨明义 1 　刘普灵 1
(11中国科学院 /西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 ,陕西 杨凌　712100;
21中国科学院研究生院 ,北京　100049)
摘 　要 :土壤侵蚀导致东北黑土坡耕地土地质量严重退化 ,研究东北黑土区典型坡耕地的土壤侵蚀规律 ,
对控制坡耕地的水土流失以及深化土壤侵蚀规律的认识具有重要的意义。本研究通过采集开垦近 100
年的黑土直型坡耕地的土壤样品 ,利用 137 Cs示踪技术 ,结合小波分析方法 ,研究了长坡长直型坡耕地 50
多年来土壤侵蚀强度的空间变化规律 ,结果显示 4个断面顺坡方向上的坡面侵蚀强度均存在着坡长为
142m的强弱交替变化的波动周期 ,这反映了长坡长直型坡土壤在长期的降雨侵蚀过程中 ,泥沙沿坡面
输移的强弱交替变化。通过对 4个断面的侵蚀速率的数学拟合发现 ,用正弦函数的和拟合的结果最好 ,
R2 均在 0196以上 ,进一步说明了直型坡面侵蚀随坡长变化的波动性规律。所研究的断面控制面积内
平均侵蚀速率为 3054 t·km - 2 ·a - 1。
关键词 :土壤侵蚀强度 ;空间分布 ;小波分析 ; 137 Cs;坡耕地 ;黑土
THE W AVELET ANALY S IS O N THE SO IL ERO S IO N INTENS ITY IN THE
BLACK SO IL STRA IGHT CULT IVATED SLO PE
WANG Yu1, 2 　YANG M ing2yi1 　L IU Pu2ling1
(11S tate Key Laboratory of Soil Erosion and D ryland Farm ing on Loess Plateau, Institu te of Soil and W ater Conservation, Chinese
A cadem y of Sciences /N orthwest Sci2Tech U niversity of A gricu lture and Forestry, Yangling, Shaanxi　712100;
21Graduate School, Chinese A cadem y of Sciences, B eijing　100049)
Abstract: The soil quality of the northeast black soil cultivated slopes had been degenerated seriously due to soil erosion.
An understanding of the spatial distribution of soil erosion was important for designing conservation p rogram s and
deepening the soil erosion rules. In this paper, soil samp les were collected on a long and straight cultivated slope which
located in keshan county in Helongjiang Province along 42transects, and the spatial distribution of soil erosion intersity
was studied using 137 Csmeasurement and wavelet analysis. The results showed that there existed a fluctuant period of soil
erosion intensity with 142m along 4 transects downslope, which suggested that the downslope intensity of soil transporting
alternately changed between weak and strong during the impact of long2term erosive rainfall. Moreover the average
erosion rate within the study area was 3054 t·km - 2 ·a - 1 , the best fitting result (R2 > 0196) of the soil erosion rates
along the four transects was the sum of sine function. It was further convinced the correctness of the fluctuant of the
erosion intensity on the study slope.
Key words: soil erosion intensity; spatial distribution; wavelet analysis; 137 Cs; cultivated slope; black soil
收稿日期 : 2009208205　接受日期 : 2009210213
基金项目 :国家重点基础研究发展规划“973”(2007CB407201) ,教育部“新世纪优秀人才”支持计划
作者简介 :王　禹 (19832) ,男 ,内蒙古鄂尔多斯人 ,在读硕士生 ,主要从事土壤侵蚀研究的新技术、新方法研究。E2mail: wann766@1261com
通讯作者 :杨明义 (19702) ,男 ,山东莱州人 ,研究员 ,主要从事土壤侵蚀核示踪技术研究。E2mail: ymyzly@1631com
89
　1期 典型黑土直型坡耕地土壤侵蚀强度的小波分析
　　中国的东北黑土区土壤肥沃 ,是我国著名的“粮
仓 ”。然而由于长期以来的过度垦殖导致土壤侵蚀日
益严重 ,坡耕地已成为水土流失的主要源地 ,使得黑土
区耕地的土壤质量严重退化 ,对我国的粮食安全构成
了严重威胁 ,因而控制黑土区坡耕地的水土流失是目
前十分紧迫的任务。
黑土区坡耕地是典型的坡长、坡缓的漫川漫岗侵
蚀地貌 ,世界上著名的美国侵蚀预报模型 USLE就是
在这样地形特点的土地上发展起来的 ,因此 ,研究东北
黑土区典型坡耕地的土壤侵蚀规律 ,对控制坡耕地的
水土流失以及深化土壤侵蚀规律的认识都具有十分重
要的意义。
由于能对坡面侵蚀 - 沉积提供量化信息 ,五十多
年来 137 Cs示踪技术已在世界各地广泛应用于土壤侵
蚀研究 [ 1 ] ,近些年 ,该技术也应用到东北黑土区的土
壤侵蚀研究中 [ 2, 3 ]。国内外许多对坡耕地土壤多年平
均侵蚀速率的研究都发现 ,坡面侵蚀速率沿坡长具有
波动性变化的特点 [ 4～9 ]。这种波动性的特点是长时间
尺度下外营力作用于表层土壤 ,在坡面上留下的信号 ,
这种“信号 ”的处理就为引入小波分析的方法奠定了
基础。小波分析 [ 14～16 ]是近年来在应用数学中迅速发
展起来的新方法 ,是一种时、频多分辨率分析方法 , 具
有时频局部化功能 , 可以对函数和信号系列进行多尺
度细化分析 , 以分析不同尺度 (周期 ) 随时间的演变
情况 ,被人们称为“数学显微镜 ”。从目前公开发表的
成果来看 ,小波分析在资源环境方面已广泛应用于降
水﹑径流﹑气温等方面的研究 [ 10～13 ] ,但还没有在土壤
侵蚀研究方面的报道。
本研究采集黑龙江省克山县典型黑土区一块开垦
近 100年的长坡长直型坡耕地土壤样品 ,通过 137 Cs示
踪技术得到坡面侵蚀强度空间分布 ,再利用小波理论
定量分析侵蚀强度的空间变化规律 ,为深入了解长坡
长直型坡侵蚀过程与机理及东北黑土水土流失的治理
提供科学依据。
1　研究区概况
研究区位于黑龙江省克山县发展乡 (N: 48124°,
E: 125131°)。克山县位于黑龙江省西部 ,是小兴安岭
伸向松嫩平原的过渡地带 ,具有中温带大陆性季风气
候特点 ,寒暑变化明显 ,年平均气温 214℃,年降水量
499mm。境内土壤肥沃 ,有黑土、草甸土、暗棕壤、黑钙
土、沼泽土、火山灰土 6个土类 ,其中黑土占 81% ,属
典型黑土区。本次研究的对象是克山县黑土区典型的
漫川漫岗式坡耕地 ,开垦历史近 100年 ,坡长近 500
m,坡度均一 ,顺坡方向坡度 3°,该地顺坡起垄耕作 ,故
耕作方向与径流方向一致 (图 1)。该坡面同时还存在
垂直于径流方向的坡面倾斜 ,坡度 2°。该坡地主要种
植大豆。
图 1　采样区坡耕地地形与采样点分布图
Fig. 1　The landform of study area and
distribution of samp le sites
2　样品的采集与处理
土壤样品采集于 2007年 10月 ,沿着径流和耕作
的方向 ,选择 A、B、C、D 4个纵断面进行采样 ,采样点
分布如图 1,每个断面选取 12个点 ,在坡脚处加密。
各断面间相距 20m。土壤样品用直径 6cm,高 15cm的
土钻垂直于水平面打入坡面采集 ,采样深度为 30cm,
坡底部位采样深度 45cm。
137 Cs背景值采样区选择在距离 8km外的黑龙江
省农垦总局克山农场的一处原始次生林保护区内。该
保护区从农场 1952年建设之初就被保护 ,从未被人为
扰动。137 Cs背景值采样点选择在林间平坦空白地内 ,
空白地面积较大 ,杂草繁茂 ,共采点 14个 ,其中分层样
点 2个。通过分析 ,保护区所有样点的 137 Cs含量平均
值为 2500Bq·m - 2 ,该值就作为研究区的 137 Cs背景
值。
试验区样品在实验室风干后 ,挑拣出其中的植物
残体 ,磨碎后充分搅拌使之混合均匀 ,过 60目筛 ,称取
300g左右装入与标准源相同的样品盒中待测。137 Cs
比活度测定用美国 ORTEC公司生产的数字化高纯锗
8192道γ能谱仪 ,根据在 66116keV的谱峰全面积求
算 ,样品测量时间 28800 s,仪器重复测量误差在 95%
置信水平下 ≤6%。
99
核　农　学　报 24卷
3　小波分析的基本原理
小波变换的含义是 [ 15, 16 ] :把某一被称为基本小波
(母小波 ,Mother wavelet)的函数ψ ( t)作位移τ后 ,在
不同尺度 a下与待分析函数 f ( t)作内积 ,形如 :
C ( a,τ) = 1
a ∫
+∞
- ∞
f ( t)ψ( t - b
a
) d t, a > 0
(1 - 1)
式中 , a为尺度因子 , b为平移因子 , C为小波系数 ,ψ
t - b
a
是复共轭函数。经过基本小波与待分析函数作
内积后 ,可分解得到不同尺度下的小波系数。
小波方差反映了波动的能量随尺度的分布 ,可以
客观而有效的确定一个待分析序列中存在的主要周
期 ,方差的峰值处所对应的尺度即为该序列的主要周
期尺度 [ 11 ]。小波方差 V ar ( a ) ,是指小波变换系数
W f ( a, b) 的平方在时间域上对 b的积分 ,即 :
V a r( a) = ∫
+∞
- ∞
W f ( a, b) 2
a
2 db (1 - 2)
　　对于同一信号 ,运用不同的母小波进行小波变换
会得到不同的分析结果 ,如何选择最优的母小波成为
小波变换的关键 [ 17 ]。小波变换系数 W f ( a, b)的物理
意义是信号与母小波的相关系数 ,即反映了在尺度 a
下、位置 b处的母小波与该段局部信号的相似程度。
W f ( a, b)的值越大 ,表明局部信号与母小波越相似。
复值 Morlet小波能够有效地提取特征时间尺度信
号在不同时间的强弱和位相两方面的信息 ,并且能够
很好地消除用实数型小波变换系数作为判据而产生的
虚假振荡 ,对资料序列进行时、频局部化分析 [ 11 ]。因
此 ,本文在进行连续小波变换时选用复值 Morlet小波 ,
其形式为 :
φ( t) = e- t2 /2 eiω0 t (1 - 3)
它的傅里叶 ( Fourier)变换为φ (ω) = 2πe- (ω -ω0) 2 /2 ,
当ω0 ≥5时近似满足允许性。其伸缩尺度 a与 Fourier
分析中周期 T的关系为 : T = 4πa / (ω0 + 2 + ω20 ) ,
Matlab软件中 Morlet变换默认ω0 = 5,本研究取该默
认值 ,则根据上式有 :
T≈ 1. 2325a (1 - 4)
4　结果分析与讨论
411　坡面 137 C s的空间分布
整个研究区的 137 Cs分布空间变异很大 ,全部样点
图 2　研究区 137 Cs含量等值线图
Fig. 2　The isoline for 137 Cs inventory
within the study area
137 Cs含量介于 626101～3330148 Bq·m - 2之间 ,平均
为 1589104Bq·m - 2 ,变异系数达 40162%。图 2是整
个坡面 137 Cs含量等值线图。由图 2可以看出 ,坡面的
137 Cs含量分布大致表现为坡中部最低 ,坡中上部至坡
顶部分稍高 ,而坡中下部至坡底部分含量最高 ,全部采
样点中只有坡底部少数样点的 137 Cs含量大于背景值 ,
整个坡面的 137 Cs分布大致呈由坡顶至坡底先减少后
增加的趋势。
图 3　各断面 137 Cs含量变化图
Fig. 3　The 137Cs inventory along each transect
从断面上看 (图 3) ,各个断面 137 Cs含量的分布呈
现出明显的波动性趋势 ,在顺坡方向上 , 137 Cs含量不
断呈现出“增加 —减少 ”互相交替的趋势。各断面的
137 Cs含量总体表现为 A断面各点的 137 Cs含量明显大
于其他 3个断面对应的点 ,这主要是因为垂直于主坡
向上的斜坡的存在 , A断面位于斜坡的最下方 ,由于起
垄耕作 ,斜坡方向不易产生径流 ,应该是多年的犁耕作
用致使部分土壤沿着斜坡方向发生了运移 ,使得 A断
面土壤中 137 Cs含量增加。
001
　1期 典型黑土直型坡耕地土壤侵蚀强度的小波分析
412　坡面侵蚀速率空间分布的小波分析
为了更好地说明坡面土壤侵蚀速率的空间分布 ,
我们引入小波分析的方法 ,即根据 137 Cs含量的坡面分
布 ,在不计算具体侵蚀速率的前提下 (如果用 137 Cs含
量转化为侵蚀速率 ,则可能产生更多的误差 ) ,用小波
分析的方法 ,对其坡面侵蚀规律进行数学分析。
由于每个断面的采样点较少 (只有 12个 ) ,所以
先采用克里格 Kriging插值法对“坡长 - 137 Cs含量 ”序
列进行插值 ,每个断面得到了具有 100个样点的“坡
长 - 137 Cs含量 ”序列 ,然后用各点 137 Cs含量减去背景
值 ,得到待分析序列 (下文中全部简称为 137 Cs差值序
列 ) ,根据 137 Cs示踪的原理 ,该序列代表的意义是 :若序
列中值为负并且其绝对值很大 ,则意味着其侵蚀强度
很大 ,反之 ,若其绝对值很小则侵蚀强度也很小 ;若该
值为正则意味着发生了沉积。
因为复值 Morlet小波进行小波变换时 ,小波系数
实部的变化趋势与原序列的起伏是基本一致的 [ 10 ] ,并
且小波系数和各点 137 Cs含量与背景值的差值之间存
在着正相关关系 ,这样根据 137 Cs示踪法以及小波变换
的原理 ,所得小波系数中的正值对应为侵蚀强度较弱 ,
负值则对应为侵蚀强度较强 ,某一坡长尺度的小波系
数的极大值与极小值的交替出现对应着该坡长尺度下
土壤侵蚀强度的“极弱 —极强 ”交替变化。
由小波方差的含义可知 ,小波方差可以客观而有
效地确定一个待分析序列中存在的主要周期 ,为了检
验每个断面的侵蚀强度是否存在周期性变化 ,我们利
用 MATLAB软件的小波工具箱 ,对各断面采样点的
137 Cs差值序列进行 Morlet小波变换 ,得到了每个断面
的小波变换系数的实部。然后根据公式 (1 - 2)计算 ,
得到了这 4个断面 Morlet小波变换的小波方差。
图 4　各断面小波方差图
Fig. 4　The wavelet variance of each transect
　　图 4是各个断面 137 Cs差值序列小波变换的小波
方差图。结果表明 , 4个断面的 137 Cs差值序列几乎具
有同样的振荡周期 ,除断面 A峰值处尺度为 120m外 ,
其余 3个断面尺度均为 115m处 (断面 D虽然还存在
一个稍短坡长的振荡周期 ,但其主振荡周期是尺度
115m处 ) ,考虑到整个坡面近 500m的坡长 ,可以认为
它们的振荡周期是一致的 ,根据公式 (1 - 4) , 115m的
坡长尺度反映到实际 500m 坡长上波动周期约为
142m。因此可以认为 ,这 4个断面的坡面侵蚀强度分
布都遵循同样的侵蚀波动规律。这反映了长坡长直型
坡土壤在长期的降雨侵蚀过程中 ,泥沙沿坡面输移的
周期性变化 ,即当坡面汇流产生侵蚀时 ,随着径流量的
增大 ,侵蚀能力逐渐加强 ;随着径流中泥沙浓度的渐趋
饱和 ,径流侵蚀能力减弱 ,甚至释放出部分泥沙 ,当泥
沙浓度降低时 ,径流侵蚀能力又逐渐加强 ;另外由于降
雨类型、降雨强度的变化 ,更加强了坡面侵蚀的周期性
变化。从断面 A反映的尺度周期也可以说明 ,尽管该
断面受到斜坡方向耕作输移土壤的影响 ,但仍是主径
101
核　农　学　报 24卷
流方向水蚀作用的影响明显 ,产生了和其他断面近乎
一致的侵蚀振荡周期。
根据小波变换的特点 ,以断面 B为例来分析坡面
侵蚀规律的局部化性质。图 5是断面 B 137 Cs差值序
列 ,图 6是该序列小波变换的系数实部等值线图。由
前文叙述知 ,在小波系数实部等值线图中 ,实线代表原
序列 (即 137 Cs含量与背景值的差值 )的上升趋势 ,而虚
线则代表原序列的下降趋势 ,值的大小反映了升降趋
势的强烈程度 ,正或负中心为升或降最强烈之处 ,对应
则为侵蚀强度减弱与增强的最强烈之处。
图 5　断面 B的 137 Cs差值序列
Fig. 5　The series of difference of 137 Cs
inventory of transect B
图 6　断面 B 137 Cs差值序列的 Morlet
小波变换系数实部等值线图
Fig. 6　The isoline for the real components
of wavelet coefficients of difference of 137 Cs
inventory of transect B
从图 6中可以看出 ,在 110m左右坡长尺度下 ,坡
面侵蚀强度的变化规律非常明显 ,在坡面范围内一共
发生了 7次“侵蚀最强 - 最弱 ”的相互交替 ,其波动现
象非常明显 ,存在 3个侵蚀最弱中心 ,分别对应坡长
123175m、272125m及 41518m处 ; 4个侵蚀最强中心 ,
分别对应坡长 54145m、198100m、343175m及 480115m
处。这与上文所述 142m的振荡周期是基本一致的 ,
即断面 B土壤侵蚀强度的变化存在着 142m的强弱交
替发生的“振荡周期 ”。这里的振荡周期是以坡长 m
为单位的 ,并且这个振荡存在于整个坡长范围内。图
7是断面 B 137 Cs差值序列 Morlet小波变换 115m尺度
对应下的小波系数实部。该图中所显示的周期性质更
为明显。
图 7　断面 B的 137 Cs差值序列 Morlet
小波变换 115m尺度下的小波系数
Fig. 7　The wavelet coefficients at scale
of 115 meter in Morlet wavelet transform of the
difference of 137 Cs inventory of transect B
413　坡面年均侵蚀速率的数学拟合
由于坡面每个断面存在一致的侵蚀强度周期性变
化 ,那么坡面侵蚀速率沿坡长的变化规律则可以用三
角函数的形式来拟合。坡面土壤中 137 Cs含量转化为
年均侵蚀速率的模型采用 W alling[ 18 ]的 MB2模型 ,其
表达式为 :
dA ( t)
d t
= (1 - Γ) I ( t) - (λ + P R
dm
) A ( t)
(1 - 5)
　　式中 : A ( t) 为单位面积土壤的 137 Cs含量 (Bq·
m
- 2 ) ; I ( t)为 t年的 137 Cs沉降通量 (Bq·m - 2·a - 1 ) ;λ
为 137 Cs的衰变常数 ; P为土壤粒径校正系数 ,本研究
中取 P = 1. 2; R 为侵蚀速率 ( kg·m - 2·a - 1 ) ; dm 为累
积质量深度 ( g / cm2 ) ,代表了平均的犁耕层深度 ,本研
究中取 dm = 20g/cm2 ;Γ = Pγ( 1 - e- R /H ) ,表示新沉降
的 137 Cs在与犁耕层混合之前受侵蚀损失掉的比例 ,γ
是指耕作活动之前耕作土壤上的 137 Cs年沉降量易受
侵蚀的比例 ,本研究取γ = 0. 2, H表示 137 Cs沉降在整
个土壤剖面初始分布的质量深度 ( kg /m2 ) ,本研究中
取 H = 4kg /m2。各参数的取值参考文献 [ 2 ]、[ 18 ]给
出。
利用上述模型计算 4个断面克里格插值后的多年
平均侵蚀速率 ,再用 Matlab的曲线拟合工具 ,选择三
201
Journal of N uclear A gricu ltural Sciences
2010, 24 (1) : 0098～0103
角函数形式对各个断面样点的侵蚀速率与坡长进行拟
合 ,结果发现 ,这 4个断面的侵蚀速率用 7个正弦函数
和来拟合的结果最好 ,每个断面的函数中参数的取值
不一样 ,但是函数的形式都一样。该正弦函数为 :
f ( x) =A1 sin (B 1 x + C1 ) +
A2 sin (B 2 x + C2 ) +
A3 sin (B 3 x + C3 ) +
A4 sin (B 4 x + C4 ) +
A5 sin (B 5 x + C5 ) +
A6 sin (B 6 x + C6 ) +
A7 sin (B 7 x + C7 ) (1 - 5)
各参数的取值及拟合的统计结果见表 1。
表 1　坡面侵蚀速率拟合方程的参数及统计结果
Table 1　The parameters and statistical results of the
fitting equation for the erosion rate of each transect
系数
coefficient
A断面
transect A
B断面
transect B
C断面
transect C
D断面
transect D
A1 9189 3550 9935 9849
A2 8170 6255 10430 8765
A3 96. 31 - 83. 35 38320 50812
A4 1372 1072 36110 2893
A5 - 1708 5032 245. 9 4031
A6 705. 9 - 202. 4 5546 2152
A7 - 132. 3 39195 190 95. 02
B1 0. 009366 0. 002296 0. 009674 0. 008623
B2 0. 01096 0. 01664 0. 01682 0. 01526
B3 0. 07041 0. 05413 0. 03853 0. 0632
B4 0. 02856 0. 04063 0. 03907 0. 0382
B5 0. 0242 0. 01747 0. 08082 0. 02022
B6 0. 0423 0. 08464 0. 02586 0. 0395
B7 0. 08797 0. 1326 0. 06474 0. 09918
C1 - 2. 969 - 1. 397 - 3. 589 - 3. 358
C2 - 0. 003296 - 0. 8939 - 1. 929 - 1. 643
C3 - 47154 2. 884 - 0. 3719 - 1. 541
C4 2. 053 - 1. 162 2. 674 - 0. 6125
C5 3. 108 1. 957 1. 035 0. 6534
C6 3. 108 - 11. 53 - 0. 7391 2. 305
C7 1. 114 0. 6957 - 1. 555 1. 986
决定系数 R2 0. 9985 0. 9890 0. 9799 0. 9644
均方根误差
root mean
square error
44. 92 12916 216. 4 215. 6
从表 1中可以看出 , 4个断面所拟合出的函数的
R2 都在 0. 96以上 ,接近于 1,这说明拟合结果非常好。
从这个角度来说 ,用三角函数来拟合研究区的侵蚀速
率是最合适的 ,而该函数的形式 ,与前面用 Morlet小波
的形式相对应 ,也进一步说明了坡面侵蚀随坡长变化
的波动性规律。
经过统计 ,研究区坡耕地的年均侵蚀速率为 3054
t·km - 2 ·a - 1 ,克山县水务局赵会明 [ 19 ]的报告认为 ,
克山县的侵蚀模数为 2720 t·km - 2 ·a - 1 ,松辽水利委
员会沈波 [ 20 ]的研究认为东北漫川漫岗侵蚀区坡耕地
的侵蚀模数为 3000～5000 t·km - 2 ·a - 1 ,这与我们得
出的结果比较一致。
5　结论
通过对东北黑土区典型长坡长直型坡耕地坡面
137 Cs含量的分析 ,应用小波分析的方法对坡面土壤侵
蚀强度的空间变化进行研究 ,结果证明 , 4个断面顺坡
方向上的坡面侵蚀强度均存在着坡长为 142m的振荡
周期 ,坡面侵蚀的强弱变化呈现一致的规律性波动。
通过对断面 B的局部小波分析 ,发现在 142m坡长周
期下 ,坡面侵蚀的强弱交替变化非常明显。这种周期
性变化反应了长坡长直型坡土壤在长期的降雨侵蚀过
程中 ,泥沙沿坡面输移的强弱交替变化 ,这对于研究长
坡长坡面侵蚀的过程和机理是比较有意义的探索。
通过对研究区坡耕地每个断面年均侵蚀速率沿坡
长变化规律的数学拟合 ,发现用三角函数拟合的结果
最好 , R2 均在 0196以上 ,进一步说明了坡面侵蚀随坡
长变化的波动性规律。
通过对研究区坡耕地每个断面年均侵蚀速率的统
计 ,断面控制面积内平均侵蚀速率为 3054t·km - 2 ·
a
- 1。
本研究为研究坡面土壤侵蚀速率提供了一种新的
思路 ,即小波分析的方法 ,这种方法是否适用于其他坡
形的坡面还须进一步深入研究。
参考文献 :
[ 1 ]　刘　刚 ,杨明义 ,刘普灵 ,田均良. 近十年来核素示踪技术在土
壤侵蚀研究中的应用进展 [ J ]. 核农学报 , 2007, 21 (1) : 101 - 105
[ 2 ]　方华军 ,杨学明 ,张晓平 ,梁爱珍. 利用 137 Cs技术研究黑土坡耕
地土壤再分布特征 [ J ]. 应用生态学报 , 2005, 16 ( 3 ) : 464–
468
[ 3 ]　方华军 ,杨学明 ,张晓平 ,梁爱珍. 137 Cs示踪技术研究坡耕地黑
土侵蚀和沉积特征 [ J ]. 生态学报 , 2005, 25: 1376 - 1382
[ 4 ]　M L i, Z L i, P L iu, W Yao. U sing Cesium - 137 technique to study
the characteristics of different aspect of soil erosion in theW ind2water
Erosion Crisscross Region on Loess Plateau of China [ J ]. App lied
Radiation and Isotopes. 2005, 62: 109 - 113
[ 5 ]　杨明义 ,田均良 ,刘普灵. 137 Cs测定法研究不同坡面土壤侵蚀空
间的分布特征 [ J ]. 核农学报. 1999, 13 (6) : 368 - 372
[ 6 ]　汪阳春 , 张信宝 , 李少龙 , 赵庆昌 , 蒋锦江 , 张一云 , 严美琼 ,
吴丽萍. 黄土峁坡侵蚀的 137 Cs法研究 [ J ]. 水土保持通报 ,
1991, 11 (3) : 34 - 37
(下转第 87页 )
301
Journal of N uclear A gricu ltural Sciences
2010, 24 (1) : 0083～0087
些成分有的气味强烈 ,有的气味较弱 ,有的甚至无味 ,
只有把它们作为一个整体时 ,才具有某一果蔬的芳香
特征 [ 26 ]。番茄中的芳香物质 ,全部含量仅约 2mg/kg,
但其对番茄风味的影响不可忽视 [ 27 ] ,它是果实中气味
和口感分别通过嗅觉和口腔中的味蕾及感受器相互作
用而生成的综合印象 [ 28 ]。本试验中测出的番茄芳香
物质成分有近 50种 ,但究竟哪些成分的变化会对番茄
的风味起决定作用还有待于进一步的研究。在试验中
锰水平的不同可以引起芳香物质种类的变化 ,无论缺
锰还是过量都会引起种类的减少 ,从而导致风味品质
的降低。李勇等人 [ 29 ]研究微量元素亏缺对人参根系
分泌物组成影响的结果也表明 ,微量元素的亏缺可以
导致人参根系分泌物其他化合物减少 ,而有机酸及酚
酸类化合物增多 ,降低品质。说明适宜的锰浓度是保
证番茄高产、优质的重要因素。
参考文献 :
[ 1 ]　唐传核. 植物生物活性物质 [M ]. 化学工业出版社 , 2005
[ 2 ]　刘成伦 ,唐德容. 黄酮类化合物抗氧化性质的研究进展 [ J ]. 食品
研究与开发 , 2006, 12 (5) : 158 - 160
[ 3 ]　黄　艳 ,夏秋瑜 ,刘四新 ,李从发. 番茄红素研究进展 [ J ]. 华南热
带农业大学学报 , 2006, 2: 50 - 55
[ 4 ]　吕　鑫 ,侯丽霞 ,张晓明 ,李 　莉 ,何启伟. 番茄果实成熟过程中
番茄红素含量的变化 [ J ]. 中国蔬菜 , 2009, 6: 21 - 24
[ 5 ]　孙文涛 ,张玉龙 ,娄春荣 ,於丽华 ,王聪翔 ,宫亮. 灌溉方法对温室
番茄栽培尿素氮利用影响的研究 [ J ]. 核农学报 , 2007, 21 ( 3) :
295 - 298
[ 6 ]　邵建华 ,韩永圣 ,高芝样. 中、微量元素肥料的生产与应用 [ J ]. 土
壤肥料 , 2001, 4: 3 - 7
[ 7 ]　沈晓霞 ,叶红霞 ,贾莉萌 ,舒小丽 ,吴殿星. 水稻微营养育种进展
[ J ]. 核农学报 , 2009, 23 (3) : 458 - 461
[ 8 ]　蒙格尔 K(德 ) ,克尔克贝 EA (英 ) ,张春宜. 植物营养原理 [M ].
北京 :农业出版社 , 1987
[ 9 ]　张福锁 ,方　正 ,吕世华. 不同小麦品种 (品系 )耐缺锰能力的比
较研究 [ J ]. 植物营养与肥料学报 , 1998, 4 (3) : 277 - 283
[ 10 ]　刘武定. 微量元素营养与微肥施用 [M ]. 北京 :中国农业出版社 ,
1995: 65 - 78
[ 11 ]　唐小付. 锰对厚皮甜瓜生长发育和产量品质的影响 [ J ]. 中国蔬
菜 , 2005, 8: 7 - 9
[ 12 ]　郭世荣. 无土栽培学 [M ]. 北京 :中国农业出版社 , 2003: 114
[ 13 ]　邹 　琦. 植物生理学实验指导 [M ]. 北京 :中国农业出版社 ,
2000: 72 - 74; 163 - 165; 173 - 174
[ 14 ]　中华人民共和国国家标准. 食品中总酸的测定方法 [ S ] , GB /
T12456 - 90
[ 15 ]　中华人民共和国国家标准. 水果、蔬菜维生素 C含量的测定法
[ S] , GB6195 - 86
[ 16 ]　胡晓波 ,温辉梁 ,许　全 ,刘崇波. 番茄红素含量测定 [ J ]. 食品科
学 , 2005, 26 (9) : 566 - 569
[ 17 ]　马景蕃. 桃果实酚类主要组分及其抗氧化功能研究 [ D ]. 呼和浩
特 :内蒙古农业大学 , 2005
[ 18 ]　张　桂 ,畅天狮 ,刘俊果. 从芹菜中提取黄酮类物质的研究 [ J ].
食品科技 , 2002, 23 (8) : 121 - 125
[ 19 ]　彭长连 ,陈少薇. 用清除有机自由基 DPPH法评价植物抗氧化能
力 [ J ]. 生物化学与生物物理进展 , 2000, 27 (6) : 658 - 661
[ 20 ]　唐晓伟 ,柴　敏 ,何洪巨 ,侯晓亮. 野生番茄抗虫品种抗虫组分的
GC - MS分析 [ J ]. 分析测试学报 , 2004, 23 (增 ) : 235 - 239
[ 21 ]　黄　鹏 ,路　喆 ,田文安. 叶面喷施 Zn、B、Mn肥对兰州百合叶片
抗旱生理指标的影响 [ J ]. 中国土壤与肥料 , 2009, 2: 30 - 33
[ 22 ]　杜新民 ,党建友. 氮、锌肥配施对小白菜产量和品质的影响 [ J ].
中国土壤与肥料 , 2007, 6: 50 - 53
[ 23 ]　周　浩 ,彭克勤 ,沈志锦 ,武新红 ,库文珍 ,黄　欣. 芹菜对铁的吸
收及铁对其生长和品质的影响 [ J ]. 中国农学通报 , 2006, 22
(7) : 385 - 388
[ 24 ]　李红英 ,王文亮 ,杨建堂 ,侯彦林. 铜氮配施对冬小麦籽粒产量和
蛋白质含量的影响 [ J ]. 中国土壤与肥料 , 2008, 3: 63 - 65
[ 25 ]　侯彦楠 ,杨俊诚 ,姜慧敏 ,张建峰 ,吴庆钰 ,李　娟. 低磷胁迫下不
同基因型玉米籽粒磷含量及品质性状分析 [ J ]. 核农学报 , 2009,
23 (2) : 327 - 333
[ 26 ]　王建华 ,王汉忠. 果蔬芳香物质的研究方法 [ J ]. 山东农业大学学
报 , 1996, 27 (2) : 219 - 222
[ 27 ]　谭其猛. 蔬菜育种 [M ]. 北京 :中国农业出版社 , 1984: 169 - 180
[ 28 ]　Baldwin E A, Scott J W , Shewmaker C K. Flavor trivia and tomato
aroma. B iochem istry and possible mechanism s for control of
important aroma compoents[ J ]. Hort Science, 2000, 35 (6) : 1013
- 1022
[ 29 ]　李　勇 ,黄小芳 ,丁万隆. 微量元素亏缺对人参根系分泌物组成
的影响 [ J ]. 中国生态农业学报 , 2009, 17 (1) : 64 - 69
(责任编辑 　高美须 　裴颖 )
(上接第 103页 )
[ 7 ]　张信宝 ,李少龙 , Quine T A, W alling D E. 犁耕作用对 137 Cs法测
算农耕地土壤侵蚀量的影响 [ J ]. 科学通报 , 1993, 38 ( 22) : 2072
- 2076
[ 8 ]　李　勇 ,张建辉 ,杨俊诚 ,夏侯国风. 陕北黄土高原陡坡耕地土壤
侵蚀变异的空间格局 [ J ]. 水土保持学报 , 2000, 14 (4) : 17 - 21
[ 9 ]　李　勉 , 杨剑锋 , 侯建才 ,申震洲. 137 Cs示踪法研究黄土丘陵区
坡面侵蚀空间变化特征 [ J ]. 核技术 , 2009, 32 (1) : 50 - 54
[ 10 ]　陈克龙 , 李双成 , 周巧富 , 肖景义. 江河源区达日县近 50年气
候变化的多尺度分析 [ J ]. 地理研究 , 2007, 26 (3) : 526 - 532
[ 11 ]　丁文荣 , 周　跃 , 吕喜玺. 河流输沙率变化规律研究 :小波分析
在红河支流盘龙河的应用 [ J ]. 科学通报 , 2007, 52: 148 - 154
[ 12 ]　万明波 , 程　智 , 王 文. 青藏铁路沿线气温和降水的小波分析
[ J ]. 干旱气象 , 2006, 24 (4) : 35 - 39
[ 13 ]　刘　东 , 付　强. 基于小波变换的三江平原井灌区主汛期降水
序列多时间尺度分析 [ J ]. 水土保持研究 , 2008, 15 (6) : 42 - 45
[ 14 ]　王红瑞 , 叶乐天 , 刘昌明 , 刘来福. 水文序列小波周期分析中存
在的问题及改进方式 [ J ]. 自然科学通报 , 2006, 16, ( 8) : 1002 -
1008
[ 15 ]　秦前清 , 杨宗凯. 实用小波分析 [M ]. 西安 :西安电子科技大学
出版社 , 1994, 1: 1 - 3, 14 - 17
[ 16 ]　王文圣 ,丁　晶 , 李跃清. 水文小波分析 [M ]. 北京 :化学工业出
版社 , 2005, 4: 1 - 3, 116 - 119
[ 17 ]　任玉敦 , 崔远来 , 刘路广. 参考作物腾发量多时间尺度分析的小
波变换 [ J ]. 武汉大学学报 (工学版 ) , 2009, 42 (1) : 50 - 55
[ 18 ]　W alling D E, He Q. Models for converting 137 Cs measurements to
estimates of soil redistribution rates on cultivated and undisturbed
soils ( including software for model imp lementation) [ J ]. Report to
IAEA Univ of Exeter, U K, 1997
[ 19 ]　赵会明. 东北黑土区水土流失现状、成因及防治措施 [ J ]. 水利
科技与经济 , 2008, 14 (6) : 477 - 478
[ 20 ]　沈　波 , 杨海军. 松辽流域水土流失及其防治对策 [ J ]. 水土保
持通报 , 1993, 13 (2) : 28 - 32
(责任编辑 　邱爱枝 )
78