土壤养分含量的协同克里格法插值研究

土壤养分含量的空间分布是农业领域研究的重要内容,空间插值是获取土壤养分含量空间分布的重要方法。空间插值方法很多,不同的空间插值方法结果精度各不相同。文章以石家庄城乡交错带土壤全氮、速效磷、速效钾三种养分含量为主变量,土壤有机质含量为辅助变量,选取普通克里格法和协同克里格方法,对85个采样点的土壤养分数据进行空间插值分析,获取土壤养分含量空间分布图。采用交叉验证法对其插值结果精度进行分析和评价,结果表明,采样点数量相同时协同克里格方法的结果精度明显高于普通克里格插值法;利用协同克立格法, 主变量数目在减少至70个,辅助变量不变的情况下,精度仍高于普通克里格法,且空间分布高度相似。说明在适当减少土壤样本的情况下,协同克里格法仍能保证插值精度,适合土壤养分空间插值。     

山地丘陵耕地土壤养分最优插值方法研究——以江西省渝水区水北镇为例

以江西省渝水区水北镇为研究区,利用823个采样点的耕地土壤养分数据,分析区内耕地土壤养分含量与海拔、坡度的相关性,采用协同克里格插值方法,结合海拔、坡度进行插值,并把经交叉检验后的结果与逆距离权重法、普通克里格法的结果进行比较.结果表明,结合海拔、坡度进行插值后,精度有明显提高.插值精度排序为协同克里格法>普通克里格法...     

县域耕地土壤速效钾空间预测方法的比较

【目的】筛选出测土配方施肥项目中最适宜的土壤速效钾空间预测方法,为准确预测土壤养分的空间分布提供依据。【方法】以陕西汉中汉台区耕地土壤速效钾含量为研究对象,分别采用反距离加权插值法、径向基函数插值法和普通克里格插值法3种方法,在选取3种方法最优模型参数的基础上,对试验区域内2 022个土壤速效钾样点进行空间插值,并对结果进行验证及评价。【结果】通过对3种空间插值方法进行交叉验证,径向基函数插值法均方根误差为267.349,小于其他2种插值方法;其相关系数为0.687,大于其他2种插值方法。利用分区符合度法和插值结果图进一步验证,结果表明,相对于反距离加权插值法和普通克里格插值法,径向基函数插值法更能反映试验区域土壤速效钾的分布格局。【结论】径向基函数插值法较反距离加权插值法和普通克里格插值法更适宜于试验区耕地土壤速效钾的空间预测;在测土配方施肥项目实施过程中,利用分区符合度验证法对土壤养分空间预测方法进行选择是切实可行的。     

南方丘陵耕地土壤有机质空间插值精度比较——以衢江区为例

以浙江省衢江区的耕地地力调查有机质数据为基础,比较分析普通克里格（OK）和反距离加权插值法（IDW）的有机质插值精度。研究结果表明,在同样的数据处理条件下,反距离加权插值优于普通克里格;在同一插值方法下,对按地形地貌分类、按耕地利用方式分类与整体不分类型3种情况比较,按耕地利用进行分类处理略优于按地形地貌分类处理,而按耕地利用分类和按地形地貌分类后插值精度均明显优于整体不分类型处理。     

山区丘陵地带土壤有机质插值方法的研究——以安徽省东至县为例

以安徽省东至县为例,系统研究了反距离加权插值法、径向基插值法、全局多项式插值法、局部多项式插值法、普通克里格插值法、简单克里格插值法、泛克里格插值法和析取克里格插值法对区域土壤有机质空间变异评价准确性的影响。结果表明,普通克里格插值法优于其他插值方法,所以东至县土壤有机质的插值分析应使用普通克里格插值法。     

基于GIS的耕地土壤有机质空间插值模型比较及空间分异分析———以贵州省望谟县乐元镇为例

探究贵州省望谟县乐元镇耕层土壤有机质空间分异规律,为土壤肥力评价和管理工作,耕地资源的可持续利用提供指导.以望谟县土地利用现状图、土壤图及耕地地力评价数据库为材料,利用ArcGIS1O.0地统计分析模块中的克里格法,分析望谟县乐元镇耕层土壤有机质的空间变异性,对比选择最优的克里格插值模型.结果显示:望谟县乐元镇耕层土壤有机质拟合的最优理论模型是二次有理式模型,搜索方向为8 Sectors,搜索点数为2～12是较好的选择,R2为0.926; C0/sill值为0.76,表明耕层土壤有机质在人类活动的影响下空间相关性减弱,并逐渐趋于均一化;通过绘制有机质的克里格插值分布预测图,为研究区有机肥的施用提供参考.     

宁夏南部山区耕地土壤养分空间分布状况研究

以宁夏县域耕地地力评价数据为基础,采用空间插值方法对各土壤养分采样点进行插值和运算,最终生成耕地土壤养分图,分析了宁夏南部山区土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的空间分布状况。结果表明,从土壤养分含量来看,有机质和碱解氮处于较低水平,有效磷处于中等水平,速效钾则处于较丰富水平;从空间分布上来看,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量均南部高于北部,有效磷在清水河流域含量较高,速效钾西部高于东部。     

平山县耕地土壤有机质现状及空间分布研究

土壤有机质是土壤的重要组成部分,其含量是评价土壤肥力和土壤质量的重要指标。土壤有机质不仅是土壤养分的重要来源,同时还对植物的生长起着主要的作用。笔者结合平山县测土配方施肥和耕地地力评价,采用室内分析、统计和地力信息系统（CIS）等方法,对平山县耕地土壤有机质含量特征及其空间分布进行了初步研究,以期为县域耕地土壤有机质的管理和土壤可持续利用提供依据。     

基于RBF神经网络耕地土壤全氮插值方法的研究

[目的]通过耕地土壤全氮的空间变异特性研究,可以更好地调整耕地管理措施、合理施用氮肥、减少资源浪费。[方法]利用RBF(Radial Basis Function,径向基函数)神经网络插值法对区域土壤全氮进行空间插值,同时与普通克里格法进行比较。[结果]RBF神经网络插值法在拟合能力和插值能力方面要明显优于普通克里格法。[结论]RBF神经网络法具有很好的应用前景。     

罗江县农田土壤全氮协同克里格插值和采样数量优化研究

[目的]研究县域土壤全氮含量的空间分布和采样数量,为紫色土丘陵区采样提供参考。[方法]利用协同克里格法,以初始的1 777个土壤全氮含量数据为随机抽取的数据,分别随机抽取1 599、1 421和1 243个数据为目标变量,并以初始的1 777个土壤有机质数据为辅助变量,对四川省罗江县土壤全氮含量进行插值分析,从而利用协同克里格法对县域尺度下农田土壤全氮含量在不同样点数量下空间分布中的适用性进行评价。[结果]在相同取样数量下,全氮协同克里格法的均方根误差相对于普通克里格法降低0.019 6%～0.072 5%,预测值和实测值之间的相关系数提高0.69%～0.90%。利用协同克里格法,土壤全氮含量数据在缩减30%情况下,其估值精度高于1 777个样点下的普通克里格估值,且二者的分布图都具有较高的拟合度。[结论]协同克里格法是一种经济、精准的方法,可为县域土壤养分含量的空间分布提供基础信息。     

余干县耕地土壤养分时空变化特征研究

为进一步摸索耕地土壤肥力的演变和发育规律,以1985年第二次土壤普查数据和2012年测土配方施肥项目采集的大量土壤样品数据为基础,利用Arc GIS软件的空间插值和空间叠加分析功能,对余干县耕地土壤养分的时空变化特征进行分析研究。结果表明:余干县耕地土壤养分整体上呈上升趋势,其中有效磷上升最快,整体提高了2个等级水平;其次是有机质和碱解氮,速效钾略有下降,但整体级别不变。说明耕作方式和栽培管理等因素的改变,改善了余干县耕地土壤肥力状况,为今后进一步合理利用耕地土壤资源,有效利用和管理土壤养分,促进农业健康可持续发展提供了理论依据。     

基于归一化光谱指数的土壤有机质含量空间分布状况研究

【目的】研究土壤主要养分含量特征信息的光谱预测值,使其更具直观性、空间性及科学性,为大尺度对农田的土壤养分空间分布状况获取、评价与科学管理提供依据。【方法】利用ArcGIS 9.3的普通克里格(Ordinary Kriging)插值方法,对小面积及大尺度试验区的土壤样本点进行有机质反演插值填图,并将实验室化学测定土壤有机质含量的实测值与其高光谱模型预测值进行Kriging插值填图比较,分析土壤有机质含量的实测值与预测值的空间分布状况差异。【结果】从小面积试验区到大尺度条田地块插值后的空间分布情况来看,土壤有机质含量的光谱预测值(基于归一化光谱指数NDI[495,485]预测)与实测值之间具有较好的相似性,预测效果较好。【结论】通过土壤有机质含量信息状况的空间分布填图来确定农田分区基本管理单元的适宜尺度,为实施大区域农田养分分区精量管理的划分,提出科学的平衡施肥方案,为适合新疆及兵团特色的精准农业管理、土壤养分快速探测、精量施肥等技术提供技术理论支持。     

不同典型作物种植模式和土壤类型农田养分含量现状分析

[目的]通过了解云南不同典型作物种植模式、土壤类型、土壤质地对土壤肥力质量的影响,正确识别和评估农田土壤肥力质量,为当地精准施肥提供更科学的依据。[方法]采用问卷调查、田间土壤采集与室内分析相结合的方法。[结果]不同种植模式以蔬菜-休闲和蔬菜-蔬菜轮作模式土壤肥力最高,土壤养分含量达到或接近极丰富水平,然后依次是水稻-蔬菜、水稻-休闲、水稻-春玉米,玉米-休闲种植模式土壤肥力最低。不同土壤类型以石灰性土肥力最高,土壤主要养分基本上达到极丰富水平或丰富水平,然后依次是新积土、黄壤和水稻土,红壤肥力最低。不同土壤质地,砂壤土、轻壤土和中壤土肥力大小相当,重壤土肥力相对较低。同时,研究区域土壤速效钾含量处于中等及以下水平,有效硼含量在临界值以下,其他主要养分指标基本上达丰富或极丰富水平。[结论]不同种植模式、土壤类型、土壤质地下土壤养分含量均有一定的差异性。因此,确定最佳施肥量时,既要考虑土壤自身养分含量现状,又要充分考虑不同种植模式、土壤类型和土壤质地对土壤养分含量的影响。     

荒漠草原区土壤养分空间变异及评价

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,结合GIS技术,分析了宁夏红寺堡孙家滩园区（0～20 cm）土层土壤养分的空间变异特征,并运用普通克里格（Kriging）进行最优插值,制作了土壤碱解氮（AN）、速效钾（AK）、速效磷（AP）、全氮（TN）、全磷（TP）、有机质（OM）及pH的空间分布图.研究表明,速效磷变异系数最大为82％,pH变异系数最小为4％,变异系数由大到小依次为速效磷＞全磷＞全氮＞速效钾＞碱解氮＞有机质＞pH.各土壤养分都具有良好的半方差结构,pH、速效钾、全磷和有机质符合球状模型,碱解氮和速效磷符合线性模型,而全氮符合指数模型.在空间自相关范围上,全氮最大为37 750m,全磷最小为1 340 m.采用Kriging最优内插法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,各种土样养分都在一定程度上受地形、土壤类型、土地利用方式、施肥等因素的影响,且均表现出明显不同的分布规律,土壤综合肥力水平较低.该研究揭示了孙家滩园区土壤养分的空间分布规律,对于实施精准农业和草地的可持续利用具有积极意义.     

林芝茶园土壤肥力综合评价

为全面了解林芝茶园土壤的肥力水平,本研究在波密县、察隅县、墨脱县、易贡茶场和察隅农场等五个茶叶主产区,从茶园及其附近农田、荒地取土91份,选取土壤有机质、pH、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效铜、有效锌、有效铁、有效锰、有效硼、有效钼、有效硫、有效硅和土壤水溶性盐总量15个评价指标,以农田土壤为对照,综合评价林芝市茶园土壤肥力。结果表明：茶园土壤有机质高于附近农田土壤;茶园土壤pH低于附近农田土壤;茶园全氮、有效磷、速效钾等土壤养分与附近农田土壤整体差异不大。茶园科学合理管理对土壤起到一定保肥能力和缓冲性能作用,但茶叶种植时间久了后会造成土壤酸化,降低土壤某些养分有效性。     

辽宁农田土壤全量养分空间分布(摘要)(英文)

[目的]揭示土壤全量养分空间分布的异质性,为农田的科学管理及提高作物产量提供理论依据。[方法]秋收后、土壤封冻前,在辽宁省59个农业气象站选择典型农业生态类型,分别于0～20cm和20～40cm进行混合取样,并进行相应的GPS定位。分别分析不同深度土壤全量养分,有机碳和全氮:元素分析仪测定(ElementarⅢ,德国);全磷:Na2CO3熔融-钼锑钪比色;全钾:NaOH熔融-火焰光度计法。利用SPSS13.0对土壤全量养分进行正态分布检验,不满足正态分布的进行对数转换,直至满足正态分布为止。利用SPSS13.0软件将Excel中的经度、纬度、海拔和属性数据转换为dbf格式。利用GIS9.2中的Kriging插值绘图,在ArcMap中将土壤属性的插值图与辽宁省行政区域图叠加,得到全量养分的空间分布图。[结果]不同土壤深度全碳、全氮和全磷呈现出东高西低的分布趋势,但全钾在辽西分布较高。土壤表层(0～20cm)全碳、全氮、全磷和全钾含量均高于下层(20～40cm),表现为土壤表层富集的现象。全钾随土壤深度变化量较小,其表层和下层平均含量分别为17.64和17.08g/kg。[结论]不同土壤深度全量养分的分布特征为农田管理提供了理论依据。     

黄山市土壤主要养分含量空间分布特征及影响因素

该文以安徽省黄山市为研究对象,应用地统计学和GIS技术研究土壤养分(有机质、有效磷、速效钾)的空间分布特征及影响因子。结果表明:有机质和速效钾的变异系数均介于0.1~1之间,属中等变异,有效磷的变异系数1,属较强变异。地统计分析表明,3种土壤养分均呈现较强的空间自相关性,说明结构因素是其主导因素。普通Kriging插值结果表明,黄山市有机质含量从西南至东部逐渐减小,并呈片状分布。有效磷的空间分布为从南到北,由东至西逐渐减小。速效钾则呈现低值区片状分布,高值区斑块状分布的趋势。总体来说土壤类型、质地和坡度对养分均有显著影响。研究结果可为黄山市合理施肥,提高土壤肥力提供科学有效的依据。     

北京延庆盆地农田表层土壤肥力评价及其空间变异

【目的】土壤肥力评价及其空间变异研究,可为科学施肥、作物布局调整等提供依据。【方法】在以往土壤肥力评价仅考虑常规养分指标的基础上,引入微量元素养分指标,采用主成分分析法、隶属度函数和地统计方法,对北京延庆盆地表层土壤肥力进行综合评价,并研究其空间变异特征。【结果】研究区土壤常规养分和微量元素养分的综合肥力贡献率分别为0.63和0.37;土壤综合肥力指数处于0.22—0.97,平均为0.53;其空间变异具有一阶趋势,去除趋势后所剩残差表现出较弱的空间相关性;空间总体分布受有机质和全氮分布的影响较大,局部地区分布还受有效铜、有效锌等微量元素养分的影响;菜地土壤单一有效微量元素指标的肥力水平和综合肥力水平总体上均高于果园和粮田。【结论】将土壤常规养分和微量元素养分同时纳入土壤肥力质量评价指标体系是可行的和必要的,利用地统计学方法能较好地揭示土壤肥力质量的空间变异规律。     

耕地地力评价成果在指导县域农业生产中的应用研究

在多年开展测土配方施肥补贴项目实施及利用耕地地力评价成果的基础上,提出可操作性强的耕地地力评价成果利用模式:利用耕地地力评价成果中的土壤养分测试数据和肥料田间试验数据建立粮食、蔬菜和大宗特色农作物测土配方施肥技术指标体系;利用耕地地力评价成果,提出不同农作物的适宜种植区、土壤类型、土壤养分、大权重评价因子及主要改良方向;利用测土施肥配方技术指标体系中的产量回归方程估算主要农作物的产量。因此,利用地力评价系统提供的土壤有效养分测试数据和空间数据,扩大了农作物施肥指标体系的使用范围,提高了应用的可操作性和智能化程度;利用农作物施肥指标体系提供的施肥数学模型,地力评价系统可对规划的农作物进行目标产量的估算,提高了地力评价系统评价内容的准确性。     

三江平原地区土壤养分空间分布特征

[目的]全面、准确掌握三江平原地区土壤养分状况空间分布情况,为完善土壤养分管理制度与制定合理施肥措施提供初步的科学依据。[方法]基于网格法取样,用经典统计学和地统计学综合分析该区域土壤养分的空间变异特征。[结果]土壤养分指标的变异系数偏大,在20．17％～66．39％之间;在研究区域呈现一定的空间结构性,各养分指标的空间结构差别较大;空间自相关性明显,最佳拟合模型均为指数模型。块金值（C。）均较大,AN和AK的c。／c。＋C在25％～75％之间,其他指标的C。／Ｃ。＋Ｃ均〈25％。Kriging插值图表明,土壤养分的空间分布格局不同。[结论]从研究区域的整体养分状况来看,饶河县和宝清县交界处以及萝北县土壤养分状况较好．土壤OM、TN、rrP、AP含量均较高,而研究区域的西南部总体养分状况较差,OM、rr=N、_rK、AN、AP含量均处于较低的水平。地形条件、耕作年限是决定该区域土壤养分空间分布的关键因素。