农田土壤养分空间变异特征研究

以浙江宁波市三七市镇1个面积为256．2hm^2的农业示范区为研究区域,运用地统计学与GIS相结合的方法对其土壤养分的空间变异特征展开研究．结果表明,速效钾、有机质和pH值的C0／（C0＋C）〈25％,表现出强烈的空间相关性,碱解氮和有效磷的C0／（C0＋C）为25％～75％,具有中等的空间相关性．通过Kriging插值并依据养分的分级标准,所得的空间变异图能很好地反映农田土壤养分的空间变异特征和丰缺状况．几种养分要素中碱解氮、有效磷和有机质含量总体丰富,而速效钾的含量处于中低水平,有机质和pH的空间变异不明显．     

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.     

基于ArcGIS地统计分析的长沙农田根层土壤有机质分析

基于GIS与地统计学原理,使用Arc GIS地统计分析模块研究了长沙周边地区农田根层土壤有机质含量的空间变异情况。结果表明:参照土壤养分分级标准发现长沙农田地区根层土壤中有机质含量中等;以该研究区域山坡天然土壤为农田土壤对比样,比较各项养分值的高低及相关系数,方法可行,结果也有一定意义;有机质的半变异函数最佳理论模型为球形模型,对半变异函数理论模型及参数进行分析发现有机质空间相关性均较弱,说明其空间变异主要受施肥方式和施肥水平影响;使用普通克里格插值方法,绘制长沙市农田地区根层土壤有机质含量分布图,直观地显示了长沙地区基本农田根层土壤有机质的丰缺状况,可为科学施肥提供理论依据及指导。     

基于Matlab和地统计学的土壤有机质空间变异研究

以黑龙江省齐齐哈尔市甘南县东兴村为试验点,对土壤有机质进行常规统计及半方差分析。结果表明,球形模型为最佳拟合模型,该区有机质具有中等程度的空间相关性,并探讨了其空间变异特征,为该地精准农业的研究提供了一定的理论参考。     

不同类型植烟土壤有机质含量的空间变异特征

基于地统计方法和GIS技术,研究了凉山烟区紫色土和沙壤土有机质含量的空间变异性,并绘制了空间分布图.结果表明:紫色土和沙壤土有机质含量的变异系数分别为45.24％和32.98％,均为中等程度变异.Moran’s I 指数和半方差函数分析显示,2种类型土壤有机质含量均具有中等强度的空间相关性,紫色土和沙壤土C0/(C0+C)分别为30.9％和30.6％,变程分别为61.8m和35.7 m,紫色土的空间自相关范围略大于沙壤土,空间异质性较强.Kriging插值结果显示2种类型土壤有机质含量均呈现明显的渐变性分布规律.     

北京市平谷区土壤有机质和全氮的空间变异分析

探明土壤有机质和全氮的空间分布,是合理科学配方施肥的重要依据。在北京市平谷区布设了1076个采样点,测定了其耕层（0～20cm）、亚耕层（20～40cm）土壤有机质和全氮的含量。统计结果表明,两个土层的有机质和全氮含量属中上水平,变异系数为中等程度变异,其剖面分布表现一定的表聚性;通过结构分析,耕层有机质和亚耕层全氮的理论模型采用球型模型拟合较好,耕层全氮及亚耕层有机质采用指数模型拟合较好,耕层土壤有机质与全氮的空间自相关范围较小,变程分别为18．32和19．0km,亚耕层有机质和全氮的变程较大,分别为131．9和51．0km,它们的空间变异主要是由结构性因素引起的;采用Kriging方法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,表明有机质和全氮含量空间分布格局基本一致,由东北向西南逐渐减少,主要受地形、土壤类型、土地利用方式和施肥状况等因素的影响。     

基于地统计学的山西省不同类型土壤有机质空间变异分析研究

为了展示山西省不同土壤类型条件下耕层土壤有机质含量的空间变异性以及影响因素,实现土壤肥力高效利用,进一步指导农业生产方式改良以及精准施肥。本研究以褐土、黄绵土、栗褐土、栗钙土四种山西省常见土壤类型进行研究,分别选取区位临近的县市采样,得到耕层土壤有机质含量数据,采用GIS与地统计学方法相结合的方法,研究不同土壤类型的土壤有机质含量的空间变异性,通过对比从三种函数模型(指数模型、球状模型、高斯模型)中选取最优拟合模型,并采用最优拟合模型进行插值制图以及趋势分析。结果表明,褐土平均有机质含量最高,其块金系数为25%,具有较强的空间结构性;黄绵土平均有机质含量最低,其块金系数为50%,具有中等强度的空间结构性;栗褐土平均有机质含量仅次于褐土,其块金系数为49%,具有中等强度的空间结构性;栗钙土平均有机质含量略低于栗褐土,其块金系数为32%,具有中等强度的空间结构性。由以上分析结果可以看出,土壤类型是土壤有机质含量空间变异的重要影响因素,除此之外,海拔、地形地貌、人为活动等因素同样对有机质空间变异会产生一定的影响。本研究可以为提高山西省土壤肥力、精准施肥、改良农业生产措施提供依据。     

太仓市土壤有机质含量的空间变异分析

选择太仓市农田为研究区域,以耕层（0～20cm）1060个采样数据为基础,分析了土壤有机质的现状和空间变化。结果表明,太仓市有机质含量为（26．13±0．13）g／kg,属中等肥力水平,比80年代第2次土壤普查时提高了2．23g／kg。有机质含量分布的空间相关性较弱,人为的田间管理措施、施肥等对土壤有机质空间异质性起决定性影响。     

北京市大兴区南部土壤有机质空间变异及其影响因素

以北京市大兴区南部平原为研究区,基于2 272个农用地土壤样点,采用地统计方法揭示表层土壤有机质空间分布特征,并利用方差分析法和缓冲区分析法探讨其影响因素。结果表明：研究区土壤有机质含量为（11.25±3.68） g·kg-1,变异系数为32.71%;基于指数模型的空间变异拟合效果最佳,变程为7.1 km,块金效应为7.02,存在中等强度的空间相关性,由结构因素引起的变异程度略强于随机因素。土壤有机质空间分布总体呈斑块状,高值区主要分布在中轻壤质上,低值区主要分布在砂质土。除居民点外,土壤质地、土壤类型、土地利用方式、设施农业用地和畜禽养殖等因子对研究区土壤有机质空间分布均具有显著影响,黏质、耕作强度大、蔬菜用地、距设施农业用地1 km以内和距畜禽养殖地1.4 km以内的土壤易于积累有机质。上述结果可为相似区域土壤有机质空间变异特征及其影响因子研究提供参考。     

绿洲滴灌棉田土壤养分空间变异性研究

以新疆生产建设兵团农五师89团一连面积为73 hm2的条田为研究区域,运用地统计学与GIS相结合的方法对其土壤养分的空间变异特征展开研究.结果表明,碱解氮、有效磷和速效钾的CO/(CO+C)为25%～75%,具有中等的空间相关性.通过Kriging插值并依据养分的分级标准,所得的空间变异图能很好地反映农田土壤养分的空间变异特征和丰缺状况.几种养分要素中碱解氮、速效磷舍量处于中低水平,速效钾养分含量较高,空间变异性不明显.     

海涂土壤电导率的空间变异性研究

运用地统计方法对海涂土壤电导率的空间变异性进行了深入的分析．结果表明,土壤电导率的空间变异可分为系统变异和随机变异两类,系统变异由微地形、土壤管理等外在环境因素决定,因此不同采样区的系统变异存在差异,其中表层土壤的系统变异明显强于深层土壤;而在不同采样区求得的随机变异结构稳定相似并存在套合结构,它们的变程不受采样方向和采样时间的影响．     

江苏滩涂围垦区土壤养分空间变异研究

采用地理信息系统(GIS)和地统计方法,研究20世纪80年代初围垦王竹垦区的土壤养分空间变异特征.结果表明:有机质、碱解氮、全磷、速效磷块金基台比介于7.9%～19%之间,表现出强烈的空间相关性;土壤pH值、全氮、全钾、速效钾的块金基台比值介于29.8%～49.9%之间,表现出中等的空间相关性.土壤pH值、全氮、全磷、全钾的空间分布呈带状,以较大区域变异为主;碱解氮、速效钾的空间渐变性稍差,以中等大小区域变异为主;有机质、速效磷的空间分布呈团状,以较小区域变异为主.土壤各养分的空间分布图可直观表示出各养分的空间变异特征和丰歉程度,样区有机质含量处于中低水平,碱解氮含量极低,速效钾、速效磷含量较高.建议多施氮肥和有机肥,少施或不施钾肥和磷肥.     

采样密度对土壤有机质空间变异解析的影响

确定合理的采样密度以便更有效地揭示土壤属性的空间变异,是提高土壤质量评价工作准确性的前提。本文以合肥市北部地区为例,从5 207个土壤采样点(采样密度为1个/km2)中重复20次随机抽取不同采样密度的六个样本子集(对应采样密度分别是0.8个/km2、0.56个/km2、0.39个/km2、0.28个/km2、0.19个/km2、0.13个/km2),采用地理信息系统(GIS)技术和地统计学方法,研究采样密度对土壤有机质(SOM)空间变异解析的影响。结果表明:上述不同采样密度下,有机质含量的均值差异不显著,各样本对总体均具有较强的代表性。土壤有机质表现出中等的空间相关性,采样密度为0.28个/km2时探测到的SOM含量变异结构中结构性组分比例最高。采样密度小于0.28个/km2时,则局部细节信息被过滤,不能准确充分地表现其空间变异特征。在研究区的这种自然地理条件和土地利用方式下,若评价目的主要针对土壤肥力质量,揭示土壤有机质空间变异的最佳采样密度应为0.28个/km2。若是针对区域土壤碳汇潜力,则大约22 km2布置一个采样点即可获得预期的效果。     

滨海盐渍农田秋季土壤盐分含量微域变异特征

为研究微域尺度滨海盐渍农田土壤盐分变异特征,探究盐渍农田农艺避盐对策,本研究选取利津县和垦利区典型滨海盐渍农田,划分受微地形、紧实度和覆盖状况影响下的典型微区,在秋季野外实地调查采样的基础上,通过统计分析、实地观测、方差分析和数据分析对比等方法,分析了研究区秋季土壤盐分的微域变异特征。结果表明：试验区为轻、中度盐渍化农田,土壤表层盐分微域变异特征受微地形、紧实状况、覆盖状况影响,且各微区变异系数最高可达21.0%,呈中等程度变异;在微域尺度下,麦田不同微地形影响下土壤盐分含量垄间坡顶处较垄沟低洼处平均提高18.6%,不同紧实状况影响下土壤盐分含量紧实处较松散处平均提高44.7%;玉米田不同杂草覆盖土壤盐分含量裸露处较杂草茂盛处平均提高30.8%,地膜覆盖土壤盐分含量膜外较膜内平均提高44.7%;棉田地膜覆盖土壤盐分含量膜外较膜内平均提高31.5%。研究表明,土壤含盐量随微地形由低到高、紧实状况由松散到紧实、杂草覆盖状况由密到疏、地膜覆盖状况由膜内到膜外而逐渐升高。     

哈尔滨市城市土壤重金属空间分布特征及相关分析

利用GIS软件和地统计学方法分析哈尔滨市土壤重金属镉、铅、铜、锌(Cd、Pb、Cu、Zn)元素在市区内的含量分布、空间异质性以及元素之间的相互关系。样品为2008年10月在哈尔滨市区内采集的53个土样,采样面积为7 086 km2。分析结果表明,土壤重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn块金值与基台值之比C0/(C0+C)都在25%～75%之间,属于中等的空间相关性;Cu和Zn、Cd都存在极显著正相关,Zn不仅与Cu、Cd存在着极显著正相关还与Pb存在着极显著正相关。Cd元素分布表现出明显的阶梯状,由道外区向道里区逐渐降低,道外区域整体偏高含量在0.22～0.26 mg.kg-1之间,属于轻污染级(0.2～0.4 mg.kg-1);Pb元素平均含量为41.1 mg.kg-1,在轻污染级别以内(35～70 mg.kg-1),其中较高区域是南岗区和平房区;Cu元素的分布特征是东北部的道外区高于整个市区的平均值(34.54 mg.kg-1),而南部的南岗区、道里区、平房区、阿城地区低于平均值(34.54 mg.kg-1);Zn元素平均含量为108.6 mg.kg-1,略高于Zn的警戒含量100 mg.kg-1,其中道外区属于中污染级(200～300 mg.kg-1),含量在239.5～287.4 mg.kg-1。     

典型岩溶区土壤pH 值的空间异质性研究

应用地统计学与GIS技术,将土壤pH值室内布点和实地监测相结合,研究广西果化示范区土壤pH值的空间变异特征。结果表明:5~30 cm各层土壤的pH均值在6.35~6.57之间,变异系数在9.49%~10.10%之间,不同深度之间土壤pH值的垂直变异不显著。其中,5 cm深度的表层土壤pH值变异系数较大,属于中强度变异(10%相似文献   

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。     

基于随机森林的农耕区土壤有机质空间分布预测

以陕西省周至县农耕区为研究区,采集192个土壤样品,通过随机森林模型(random forest, RF)对土壤有机质含量进行回归预测,通过29个(15%)独立验证点对预测结果进行精度验证,并与普通克里格(ordinary kriging,OK)和协同克里格(cokriging,COK)插值结果进行对比分析。结果表明,研究区土壤有机质含量在训练集和验证集中均属于中等变异性,含量处于中等偏低水平,大致表现为中、南部黑河东岸土壤有机质含量相对较高,东北部渭河沿岸含量较低。对变量重要性进行排序,影响研究区土壤有机质的主要因素为数字高程(DEM)和降水量。与OK、COK相比, RF对土壤有机质的预测值和实测值的相关系数(0.782)更高,而平均绝对误差(0.618 g·kg^-1)和均方根误差(2.062 g·kg^-1)更低,说明RF能够更精确地反映局部土壤有机质含量的空间变化信息。     

土壤水分空间变异性的研究

我国北方地区水资源紧缺,而且又是农业生产较为密集的地域,因此农业节水、农田水分转化及有效利用土壤水分成为精细农业急待解决的重要问题之一。土壤水分数据采集及空间变异性的研究对于如何充分发挥土壤水分的潜力、保护水资源、加强农田水分管理、灌溉排水设计、农田墒情预报等具有深远的理论指导意义和较强的地域性、实践性的应用价值。文章应用地理信息软件ArcGIS 9.0中的Spatial Analyst模块中反距离权重插值法、样条函数内插法和克立格插值法来绘制所测土壤水分特性的空间分布图,并为进一步研究土壤水分特性与提高作物产量间的关系提供理论基础。