不同尺度下土壤养分空间变异特征的研究

在不同取样尺度下采集了农田土壤样品并测定土壤有机质、全N和有效P含量，研究不同尺度下地统计学方法对土壤养分空间变异分析的适用性和空间插值质量。研究结果表明，大比例尺下土壤有机质含量、有效P含量、全N含量的分布呈正态分布，在中小比例尺下呈现轻微偏态分布。各养分空间变异系数存在明显空间变异(C．V.介于17％—27％之间)，大比例尺下，空间变异较小；中小比例尺下，空间变异程度大(C.V.和峰度值较小)。在各种尺度下，土壤养分均存在典型的半方差结构，表明在各种取样比例尺下采用地统计学方法进行土壤养分空间变异分析都是可行的。在大中比例尺下，各养分块金系数介于0．28—0．38之间，表明土壤养分具有明显空间自相关；而在小比例尺下，块金系数介于0—0．17之间，表明土壤养分具有强烈空间自相关，其中有机质含量具有恒定的空间自相关(块金系数为0)，有效P含量的空间自相关程度相对较弱；空间插值和交互检验结果表明，球状模型空间插值结果与实测结果符合性很好，交互检验均达到极显著水平。在小比例尺下其估计比大比例尺下精度更高。不同养分的空间预测结果质量不尽相同，土壤有机质含量空间预测符合度最高。     

土壤有机质空间变异与农用地自然质量关系研究

该文以广州市花都区赤坭镇为试验区，根据典型农用地类型的土壤采样基于Cokriging方法进行土壤有机质精确插值与空间变异分析，并将结果与农用地分等成果进行相关分析。结果表明，以土壤有机质和农用地类型为协因子的球状模型Cokriging总体插值精度最高，试验区内土壤有机质分布格局是四周丘陵和水库区含量较低，巴江河两岸的平原地区、西南角的山前冲积平原含量较高，这也是灌溉水田密集的区域；试验区内土壤有机质含量菜地分布比较均匀、空间相关性很强，而水浇地分布差异较大、空间变异性较高；土壤有机质分布在南北、东北-西南两个方向相关性较强具有各向同性特征，在东南-西北、东西方向具有各向异性特征，受到随机因素的影响变异性较大。土壤有机质Cokriging插值结果与试验区内农用地自然质量等指数的相关性很显著，菜地与农用地自然质量等指数相关性最强，灌溉水田其次，旱地最差。     

盐碱地土壤养分的空间变异及合理取样密度研究

本研究以东营市河口区新户土地开发项目二期为研究区,运用经典统计法和地统计分析相结合的方法,对土壤有机质、速效磷、速效钾、碱解氮等养分以及土壤全盐的空间变异性质进行研究,并对不同采样密度下有机质的空间插值结果进行分析比较,用均方根误差和相关系数检验不同密度下的插值精度,以确定盐碱地有机质的合理取样密度。结果表明,研究区速效钾的变异系数为18.4%,属于低等程度的变异;有机质、碱解氮、速效磷、土壤全盐的变异系数在57.4%~76.9%之间,属中等程度变异。研究区的各种土壤属性均具有较好的空间结构,表现出一定的空间自相关性。有机质和速效钾的空间变异性主要影响因素与成土母质、土壤类型、气候条件等有关,而碱解氮、速效磷、土壤全盐的空间变异性与耕作方式及农业生产中施肥等有关。随着采样点密度的增加,克里格插值精度提高,适当减小样点密度可以满足插值分析的需要,充分考虑土壤养分空间变异评价的精度分析,确定研究区土壤有机质合理取样数为111个,合理取样单元为48 hm~2,合理取样间距为692 m。     

潮土区土壤有机质含量的趋势演变研究——以禹城市为例

通过分析山东省禹城市100个采样点1980年和2003年耕层土壤的有机质含量,研究了土壤有机质的时空变异特征,探讨了潮土区有机质含量的变化,形成了研究区1980年和2003年有机质含量空间分布图及1980~2003年有机质含量的空间变化图。分析了研究区有机质含量增加的原因。研究结果表明,该市目前土壤有机质含量平均为14.68g kg-1,比1980年的6.0g kg-1增加了8.68 g kg-1,年均提高0.38g kg-1。土壤表层含盐量的降低为土壤养分含量提高提供了条件。     

沙棘柔性坝对土壤有机质改善作用的试验研究

于2005年在内蒙古准格尔旗西召沟小流域进行了野外调查、采样及室内土壤有机质含量测定试验。结果表明，种植沙棘柔性坝的沟道土壤有机质含量远远大于未治理的对比沟，从而证实了沙棘柔性坝具有显著地提高沟道的土壤有机质含量，改善沟道土壤肥力生态效应。土壤有机质含量具有一定的垂向变化，大多数情况下表层土壤的有机质含量高于中、下层土壤；沟道及沙棘柔性坝的土壤有机质含量在纵向大致呈现由上游到下游缓慢递增的过程。沟道土壤有机质的这种纵向变化规律与沙棘植物柔性坝拦沙淤积厚度纵向变化规律相同。     

不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究

以三种取样间距(100m、50m、25m)进行网格取样,对土壤有机质、全量氮磷进行空间变异性分析。结果表明:土壤有机质与全氮含量处于较低水平,全磷含量处于中等水平。全氮的变异系数随不同间距变化幅度较小,有机质与全磷的变异系数随着取样间距增加而减小.取样间距对合理取样数目具有一定的影响,合理取样数目分别为:有机质(24)、全氮(34)、全磷(10).土壤全量养分的空间变异性主要受结构因素影响,随机因素影响较弱,但不同取样间距对全量养分空间变异规律影响不明显;对于全量养分100m的取样间距就可以满足干旱区农田土壤样品的精度要求。     

宁夏农田土壤耕层养分含量的时空变化特征

根据土壤普查资料和实际采样测定结果,探讨了宁夏山区和灌区农田土壤耕层有机质和氮磷钾养分含量的时空变化特征。结果表明,在1970年、1985年和2000年3个时段内,土壤有机质、有效磷和碱解氮含量呈显著或较显著增长态势,土壤速效钾含量近15年在灌区明显下降,土壤氮磷钾全量养分在30年间没有明显变化。从两个地区比较来看,除土壤全磷量外,土壤有机质和其它养分含量都是灌区显著高于山区,而变异系数除土壤全钾外都是山区显著大于灌区。     

土壤养分空间变异及合理取样数研究

土壤养分存在明显的空间差异，田间土壤养分合理取样数取决于养分要素自身空间变异程度和人们对数据精度的要求。若空间变异大、精度要求高则需要较多采样数，反之需较少样点数。计算结果表明，极大多数养分要素的合理取样数较实际取样数有较大幅度减少，意味着可大幅降低采样及分析成本。据统计学空间自相关和半方差函数方法研究结果，养分要素存在一定的空间自相关性，但不同方向上的自相关性有明显差异，独立间距也因养分要素而异。研究结果可为精准农业土壤养分样点密度设定、养分要素等值线绘制及精准施肥提供支持。     

三峡库岸带生态屏障建设技术体系初步研究--以云阳县盘龙镇示范区为例

采用分层取样的方法,对陕北王茂沟小流域土壤有效铜的分布特征进行了研究。在研究区流域内,土壤有效铜的均值高于黄土区土壤有效铜的临界值;沟坡部分有效铜含量最高,峁坡部分有效铜含量最低;不同坡向有效铜含量大小为:半阳坡>阳坡>半阴坡>阴坡;土壤有效铜与有机质在20—30cm土层处相关性最强。     

鄂尔多斯不同地形下土壤养分的空间变异

通过野外调查采样与室内土壤理化分析相结合，对鄂尔多斯荒漠区不同地貌类型下的土壤养分分布特征进行了初步分析。研究表明：鄂尔多斯沙地土壤养分含量普遍较低，两断面表层有效钾的均值在64.73-70,95mg/kg之间，有机质含量在0.493%-0.508%之间。pH值在8．0左右。在地形部位较高的硬梁，丘顶处土壤养分含量最低，软梁次之，而在地势较低滩地，丘间地土壤养分含量较高。硬梁，软梁，滩地表层土壤有机质和有效钾含量分别为0．18％，0．50％，1．16％和35．29mg/kg.60\67mg/kg,98.32mg/kg，丘顶，丘间，农田表层土壤有机质和有效钾的含量分别为0．09％，1．09％，0．84％和23．91mg/kg，60．34mg/kg，77．42mg/kg。在多数土壤剖面上，土壤养分从上到下递减。通过对两地形断面上土壤有机质和有效钾的一维半方差函数均表现出明显的空间结构性，并且各种养分的独立较大，在艾碱壕断面上土壤有效钾和有机质的独立间距为70．89m和69．15m，在深海沟断面上土壤有效钾和有机质的独立间距为12．48m和35．98m，说明在调查区域内土壤养分存在一定的相关关系。     

新乡市西四县土壤营养元素有效性影响因素分析

根据对河南新乡西部四县各类土壤进行的调查与分析研究，论述了土壤分布的地形地貌条件，理化性质不环境污染对大量与微量营养元素有效态含量的影响。结果认为：土壤有效态氮磷，钾的含量主要受土壤质地和有机质含量的影响，而微量元素锌，锰，铜，铁，钼，硼的有效态含量则与地貌变化，土壤质地，有机质含量和土壤通透性等多种因素的影响有关。     

黄土高原果园土壤有机质变化趋势分析——以陕西省为例

在典型果业生产区域的黄土高原选择5个采样区的45个果园5个对照常年作物农田,利用GIS定位仪共采集0-20 cm表土样品45份,对其土壤有机质含量进行了测定.果园划分为5～10 a、10～15 a和15 a以上3个园龄段,常年作物农田选择果园附近的普通农作物田块取样.利用单样本平均数t检验和单向分组资料方差分析,对果园与农田、园龄段分组与农田2个方面进行统计分析.结果表明:果园与农田相比土壤有机质含量有一定的提高,其中大部分有显著提高;苹果优质高产地区,随果园同龄增加,土壤有机质含量显著提高,同时表明果园种草能够显著提高果园土壤有机质含量.影响果园土壤有机质含量变化原因包括肥料投人数量与结构、种植方式、土壤类型、农产品市场行情和农业技术等方面.     

稻田土壤养分的空间变异性研究

本研究以嘉善县陶庄农场内一块5.1hm2的水稻田为研究区,区内不规则采样,共128个采样点。以土壤的pH、有机质、全磷、全氮、碱解氮、速效钾和速效磷含量为研究对象,研究其相应的统计规律,结果表明土壤各养分属性的变异系数在6.3%~35.61%之间,pH为5.3%;采用地统计的半方差函数分析,发现有机质,全氮,碱解氮和速效钾在一定范围内存在空间相关性;采用克立格方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,并对其空间变异进行了初步分析。     

内蒙古地区A、C层土壤中金属元素含量比值的影响因素及其空间结构分析

本研究对内蒙古地区３４９个样点Ａ、Ｃ层土壤中１０种金属元素含量的比值进行了分析．总体而言，金属元素在内蒙古地区表层土壤中有富集的趋势，但它们在Ａ、Ｃ层土壤中含量的比值具有较大方差；偏相关分析的结果表明，土壤有机质含量、ｐＨ值和粘粒含量没有对上述比值产生显著的影响；同时，通过半方差函数的计算和空间插值对上述比值的空间结构特征进行了讨论．结果显示，研究元素在内蒙古土壤中的纵向分布没有表现出明显的空间结构，多数元素在Ａ、Ｃ层土壤中含量比值的半方差函数表现为纯块金效应．因此，内蒙古地区金属元素沿土壤剖面分布特征主要影响因素的空间变异尺度可能在本研究的最小采样尺度（大约２０ｋｍ）以下．     

鼎湖山土壤有机质深度分布的剖面演化机制

根据鼎湖山森林植被带(SL)、灌丛—草甸过渡带土壤剖面(GC)有机质含量,有机质Δ14C、δ13C值,土壤粘粒含量及孢粉分析结果,研究华南亚热带山地土壤有机质深度分布特征的成因机制。结果表明土壤有机质的深度分布特征与土壤剖面的发育过程密切相关,随深度增大,有机质的来源数量不断减少,而成土时间增加,分解作用导致的有机质含量降低幅度增大,有机质含量不断减少。土壤有机质14C表观年龄随深度增加,土壤有机质δ13C值与有机质含量的深度变化具有明显对应关系,这些都是土壤剖面发育过程中有机质不同更新周期组分呈规律性分解的结果。粘粒的深度分布反映土壤剖面淋滤淀积的特点,表明土壤剖面经受了长期成土风化。土壤剖面的上述特征均为剖面发育过程中不断沉积、不断成土的结果,表明土壤剖面成土演化对于有机质深度分布具有显著制约。     

精准农业中不同取样间距下Kriging插值精度对比研究

为了研究土壤不同养分的合理取样间距,研究选择了平顶山地区典型烟田为研究对象,在面积为4 hm2的地块上以20 m×20 m网格采样,共采集耕层(0~20 cm)土壤样品111个。在GIS软件平台上对采样点进行行列删除,人为改变取样间距大小,并运用地质统计学和普通克里格插值方法进行插值,生成了土壤各养分分布图。同时,随机选取7个样点,并将其在不同取样密度下的Kriging插值结果与实测值进行比较。由插值误差分析、独立检验、面积分析和养分分布图可以看出:在该研究区域内,碱解氮、速效磷、速效钾、速效铁和速效锌以20 m取样间距较为合适,有机质和速效铜的合理取样间距为60 m,速效锰则以40 m取样间距较适宜。研究目的是为该地区确定合理的土壤取样间距提供理论依据。     

辽宁省玉米主产区土壤养分状况调查分析

采用网格取样法采集辽宁省玉米主产区耕层土壤进行有机质、pH和有效养分含量分析。结果表明:辽宁省主要玉米田土壤近中性,有机质含量中等,65%以上的土壤速效K、速效P和有效Zn含量低于临界水平,99%的土壤NH4+-N含量低于临界值;从变异情况看,土壤pH变异最小,速效P变异最大,总变异趋势为速效P>有效Zn>有机质>NH4+-N>速效K>pH;不同土壤类型和不同生态区的土壤有机质、pH和有效养分含量变异也较大。     

基于土壤~(137)Cs监测的土壤侵蚀与有机质流失——以密云水库为例

本文运用137Cs核素示踪技术,研究北京重要的水源供应地密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀状况与有机质流失状况及其相互之间的量变关系。试验结果表明:0～20cm土层中山坡上137Cs含量低于坡中、坡下,但若山顶具有缓坡或山角下具有陡坡则137Cs含量变化规律相反。根据水利部标准与土壤137Cs监测结果,密云水库周边大部分地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况严重,达到了剧烈侵蚀的程度。不同土地利用方式对土壤有机质分布有很大影响,有机质含量分布为灌丛>林地>果园>农田;上游地区有机质含量高于水库周边地区土壤,表明人为活动加剧了土壤侵蚀和有机质的流失。对于景观单一,地域较小的采样区进行三次曲线数学模拟,其相关系数高达0.9左右,表明在监测土壤137Cs、210Pb含量变化的同时,可以利用小区域数学模型直接预报预测土壤有机质含量的变化。     

典型区域果园土壤有机质变化特征研究

在黄土高原、胶东半岛和北京郊区果园选择11个采样区,按照5～10年、10～15年和15年以上3个园龄段,利用GPS定位系统,共采集0～20 cm表层土壤样品99份,并在取样果园附近选择普通农田作为对照采集土壤样品33份,测定了果园与普通农田土壤的有机质含量,并从果园土壤有机质数量特征,果园与农田差异特征以及有机质随园龄段变化特征3个方面进行统计分析.研究结果表明:胶东半岛栖霞和北京郊区果园土壤有机质含量较高,黄土高原宝塔较低.与农田相比,60%多的果园土壤有机质未发生显著变化,明显提高的果园不到30%,明显降低的果园不到10%;土壤有机质发生变化的果园,平均提高0.62%,平均降低0.20%;随园龄增加,两个样点果园土壤有机质明显提高,其他果园变化不显著.在优质高产果园区,果园土壤有机质提高归因于施用有机肥、果园种草、青草或秸秆还田.总体上看,典型区域果园土壤有机质高低值差异较大,土壤有机质含量普遍不高,果业持续发展能力较低.     

阴山北麓不同用地土壤有机质含量对抗风蚀的作用研究

随着人类对土地利用的强度不断增大,改变了自然土壤表层原有的性质,并对风产生不同的抗蚀效果。不同的土地利用方式下,土壤的有机质含量是不同的。土壤有机质影响土粒间微结构的胶结力和土壤结构体间的抵抗离散力,从而影响土壤的抵抗风蚀能力。通过对阴山北麓不同土地利用方式下的土地进行野外调查取样和室内理化分析,分析了土壤有机质含量变化过程,研究了土壤有机质含量对抗风蚀的影响。结果表明：土壤有机质含量与土壤抗风蚀强度成正相关关系,也就是随着土壤有机质含量的增加,土壤的抗风蚀强度增强,凡是有机质含量较高的土地利用类型,其土壤的抗风蚀强度较强,例如：人造林地的土壤有机质含量为3.904%,其土壤风蚀相对强弱指数是1.726;未成林林地的土壤有机质含量为2.775%,其土壤风蚀相对强弱指数是23.409;人造林地的土壤有机质含量高于未成林林地,而人造林地的土壤风蚀相对强弱指数小于未成林林地,也就是人造林地的抗风蚀强度大于未成林林地。因此,应当针对阴山北麓处于西北风主风向地带、风速大、土壤风蚀易发生的实际情况,合理保护和利用有限的土地资源,使土壤资源得以保护。