基于Markov链地统计模型的区域土壤性质研究进展

土壤水力学性质的空间变异对于区域土壤水分溶质循环模拟研究至关重要。基于Markov链的条件模拟是一种能融合多源信息技术的地统计学模拟方法,与传统插值法和基于变异函数的条件模拟相比有诸多优势。目前,该方法在土壤水力学性质空间变异性领域的研究并未全面展开。实现区域土壤水力学模型参数的随机模拟,对于实现区域土壤水分运动和溶质运移的随机模拟,分析土壤水力学性质空间变异性对土壤水分运动和溶质运移模拟结果的影响,特别是参数采样点变化对土壤水分运动和溶质运移结果影响的不确定性等研究都有重要意义。本文旨在综述基于Markov链的地统计学模拟在土壤学相关领域的研究进展,以期为区域模拟中面临的参数获取难题提供帮助,为区域农业生产管理,水分高效利用,农田生态环境保护提供科学依据。     

县级区域粮田土壤养分的空间变异性

采用传统统计和地统计相结合的方法 ,对面积约 470km2 的玉田县粮田耕层土壤养分进行了空间变异特征研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ,不同土壤养分的变异情况各不相同 ;土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn含量的空间变异结构明显 ,在较大范围内存在着空间相关性 ,具有一定的渐变性分布规律 ,这一基本趋势对土壤养分分区管理是有利的     

西南丘陵区坡地土壤水分的时空变异

利用地统计学方法研究了我国西南丘陵区坡地土壤水分特性的时空变异特性。土壤水分含量在不同季节和不同层次具有一定的空间结构,可用纯块金效应模型、指数模型和球状模型进行拟合;土壤平均含水量、剖面各层含水量和半方差参数除变程外均随季节表现出明显的变化,但随土壤层次无明显的变化规律;土壤含水量的空间相关性随季节呈波动变化,块金值的变化趋势与基台值相似。克立格插值结果显示不同季节土壤平均含水量的空间分布格局不同。     

分形方法在土壤特性空间变异研究中的应用

土壤特性空间变异研究对土壤制图、精准施肥、农业可持续发展等方面具有重要意义。分形几何学是一种探索复杂性的事物的新科学方法和理论,在研究土壤特性空间变异中将有大有可为。本文主要综述了 2000 年以后分形理论在土壤物理特性、化学特性、水分特征及状态参数的空间变异研究中的应用进展,最后对分形理论在土壤特性空间变异研究中的发展方向进行了展望。     

杞麓湖流域灌区土壤有机碳空间分异及潜在影响因素分析

   揭示杞麓湖流域灌区复杂地表条件下土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）的空间分异规律及影响机理,以期为当地灌区土地资源的可持续利用和精细化管理提供科学依据。   在杞麓湖流域灌区采集216个土壤样本测定其SOC含量,通过空间自相关分析揭示其空间格局,进一步结合15个自然和人为潜在影响因素,使用多尺度地理加权回归（MGWR）模型,探究杞麓湖流域灌区SOC空间变异的影响因素及其影响机制。   全局和局部莫兰指数结果表明SOC存在显著的空间自相关性,且呈集聚分布,SOC含量较高的样点集中分布在杞麓湖西南湖滨农耕区,低值集中分布在流域西南山麓地区,杞麓湖南部农田SOC含量的空间异质性强;MGWR模型结果表明土壤含水量、土壤总孔度、植被覆盖度、蔓延度指数在局部对SOC有显著的正向影响（P < 0.05）,距公路距离、最大斑块面积占比、斑块丰度密度对SOC有显著的负向影响（P < 0.05）。   杞麓湖流域灌区SOC空间分异受到土壤内在属性以及外在的自然和人为因素的共同影响,且这种影响存在不同程度的空间异质性。     

县级区域粮田土壤养分空间变异与分区管理技术研究

采用传统统计和地统计相结合的方法 ,对面积约 470km2 的玉田县粮田耕层土壤养分进行了空间变异特征与分区管理技术研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ,不同土壤养分的变异情况各不相同 ;土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn含量的最大相关距离分别为 2 7.1、1 9.7、2 7.1、1 4.4和 2 6.4km ,基本趋于以大块状变异为主 ,这一基本趋势对土壤养分分区管理是有利的 ;土壤养分速效含量呈现较明显的空间分布格局 ,对土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn可分别分成 2、3、3、3和 2个养分分区 ,因而对这 5个土壤养分进行分区管理可行 ;作物高产优质分区平衡施肥技术在小麦和玉米上使产量分别增加 1 0 .9%～1 3 .1 %和 1 4.3 %～ 2 1 .7% ,使经济效益分别提高 5 90～ 747和 72 4～ 1 3 43RMBYuanhm- 2 。     

地统计学在土壤空间变异研究中的应用

地统计学应用于土壤科学中,探索其空间分布特征及其变异规律,已为越来越多的学者所推崇。本文对地统计学基本原理及地统计学在土壤物理特性、土壤养分、土壤盐分、土壤重金属等土壤空间变异研究中的应用进行了论述,并针对存在的问题及发展趋势提出了一些看法。     

县域耕地土壤养分的时空变化及区域施肥研究--以肥东县为例

为提高粮食产量实现农业的可持续发展,本研究主要利用Arc GIS9.3对肥东县的土壤养分和p H作空间变异分析。通过分析可知在研究区域内除p H呈弱变异性外,其他养分都是中等变异,全氮、有效磷和速效钾为弱相关性,其他为中等相关性,并对数据进行插值分析绘制养分分布图;将2012年土壤养分数据与1982年第二次土壤调查数据相比较,从时间上分析其变异性,在时间对比分析可知土壤中主要养分速效钾变化不大,有效磷和有机质都明显增加。最后利用\"3414\"试验参数并结合当地耕作经验值,算出施肥配方,并绘制不同配方分区图。     

黑龙江省巴彦县土壤养分空间变异规律与格局分析

本文在349个采集土壤表层(0～20cm)样本分析基础上,运用地统计学与GIS相结合的方法,研究了黑龙江省巴彦县典型区域土壤有机质、速效磷、速效钾、pH值的空间变异特征,并结合巴彦县实际情况分析了这四种养分的影响因素。研究结果表明:土壤有机质、速效钾、pH值的变异函数曲线符合指数模型,土壤速效磷的理论模型符合有基台的线性模型;在空间结构上,土壤有机质、速效钾、pH值空间自相关性中等,土壤速效磷量表现强弱的空间自相关性;采用Kriging插值方法,分析研究区域的土壤养分空间格局分布可以看出,四种土壤养分的空间分布具有较明显的地域性,速效磷与速效钾以中部为最低,并向四周呈波状扩展增加,土壤有机质、pH值的分布则较为随机。     

南极半岛海洋气候区的土壤Ⅵ.空间可变性与土壤景观

本文通过对南极海洋气候区自然环境和地表特征分析,指出本区土被发育与分布具有明显的不连续性特征;同时,在分析研究本区成土因素的空间变化格局及其对土壤发生、发育与演化影响的基础上,论述了南极海洋气候区土壤属性上的强烈空间可变性和类型上的高度分异性;最后,对本区有代表性的土壤景观系列进行了分析,指出成土因素空间变异的微域性特点造成了本区土壤景观的多样性与复杂性,本区自然环境的快速变化可能最终导致土壤景观的演变与重塑。     

线性非平稳型农田土壤水分信息空间变异性及预测研究

以中国东北春旱秋涝严重的西辽河灌区为背景,用线性地质统计学理论探索１ｍ深农田土壤层内非平稳型（含有漂移）水分信息的空间分布特征。在采样区土壤水分信息空间结构性揭示基础上,对土壤水分信息的空间漂移数据与观测尺度间的效应关系、区域化变量变差函数γ_Ｚ（ｈ）与剩余变差函数γ_R（ｈ）间的差异性、普通克立格法与泛克立格法用于待估区域水分信息值的差异性等进行了较深入研究。结果表明在最大滞后距范围（ｈ≤ａ）之内,两种估值方法得到的结果与实验值均较吻合,因而可用计算简单的普通克立格法对线性非平稳型土壤水分信息进行大面积区域墒情预测     

分维与土壤特性时空变异性研究进展

论述了几种经典分维的定义及计算方法,阐明了传统分析土壤特性时空变异性不足之处,介绍了近几年来用分维度量土壤特性时空变异性的一些成果,并对分维在今后土壤特性时空变异性中的应用前景作了展望。     

玉溪市100m级植烟土壤质地品质的区划研究

开展以质地为关键因子的高精度植烟土壤区划,对综合提升区域烟叶品质具有现实指导意义。本研究以云南省玉溪市植烟区为研究对象,利用云南省、地市和县级土种志所记录的玉溪市土壤剖面数据为基础,并结合GIS技术和地统计学等方法,对玉溪市植烟土壤质地品质进行高精度区划。建立了玉溪市100 m级土壤质地数据池,对烟草区划的土壤关键因子土壤质地进行了科学地品质等级划分,结果表明,玉溪市适宜植烟的土壤质地品质差异较大,按土壤质地品质分级一等~五等的面积比例分别为9.87%、36.08%、11.7%、21.38%和20.97%,其中,最适宜植烟的一等土壤主要分布在峨山和华宁县,面积分别为26.2km2和25.2 km2,较适宜的二等主要分布在新平、元江和江川,面积分别为87 km2、58.6 km2和55.5 km2。不同海拔高度上的植烟土壤质地品质存在较为明显的差异,海拔1 600～2 000 m是玉溪烟叶主产区和优质植烟土壤质地主要分布区。玉溪市100 m级土壤质地空间分布图,详细程度达到村镇尺度,极大地提高了植烟区划精度及其实用性。研究结果可为优质烟叶生产及其长期规划布局和科学管理提供理论依据。     

两种取样尺度下土壤重金属空间变异特征研究

通过在两种取样尺度下采集重庆地区土壤样品,测定土壤重金属As、Hg、Cd、Pb、Cr含量,研究不同取样尺度下地统计学方法对土壤重金属空间分析的实用性和空间插值质量。研究结果表明,除小尺度中As、Cd、Cr呈正态分布,小尺度中的Pb、Hg和大尺度中As、Hg、Cd、Pb、Cr均呈偏态分布。各重金属变异系数存在明显空间变异(CV介于23.2%~24.1%),小尺度下空间变异较小,大尺度下空间变异大。在两种取样尺度下,土壤重金属均存在典型的半方差结构,表明采用地统计学方法进行重金属空间变异分析是可行的。在小尺度下,各重金属块金系数介于0.112~0.736之间,表明具有强或中等空间自相关;在大尺度下,块金系数介于0.301~0.570之间,表明具有中等空间自相关。空间插值和交互检验结果表明,As、Cr、Hg、Cd在小尺度下的空间估测结果能准确地反映变量的空间变异,在大尺度下估值有偏差,Pb在两种尺度下的估测结果均有偏差。     

苏南典型地区土壤颗粒的空间变异特征

在地统计学和GIS的支持下,以半方差函数为基本工具,分析了苏南典型地区耕层土壤颗粒的空间变异特征,并运用块段普通克立格法(BlockKriging)进行最优无偏线性插值,制作了不同粒径土壤颗粒的空间分布图。结果表明,研究区域不同粒径土壤颗粒在较大的范围内存在着空间相关性,砂粒和粉砂的空间相关距离达到243km,粘粒也达到81km;不同粒径土壤颗粒由结构性因素引起的空间变异性达到70%以上,反映了土壤颗粒在研究区域内具有较强的空间自相关性。Kriging插值结果更直观地反映了研究区域土壤颗粒的空间变异特征。     

基于SPOT5影像的稻田土壤养分的Co-kriging插值研究

以湖州一块3.34hm2的水稻田为试验区,在ARCVIEW和ERDAS Image8.4平台上结合地统计学,研究以植被指数为协因子的土壤全N的Co-kriging插值效果。分析结果表明:水稻生长期的SPOT5卫星多光谱信息构建的植被指数,反映了水稻的生长状况,在一定程度上间接地反映了土壤的养分状况,特别是土壤速效N、速效P、全N的状况;其中将比值植被指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)作为协因子,参与土壤全N的Co-kriging插值,插值精度有所提高。