典型红壤侵蚀区土壤养分空间差异——以长汀县朱溪河小流域为例

自然环境的变化和人为作用的干扰都不同程度地影响着土壤养分的空间变异。以南方典型的红壤侵蚀区朱溪河流域为代表,利用ArcGIS与地统计学方法,研究了该流域土壤表层7种养分的空间变异及分布特征。结果表明：流域内土壤表层有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的空间相关性程度不同,其中全钾、速效钾和有机质的空间相关性较弱,全氮和速效氮的空间相关性中等,速效磷的空间相关性较强;土壤养分的含量表现为不同的分布格局。     

河北平泉县农田耕层土壤养分分析

对2006年平泉县农田耕层土壤养分分析结果表明,全县耕层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的平均含量分别为18.362g/kg,1.0726g/kg,20.765 mg/kg和136.68mg/kg,有机质和全氮含量总体处于中等水平,速效磷和速效钾含量总体处于较高水平。各养分的变异程度由小到大依次为有机质、全氮、速效钾、有效磷。有机质、全氮的空间相关性中等,有效磷、速效钾的空间相关性较弱。     

天山南坡农区土壤养分空间分布特征

【目的】研究天山南坡农区土壤养分空间分布状况,分析土壤养分与地形因子间的相关关系。【方法】 共采集研究区487个样品,土壤指标有pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾。采用GIS和地统计学相结合的方法,研究区土壤养分的空间分布特征,并分析土壤养分含量与地形因子之间的相关性。【结果】 土壤pH值的变异性最低,而有效磷和速效钾的变异系数最大,其他的变异系数较接近;全氮和有机质的相关性最强,碱解氮与其他土壤养分均达到极显著相关性,全氮和速效钾的相关性最弱;有机质和全氮含量偏低,碱解氮含量极低,而有效磷含量中等偏高,速效钾含量中等偏低;有机质、全氮和碱解氮的块金效应分别为44.99%、44.47%和49.83%,而有效磷和速效钾的块金效应分别为12.39%和15.16%;有机质的变程最大为0.936 km,其次是全氮、碱解氮,变程分别为0.873和0.582 km,有效磷和速效钾的变程分别为0.051和0.042 km。【结论】 天山南坡农区土壤养分属于中等程度变异,区域内土壤养分存在的空间丰缺差异明显;有机质、全氮和碱解氮表现为中等空间相关性而有效磷和速效钾表现为强烈的空间相关性;地形因子对土壤养分含量的影响也较大。需有针对性地对天山南坡农区进行施肥指导和管理,合理增施氮肥和有机肥,适当施用磷肥和钾肥。     

马尾松人工林土壤养分空间分布特征及其与地形因子的相关性分析

在贵州省平坝区马尾松人工林可持续经营试点区域,设置80 m×120 m的样地,以10 m×10 m的标准网格采集土样,分析7种土壤养分的有机质、全氮、速效氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷空间变异特征,并对土壤养分与地形因子之间的关系进行分析。结果表明:7项土壤养分指标均为中等程度变异,变异系数由大到小依次为全钾全磷有机质速效钾速效磷速效氮全氮;有机质、全钾、速效氮、全磷表现出比较强的空间自相关,而全氮、速效钾、速效磷表现出中等程度的空间自相关;速效磷和全磷的空间分布连续性相对最好,其次为全氮、全钾和速效钾,空间分布连续性最差的是有机质和速效氮,破碎化程度高。高程、坡度、坡向、地形起伏度、曲率是影响马尾松人工林土壤养分空间分布的主要因子。     

基于GIS的环巢湖地区土壤养分空间变异特征研究

为探究环巢湖地区土壤养分的空间自相关性及其变异规律,在研究区域共采集8 073个土壤样品,基于GIS技术并使用地统计方法和Moran''s I指数法对土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和缓效钾进行了系统分析。结果表明：土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和缓效钾的均值分别为 6.07、19.97 g·kg^-1、1.16 g·kg^-1、112.95 mg·kg^-1、18.21 mg·kg^-1、130.88mg·kg^-1和378.58 mg·kg^-1,除有效磷为强变异外,其他养分均为中等程度变异;pH、全氮、有效磷、速效钾和缓效钾半变异函数最佳拟合模型为指数模型,有机质和碱解氮为高斯模型;pH和速效钾为中等空间自相关性,其他养分空间自相关性均较弱,表明养分空间变异主要受人为活动等随机性因素影响;各养分均为极显著空间正相关,其空间相关性大小依次为有效磷>速效钾>pH>缓效钾>全氮>有机质>碱解氮,且有效磷的空间自相关性显著大于其他养分。总体上看,环巢湖地区养分分布较为分散,南北方向有逐渐上升或下降的趋势,且养分高低值聚集区域也有明显的南北分布。     

社旗县植烟土壤主要养分的空间变异

采用地统计和地理信息系统(GIS)相结合的方法,对社旗烟田土壤中的p H、有机质、全氮、有效磷、速效钾含量的空间变异特征进行研究。结果表明:土壤pH、速效钾的最适模型为高斯模型,有机质、有效磷的最适模型为球面模型,全氮的最适模型为指数模型,5种土壤养分因子均表现为中等的空间相关性。土壤pH在5.2~7.3变动,能够满足优质烟生产需要;有机质与全氮分布情况相似,表现为北高南低;有效磷含量整体较高;速效钾含量整体偏低。     

褐土区乡镇级农田土壤养分时空变异研究

充分了解土壤养分的时空变异特性,结合施肥现状针对性地调节养分供应、合理施肥是提高养分资源利用效率的途径之一,也是促进精准农业快速发展的重要基础。利用经典统计学与地统计学相结合的方法,对寿阳县宗艾镇的土壤养分进行了跨度10年的时空变异分析,结果表明,从空间变异方面来说,速效钾2008年、有效磷2008年、有机质1998年都有强烈的空间变异,有机质2008年、全氮2008年、全氮1998年、速效钾1998年为中等空间变异,有效磷1998年具有弱的空间自相关性。从时间变异方面来说,1998—2008年之间,土壤有机质的平均含量下降了2.06g/kg,而土壤全氮的平均含量则增加了0.07g/kg。土壤有机质含量为20.1～30.0g/kg的面积减少了10.45%;土壤全氮含量为0.76～1.00g/kg的面积增加了11.9%;土壤速效钾含量为100～150mg/kg的面积增加了15.6%;土壤有效磷含量为5.1～10.0mg/kg的面积增加了23%。有机质、全氮、速效钾在时间上表现为中等稳定性,有效磷在时间上表现为不稳定性。     

北京市核心区土壤养分空间变异特征

根据地统计学原理,通过GIS方法研究探讨了北京市五环内土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量分布情况及空间变异特征.结果表明,研究区内4种土壤养分的变异系数在24.19%～56.14%之间,属于中等变异,说明4种养分的地域分布相对均衡;通过半变异函数拟合,发现4种养分呈中等空间相关性,且有机质与有效磷的空间相关性相对更强,速效钾的空间相关性尺度最大,变程达到17 325 m,其他3种养分空间相关性尺度依次为有机质有效磷碱解氮;通过空间插值分析,得出4种土壤养分在研究区内的分布特征,经过与全国第2次土壤养分分级标准对比分析,发现研究区内有效磷和速效钾的含量较高,有效磷在全区域达到三级至二级水平,速效钾在97.71%的区域达到三级以上水平.有机质与碱解氮的含量较低,有机质的含量有80.97%的区域处于四级及更低水平,其中四级区域占比达到72.36%;碱解氮整体含量偏低,四级及以下的区域达到99.48%,其中四级占比40.09%,五级占比52.55%,六级占比6.84%,养分缺乏形势比较严峻.总体上,研究区内有效磷与速效钾的含量较为丰富,有机质与碱解氮的匮乏现状有待改善.     

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.     

贵州省安顺市西秀区土壤养分空间变异分析

以贵州省安顺市西秀区2008年采集的2020个耕地土样测试值--有机质、碱解氮、有效磷、速效钾为研究对象,采用地统计学与GIS技术相结合的方法研究了土壤养分空间变异特性,结果表明,土壤养分平均值:有机质46.3g/kg、碱解氮176.6mg/kg、有效磷21.8mg/kg、速效钾139.8mg/kg,4种土壤养分要素的变异系数均为中等变异.对土壤养分数据进行正态分布检验,原始数据趋向正态分布.地统计学半方差分析结果显示,有机质、碱解氮的块基比分别为0.560、0.502,具有中等强度的空间相关性;有效磷、速效钾的块基比分别为0.846、0.851,空间相关性很弱.用普通克里格法进行内插,得到土壤养分空间插值分布图,直观地反映了耕地土壤养分的丰缺状况,4种土壤养分含量总体分布格局是丰富或中等.有机质表现出由南向北升高的趋势;碱解氮的分布呈西北高、东南低的趋势,有机质和碱解氮的空间分布特性表现出一定的相似性.     

岩溶区坡耕地土壤养分空间变异及其影响因子分析

对重庆市北碚区中梁山坡耕地上的100 m×100 m标准样地进行网格取样,利用地统计学方法分析了25个土壤样品的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等7种土壤养分的含量。结果表明:试验样地中有机质、全磷、全钾和速效钾具有较强的空间相关性,速效磷具有中等的空间相关性,全氮和碱解氮的空间相关性较弱。在试验样地的不同坡位上,各土壤养分的空间分布具有不同的特征,其中有机质、碱解氮、全磷和速效磷在坡顶、上坡和中坡位置含量较高;全氮、全钾和速效钾在坡底含量较高,往坡顶逐步降低。对土壤养分和环境因子的相关性分析表明:全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾的空间变异主要受环境因子中地质、地貌、土层厚度等结构性因子的影响,而有机质的空间变异主要受植被种植类型、耕作程度等随机性因子的影响。     

北京市平谷区农田土壤养分评价与变化特征

2005年平谷区农田耕层土壤养分分析结果表明,全区耕层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的平均含量分别为14.51g/kg、0.89g/kg、32.80mg/kg和136.79mg/kg,有机质和全氮含量总体处于中等水平,速效磷和速效钾含量总体处于高水平。在集中分布区,土壤有机质含量的次数分布曲线近似于呈偏正态分布,全氮近似于呈正态分布,速效磷和速效钾近似于呈偏态分布。各养分的变异程度由小到大依次为有机质、全氮、速效钾、速效磷。与1980年全国第二次土壤普查平谷区养分含量结果相比,全区农田土壤有机质含量增加了21.8%,全氮含量增加了17.1%,速效磷含量增加了246.0%,速效钾含量下降了8.1%。     

基于GIS和地统计学的土壤养分时空变异分析

运用ArcGIS的地统计学和空间分析模块,研究了封丘县20年前后土壤表层有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾5种养分的含量水平、分布以及演变趋势。研究结果表明,封丘县土壤有机质含量明显上升,氮素有所积累;磷素有升有降,以升为主;但速效钾含量急剧下降,这些变化与封丘县长期以来的肥料施用和土地利用有关。运用地理信息系统和地统计学方法能够很好地模拟土壤养分的空间分布特征,便于研究者直观地发现土壤养分时空变化趋势。     

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.     

南方典型毛竹经营区土壤养分空间变异特征——以福建省南平市顺昌县毛竹林经营区为例

以福建南平市顺昌县的典型毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.Pubescens)林经营区为研究对象,采用地统计学与GIS分析方法,分析了毛竹林林地的土壤化学指标的空间变异规律与分布格局。结果表明:土壤有机质、全氮、p H值、水解氮、速效钾的块基比均小于25%,表明其具有强烈的空间相关关系;有效磷质量分数的块基比为30.42%,其空间分布为中等相关关系;土壤化学指标变异程度由强到弱依次为:有机质(54.35%)、水解氮(53.56%)、速效钾(42.48%)、全氮(42.28%)、有效磷(36.61%)、p H值(6.49%);有效磷、水解氮和p H的最佳半方差函数模型为球状模型,速效钾和全氮的最佳半方差函数模型为指数模型,有机质为高斯模型;水解氮、有机质、p H值和全氮质量分数东部与中部较高,有效磷质量分数西部与中部较高,速效钾质量分数东部高于西部,中部较四周高。     

潼关县土壤养分含量及分布特征

利用2013年渭南市潼关县测土配方施肥补贴项目测定的土壤p H值及有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量数据,对潼关县土壤养分含量状况进行评价,并对其空间分布特征进行分析,为当地合理施肥、提高粮食产量提供理论依据。结果表明,潼关县土壤p H值为8.47,属于碱性,呈弱变异。土壤有机质含量为14.56 g/kg,碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为82.02、16.26、149.98 mg/kg,其中碱解氮和有机质含量处于低肥力水平,有效磷和速效钾含量处于中等肥力水平。土壤各养分含量之间呈极显著正相关,均与p H值呈极显著负相关。从空间分布来看,潼关县土壤p H值总体由南向北逐渐增大;土壤有机质和碱解氮含量由南向北递减,且西南角含量最高;速效钾含量总体表现为东北部和西南部地区含量较高;有效磷含量由东北向西南逐渐增高。     

冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素（尤其土壤特性、气候）起主要作用。     

基于GIS和FCM的宁乡植烟土壤养分管理分区

采用GPS、地统计学和模糊c均值聚类相结合的方法,对湖南省宁乡植烟土壤主要养分的空间变异特征和管理分区进行研究。结果表明,宁乡植烟土壤主要养分指标均为中等程度变异,有机质、有效磷和速效钾3项指标的块金效应在25%~75%之间,表明研究区域该3项养分指标是由结构性因素和随机因素共同作用的结果;碱解氮的块金效应75%,表明研究区土壤碱解氮主要由随机性因素决定。土壤有机质为高水平,碱解氮和速效钾均为中等水平,有效磷为极高水平,研究区大部分区域有机质、碱解氮、有效磷为中等至极高,但约有40%的面积土壤速效钾缺乏。宁乡烟区可划分为3个养分管理分区,分区间有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量差异极显著。     

临汾市尧都农业区土壤有机质和大量营养元素空间变异性研究

[目的]揭示临汾市郊农业区耕层土壤有机质及大量营养元素的空间变化规律,为其土壤肥力评价和管理提供指导。[方法]利用大量的土壤养分分析数据,通过实测研究区土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷、速效钾和缓效钾6个肥力指标的含量,运用地统计学方法对其进行计算分析。[结果]在尧都区6种土壤肥力指标中,有机质、全氮和水解氮的块金值、基台值的比值分别为0.931、0.839、0.866,表明具有弱的空间相关性;有效磷、速效钾和缓效钾的C0/(C+C0)值分别为0.663、0.666、0.729,表明具有中等程度的空间相关性。研究区养分分布特征为:土壤有机质、全氮和水解氮含量表现为由西向东逐渐降低,有效磷、速效钾含量分布表现为中心高四周低,有效磷中心呈破碎的散块,速效钾则呈以汾河南部为中心的扩散状。[结论]在施肥过程中,农户应充分考虑土壤的本底差异,避免盲目地平均施肥。     

隆回植烟土壤有机质含量分布特征及其影响因素研究

为揭示隆回植烟土壤有机质含量分布特征及其影响因素,提高烤烟生产施肥的科学性,采用传统统计学、相关分析、回归分析以及灰色关联方法分析了隆回植烟土壤有机质含量分布特点及其影响因素。结果表明：①隆回烟区植烟土壤有机质含量平均值为32.22 g/kg,处于“适宜”水平,处于“适宜”范围内的样本占51.0％;②4种不同土类之间有机质含量达到极显著差异,有机质含量在“适宜”水平的土壤样本数比例为红壤＞石灰岩土＞黄壤＞水稻土;③6种不同土壤质地间有机质含量存在极显著差异,其中轻壤土、砂壤土和中壤土有机质含量处于“适宜”水平的比例较高;④植烟土壤全氮、有效磷和全钾含量偏高,碱解氮含量适宜,全磷和速效钾含量偏低;⑤影响植烟土壤有机质含量分布的土壤养分因素有土壤氮素、磷素以及钾素,对有机质含量分布影响大小顺序为碱解氮＞速效钾＞全钾＞全磷＞有效磷＞全氮;⑥有机质含量随碱解氮、有效磷和速效钾含量的升高而提高,而全氮、全钾和全磷与有机质含量之间呈二次曲线关系。