黑龙江精准农业示范区土壤养分空间变异研究

以面积为129 hm^2农田为采样区,使用Ag132 DGPS仪定位,网格法采集0～20 cm耕层土壤样品,实验室测定土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的含量.应用传统统计学方法和空间分析方法对土壤养分变异进行了研究.结果表明,土壤养分性质均存在着空间变异性,速效磷、速效钾和有机质变异相对较大,碱解氮变异亦小;土壤养分性质均存在半方差结构,分别拟合Exponential、Gaussian、Pentaspherical、Gaussian模型;碱解氮、速效磷、速效钾和有机质均显示中等的空间相关性.     

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.     

黄土高原沟壑区土壤养分空间变异及其与地形因子的相关性

【目的】研究黄土高原沟壑区土壤养分空间分布特征及变异规律,分析地形因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用与管理提供理论依据。【方法】运用地统计学和GIS技术相结合的方法,研究地处黄土高原沟壑区的安塞县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的空间变异特征,并利用数字高程模型(DEM)提取坡度、水平曲率、垂直曲率、地形湿度指数和河流动能指数等5个地形因子,分析土壤养分含量与这些地形因子之间的相关性。【结果】(1)土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种土壤养分的变异系数为14.14%～26.84%,块金效应值为16.45%～45.87%。(2)研究区西南部土壤养分含量较高,北部土壤养分含量相对较低。(3)坡度与有机质、碱解氮和有效磷含量呈显著或极显著负相关;水平曲率与有机质和速效钾含量呈显著负相关;地形湿度指数与有机质和速效钾含量呈显著正相关。【结论】安塞县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾养分均具有中等变异性,速效钾具有很强的空间相关性;坡度较小、土壤水分较多、水土流失较轻微的地区,土壤养分含量较高;在施肥时,应增大研究区北部氮、磷的施用量。     

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。     

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.     

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。     

微尺度下植烟土壤养分的空间变异及分布特征

为促进烟田土壤养分的精细管理和合理施肥,以武隆烟区为例,采用GIS和地统计学相结合的方法,对其植烟土壤的养分空间变异进行分析。结果表明：除速效磷外,其他土壤肥力要素在整个研究区内均表现出中等变异水平。土壤有机质和速效氮、磷、钾的空间变异函数分别为球状、指数、指数、球状模型,其中,土壤碱解氮和速效钾具有较强空间相关性,而土壤有机质和速效磷具有中等的空间相关性。用普通克里格法对研究区土壤速效养分进行克里格插值的结果表明,速效磷在研究区内普遍缺乏,土壤有机质、碱解氮和速效钾含量中等偏高,且在研究区内表现出明显差异性。     

黑龙江食品安全示范区农田土壤养分空间变异研究

以面积为450000m2农田为采样区,使用手持式GPS定位,网格法采集0￣20cm耕层土壤样品,实验室测定土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的含量。应用传统统计学方法和空间分析方法对土壤养分变异进行了研究。结果表明,土壤养分性质均存在着空间变异性,受常规施肥措施影响较大的碱解氮、速效磷、速效钾变异相对较大;常规施肥有机质投放较少,变异相对较小;土壤养分性质均存在半方差结构,分别拟合Circular、Pentaspherical、Exponential模型,碱解氮、速效磷、速效钾和有机质均显示中等的空间相关性。     

宁夏南部黄土高原流域土壤速效养分空间变异研究

以退耕还林还草6 a后的宁夏南部黄土高原阳洼流域为例,通过地统计学的半变异函数,定量研究了黄土高原典型小流域土壤速效养分的空间异质性特征.结果表明,土壤速效钾、碱解氮、有机质、速效磷变异函数曲线的理论模型均为球状模型.土壤碱解氮、速效钾、有机质属中等变异,变异系数为34.24%~36.62%,土壤速效磷变异属强变异,变异系数为178.08%.土壤速效钾具有中等相关性,c0/(c0 c)比值为54%,由施肥、作物、管理水平等人为因素引起的空间异质性起很大作用.土壤速效磷、碱解氮、有机质具有弱相关性,c0/(c0 c)比值分别为88%,76%,85%.其空间变异主要由施肥和母质、地形、土壤类型引起.4种速效养分具有较强的空间自相关格局,但它们的空间自相关范围具有明显差异,土壤有效氮变程最小,为144.11 m,速效钾次之,土壤有效磷和有机质的变程较大,分别为209.93和399.07 m.     

盐碱地土壤养分和盐分含量的空间变异特征研究

为了研究盐碱地土壤养分、盐分含量之间的相互关系,采用空间自相关、半变异函数和克里金插值方法,对酒泉市盐碱地土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、盐分含量的空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明,研究区土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量平均值分别为64.30、15.50、121.40 mg/kg,有机质和盐分含量平均值分别为12.80、7.49 g/kg,养分和盐分含量的空间变异系数均表现为中等变异;空间变异性分析发现,研究区5类土壤因子块金系数均小于0.25,表明其主要受地形、成土母质和植被覆盖度等结构性因素的影响;盐碱地土壤中有机质、碱解氮、速效钾含量南高北低,而速效磷、盐分含量从东到西高、低交替循环;相关性分析表明,盐碱化土壤有机质含量、碱解氮含量与盐分含量呈极显著负相关(P0.01),但速效磷含量与盐分含量呈显著正相关(P0.05)。这说明土壤养分含量在一定程度上影响土壤盐分含量状况。     

豫中典型烟田土壤养分空间变异特征分析

利用地统计学方法研究了豫中植烟土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的空间变异规律。结果表明:4种土壤养分的空间结构模型均符合球状模型;土壤全氮的块金值/基台值25%,表现出强烈的空间相关性;有机质、速效磷和速效钾的块金值/基台值在30%~46%,表现出中等强度的空间相关性,空间自相关距离在274~556 m。利用Kriging法生成土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的空间分布图,为研究区域开展精准施肥提供了决策参考。     

坡地植烟土壤速效养分空间分析

为进一步提高坡地烟田管理水平、改善烟叶品质,在重庆市彭水县烟草科技示范园开展了区域化研究,分析典型山地特色烟坡地植烟土壤速效养分空间变异及分布特征。结果表明:研究区域为典型的低磷高钾土壤,OM与AN含量较为适宜,土壤偏酸性,代换性锰离子含量略高;其中AN、AK、OM、Cu空间变异性为中等变异,AP和有效Fe、Mn、Zn为强变异,AP变异系数高达35.49%,而AK的变异较小为17.65%;受山地特色烟区坡地植烟土壤母质、地形等因素影响,AP、AK、Mn、Cu、Zn均具有强烈的空间相关性;AP、AK决定系数分别为0.362、0.404,模型的拟合度均较低,空间变异结构差,以小块状变异为主,空间自相关距也均较小;碱解氮和有机质具有明显的空间变异结构,呈现区域化、规律性及一致性;Fe、Mn、Cu、Zn含量与pH均有沿坡向渐变分布规律。Kriging插值图更为直观地呈现出坡地植烟土壤速效养分的空间分布特征。     

新疆野生樱桃李林自然保护区不同海拔梯度土壤养分特征及相关性分析

为探明新疆野生樱桃李林自然保护区土壤养分在不同海拔的变化特征,以新疆霍城县大西沟野生樱桃李林自然保护区的土壤为研究对象,测定了6个不同海拔梯度0～100 cm土层剖面土壤养分含量,并对土壤养分含量的变化规律及相关性进行分析。结果表明：野生樱桃李林土壤养分含量呈现明显的垂直分布特征,不同海拔梯度土壤有机质（OM）、全氮（TN）、速效氮（AN）、全磷（TP）、速效磷（AP）、全钾（TK）和速效钾（AK）含量随土层深度的增加均呈现出逐渐降低的趋势。野生樱桃李林土壤养分含量分布变化范围为土壤OM含量2.73～128.95 g/kg,土壤TN、TP、TK含量分别为0.55～5.28 g/kg、0.46～3.66 g/kg、1.399～8.786 g/kg,土壤AN、AP、AK含量分别为17.45～146.69 mg/kg、6.31～81.13 mg/kg、6.43～69.94 mg/kg,不同土壤养分含量在土壤表层的占比均较高,说明土壤养分含量主要集中分布在土壤表层。野生樱桃李林各土壤养分之间有明显的相关性,OM与TN、TP和TK呈极显著正相关（P<0.01）;AN与AP、AK、OM、TN和TK呈显著正相关（P<0.05）;AP与AK、OM、TN、TP和TK呈显著正相关（P<0.05）;AK与OM、TN、TP和TK呈极显著正相关（P<0.01）。     

湘中丘陵区不同经营目标对毛竹林土壤养分库的影响

以湘中丘陵区毛竹笋用林(Ⅰ)、笋材兼用林(Ⅱ)、材用林(Ⅲ)为研究对象,考察不同经营目标对毛竹林的土壤养分特征、养分库综合指数以及养分相关关系的影响。结果表明:毛竹笋用林、笋材兼用林、材用林0～60cm土层土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量随着土层下降总体呈降低趋势,变化范围分别为18.88～40.24g/kg、1.08～2.19g/kg、60.00～200.00mg/kg、0.36～0.52g/kg、0.84～4.07mg/kg、11.29～23.46g/kg和31.72～86.70mg/kg。毛竹笋用林土壤有机质、全氮及速效钾含量较高,笋材兼用林水解氮、全磷及有效磷含量较高,毛竹材用林土壤全钾较丰富。土壤养分库综合指数以毛竹笋材兼用林最高,笋用林次之,材用林最低,分别为3.908 1、3.522 8和3.265 0;湘中丘陵区毛竹林土壤有机质、全氮、水解氮比较丰富,而土壤普遍缺乏磷素、钾素。土壤有机质与全氮、水解氮、全磷、有效磷和速效钾均呈显著正相关,全氮与水解氮、全磷与有效磷之间也存在显著正相关。     

川中丘陵区土壤有机质和碱解氮空间变异特征研究

选取典型川中丘陵区域——大英县441个表层土壤样点数据,采用地统计学和GIS相结合的方法,对该区土壤有机质(OM)和碱解氮(AN)的空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明,研究区OM和AN的平均值分别为15.22 g/kg、76.75 mg/kg,总体偏低。空间分布上,土壤OM呈现出北高南低、中间最低的分布趋势;而AN无明显分布趋势,低值区集中分布在研究区的中部。从半方差分析结果来看,土壤OM和AN块金值与基台值的比值分别为83.55和51.32,说明OM的空间变异主要受耕作、施肥等随机性因素影响,而AN的空间变异则受随机性因素和气候、土壤类型及地形等结构性因素的影响。影响因素分析表明,地形、土壤类型及种植制度是影响研究区土壤OM和AN含量空间变异性的重要因素,而成土母质对OM和AN含量的影响不显著。在土地利用与施肥过程中,应充分考虑各影响因素对研究区土壤OM和AN空间变异性的影响。     

黄土高原南麓县域耕地土壤速效养分时空变异

在生态脆弱的黄土高原南麓合阳县,以1983、2006年耕地土壤速效氮、磷、钾含量为对象,利用空间自相关、变异函数及分形维数等方法,研究县域土壤速效养分时空变异特征及主要影响因素.结果表明,从1983到2006年,除土壤速效钾外,耕地速效氮、磷的平均含量分别提高73.98％和92.69％;土壤速效养分全局Moran''s I指数和空间相关距均呈递减变化、分维数增加,预示其空间结构减弱,随机变异性增强.土壤速效氮、磷含量在绝大部分研究区域内呈现不同程度累积,而速效钾含量则在59.65％的耕地上减少;导致其不同变化的因素有耕地利用方式、施肥管理、灌溉、土壤类型等,其中以土地利用方式和施肥管理措施的影响最大.     

震后土壤有效氮、磷、钾空间分布特征——以彭州市新黄村为例

运用地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的方法研究了彭州市新黄村震后土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)的空间分布特征.结果表明,该区土壤碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为(126.19±67.89) mg/kg、(37.18±17.18)mg/kg、(165.69±79.80) mg/kg;导致碱解氮空间变异的因素以随机性因素为主,而有效磷和速效钾为随机性因素和结构性因素共同影响的结果,但影响程度有所差异.基于ArcGIS 9.2平台的克里格插值分析结果显示,该区碱解氮含量总体上呈现由北向南逐渐增加的趋势,且呈条带状分布,高值区(＞165mg/kg)主要分布在该区的中部和南部,低值区(＜90 mg/kg)零星分布在研究区域内;有效磷含量在总体上呈现以低值区为中心向四周环状递增趋势,且呈两端高中间低的斑块状分布,高值区(＞44mg/kg)主要分布在北部山坡林地的中部,低值区(＜20 mg/kg)主要分布在低山丘陵与平坝的过渡地带;速效钾含量总体上呈斑块状分布,且呈现两端高中间低,西面高东面低的分布特征,以北部山坡林地和西南平坝一角的高值区(＞220 mg/kg)为中心,分别向南部和东部呈带状递减,并在低山丘陵区东部的旱地以及丘陵向平坝过渡的东部边缘区出现相对低值(＜110mg/kg)分布.显著性检验结果表明,震后压实对土壤速效养分有显著或极显著影响,且水田明显于旱地;不同土地利用方式对土壤速效养分含量也有显著影响.     

广东省森林土壤养分异质性析因

  目的  分析不同环境因子对森林土壤养分的影响,探讨造成森林土壤养分异质性的原因,为森林经营和森林立地质量评价提供依据。  方法  基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,以有机质（OM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）为因变量,以地理因子、地形因子、土壤因子和林分因子四大类20个变量（10个定性因子,10个定量因子）为自变量,基于一般线性模型,采用向后剔除法筛选主效应因子,引入定性和定量因子交互,分析森林土壤养分的影响因子及影响程度。定量因子进行多元线性回归分析,定性因子通过多重比较分析水平间的差异。  结果  （1）对土壤养分影响较大的环境因子包括3个地理因子（经度、纬度和流域）、3个地形因子（海拔、坡位和坡度级）、4个林分因子（林下植被盖度、平均胸径、平均年龄、优势树种）。（2）影响因子对不同土壤养分的解释程度不一。AN的解释程度较高,均在0.30以上;OM和AK的解释程度在0.25以上;AP的解释程度较低,在0.20以上。交互作用显著提高了土壤养分的解释程度,平均增加0.141。其中AN提高到接近0.50,OM和AK分别超过0.45和0.40,最低的AP超过0.30。（3）通过多重比较分析,优势树种、流域、坡位不同土壤养分的不同水平间存在显著性差异。  结论  影响广东省森林土壤异质性的因素包括地理因子、地形因子和林分因子。不同土壤养分的影响因子并不完全相同,纬度、流域、海拔、坡位、成土母岩、平均胸径、平均年龄和优势树种8个因子对大多数土壤养分因子有影响。土壤养分中,OM和AN的解释程度较高,AP和AK的解释程度较低。交互作用显著提高了影响因子对土壤养分的解释程度。本研究提出的含定性因子的主效应筛选方法和引入一阶定性因子和定量因子交互,可以显著提高土壤养分的解释程度,对类似问题的解决有参考价值。      

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。