土壤重金属分布空间插值方法的优选——以湖南某地土壤重金属Cd的分布为例

本文应用反距离权重法(IDW)、径向基函数(RBF)、局部多项式法(LPI)、普通克里金法(OK)等4种常用的空间插值方法对湖南某研究区土壤重金属Cd的采样数据做插值研究。结果表明:4种常用的插值方法中,局部多项式法和普通克里金法精度优于反距离权重法和径向基函数。插值效果与重金属测量采样点的数量和密度有关,重金属测量采样点的密度越大、数量越多,空间插值结果的精度就越高,研究结果为区域土壤重金属元素污染评价中空间插值方法的优选提供依据和实例。     

东北漫岗黑土区土壤表层有机质Kriging插值精度及坡度影响研究

东北农垦地区是我国农业现代化程度较高的地区,为研究该区土壤表层有机质空间插值精度及其影响因素,以农垦九三鹤山农场坡耕地为研究对象,按照30 m×30 m的网格采集表层土样,测定土壤有机质含量。采用Arcgis9.3进行空间Kriging插值。结果表明:(1)土壤有机质的空间插值随着参入插值样点距离的增加,其空间分布误差逐渐增大;(2)60 m×60 m、90 m×90 m、120 m×120 m三种样点分布的空间插值,平均相对误差分别为5.91%,9.35%,12.04%;(3)该区坡度低于3.5°时,样点分布可为120 m×120 m,坡度处于3.5~4.5°,样点分布可为90 m×90 m,坡度大于4.5°,采样密度应低于60 m×60 m,并需要进行验证。     

采样数量和分布模式对土壤有机质空间插值精度的影响

基于北京市大兴区南部郊区平原农用地的高密度土壤样点,结合GIS和空间插值方法,对研究区的样点数据进行随机抽样生成不同数量的数据集,探讨采样点数量和分布模式对土壤有机质空间预测插值精度的影响。研究结果表明:(1)利用不同方式确定的合理采样点数量由高到低依次是插值方法的精度要求、变异函数拟合效果、正态分布法和均值及变异函数的满足小于5%相对误差;(2)变异函数拟合效果总体随着采样点数量的增加呈梯度式增强,但495点集优于825点集;相同样点分布模式下变异函数拟合效果相似;(3)相同样点集的不同插值方法预测精度存在差异,最佳插值方法不同;2272、825、115点集BEK都是最优,1485、495和83点集分别是SWT、SK和LPI最优;(4)样点间最近邻距离分布模式中P值小于0.05,插值模型对土壤有机质插值精度低;P0.05,R比率接近1,样点分布强于样点数量对插值模型对预测精度的影响;其P0.05且R比率大于1.20,各常规插值方法能得到较稳定的插值精度。     

基于地形分类的黄土丘陵区土壤有机质插值方法

黄土丘陵山区地形复杂,耕地细碎,采样点密度不足,因此研究适宜该区域的空间插值方法具有重要意义.以山西省偏关县为研究区,基于数字高程模型(digital elevation model,简称DEM)数据生成地形因子,依据地形因子将研究区划分为不同地形单元,利用Kriging插值法对各地形单元进行分层插值,通过叠加不同地形单元的插值结果,得到全区域的土壤有机质含量空间分布,并利用均方根误差和决定系数评价空间插值方法的预测精度.结果表明,采用划分地形单元分层克里金(Kriging)插值法得到的预测值与实测值的决定系数为0.3753,明显高于全局插值法;均方根误差精度高于全局插值法,预测值无偏性好.因此,基于地形单元的空间插值方法可以更精确有效地获取土壤有机质空间分布特征,为复杂山区低密度采样下的耕地质量调查与评价提供技术参考.     

样点数对县域土壤养分空间变异特征评价的影响

以广东省阳西县测土配方施肥耕地地力调查数据为基础,应用地统计学和GIS空间分析技术,对耕层土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾进行空间插值质量研究。结果表明:(1)土壤养分变异系数的顺序为速效钾>速效磷>有机质>全氮>pH,插值误差随土壤养分空间变异系数增大而增加。(2)插值精度随着插值样点数的增加而不断提高,土壤养分的预测值与实测值的相关系数逐渐增加。采样密度相同时,土壤养分的标准均方根误差(NRMSE)值由大到小的变化顺序是速效钾>有效磷>全氮>有机质>pH值。(3)对阳西县土壤养分空间变异情况进行评价时,土壤pH值和全氮采样时应以30～60 hm2耕地为一个采样单元;土壤有机质采样时应以20～30 hm2耕地为一个采样单元;土壤有效磷和速效钾采样时应最大以20 hm2耕地为一个采样单元。     

基于BP神经网络的土壤养分空间插值

以广东省增城市为研究对象,采集全市内200个土壤样点,利用BP神经网络插值方法对研究区土壤的氮和磷进行空间插值预测,将插值结果与土壤样点实测值进行对比,得到预测数据的误差均方根.结果表明,BP神经网络的插值精度比克里格高,在样点较少的情况下,BP神经网络的插值结果克服了克里格插值方法的平滑效应.BP神经网络对插值的样本数据的分布类型没有要求,比传统插值方法有更强的泛化能力,是一种可替代的插值方法.     

不同地形条件下样点密度对土壤养分空间变异的影响

以湖南省安仁县的豪山乡(山地地形)和渡口乡(丘陵区)为研究对象,根据传统统计学和地统计学的相关原理,运用变异函数分析法和空间插值估计法,研究耕地土壤养分碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量的空间变异及其分布特征,研究不同地形条件样点密度对插值精度的影响。结果表明：土壤养分变异系数为16.56% ~97.9%,属于中等变异;山地地区碱解氮含量、速效钾含量、有机质含量的基底效应值<25%,丘陵区有机质含量、碱解氮含量的基底效应值为38.15% ~74.45%,2种地形有效磷含量的基底效应值为88.44% ~100%;根据研究区土壤养分的空间变异情况,建议山地区采样密度为0.16个/hm2,丘陵区采样密度为0.10个/hm2。     

表征不同地貌土壤有机质空间变异的方法研究——以龙海市为例

以龙海市为研究区,在沿海平原区与丘陵山地区分别采用4种格网密度(0.5 km×0.5 km、1 km×1 km、2 km×2 km与3 km×3 km)与4种不同样点分类方式的组合,研究不同地貌区高效表征土壤有机质空间变异的采样点布设方式。结果表明,在不同格网密度下,沿海平原区按土壤类型进行采样的土壤有机质均方根误差均较其他方式低,为精度最高的样点布设方式;丘陵山地区以土地利用方式结合土壤类型为高效的样点布设方式。在样点密度布设方面,沿海平原区0.5 km×0.5 km、1 km×1 km与2 km×2 km三种格网密度的土壤有机质均方根误差差值均在35%以内,而2 km×2 km格网密度下的样点数量仅为0.5 km×0.5 km的15.21%,因此,在精度要求不高的情况下,为节约成本,可采用2 km×2 km格网密度下进行采样。同理,丘陵山地区宜采用2 km×2 km格网密度,按土地利用类型结合土壤类型的分类方式进行样点布设。     

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 hm²,合理取样间距为692 m。     

土壤养分含量的协同克里格法插值研究

土壤养分含量的空间分布是农业领域研究的重要内容,空间插值是获取土壤养分含量空间分布的重要方法。空间插值方法很多,不同的空间插值方法结果精度各不相同。文章以石家庄城乡交错带土壤全氮、速效磷、速效钾三种养分含量为主变量,土壤有机质含量为辅助变量,选取普通克里格法和协同克里格方法,对85个采样点的土壤养分数据进行空间插值分析,获取土壤养分含量空间分布图。采用交叉验证法对其插值结果精度进行分析和评价,结果表明,采样点数量相同时协同克里格方法的结果精度明显高于普通克里格插值法;利用协同克立格法, 主变量数目在减少至70个,辅助变量不变的情况下,精度仍高于普通克里格法,且空间分布高度相似。说明在适当减少土壤样本的情况下,协同克里格法仍能保证插值精度,适合土壤养分空间插值。     

旱地土壤培肥的研究

旱地田间定位试验结果表明:单施N、P化肥,能够明显地提高小麦产量,并可给耕层土壤积累一定数量的有机质和N素,增长幅度10％左右;单施有机肥虽能很快地培肥地力,但在增加产量上同化肥处于相当水平;有机肥配合化肥,既能大幅度地提高产量,又能快速、全面地培肥土壤,在实践中应大力倡导。当耕层土壤碱解N含量达90μg/g左右时,可能引起小麦倒伏。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。     

不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果

[目的]模索施用不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果。[方法]供试品种早造为盐两优888,晚造为金稻优998,共设4个处理,研究钙镁磷肥、石灰、硅钙肥等土壤调理剂对酸性土壤的改良效果。[结果]在中潜底酸性稻田施用钙镁磷肥、石灰、硅钙肥等土壤调理剂,可提高土壤有机质、速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和p H,以施用钙镁磷肥加土壤调理剂效果最佳,早、晚造的有机质和全氮含量比对照分别高出1.50、0.17和1.70、0.10 g/kg,早、晚造的速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁含量比对照分别高出0.20、4.00、16.60、1.60和0.19、5.00、18.50、1.70 mg/kg。同时,钙镁磷肥加土壤调理剂能提高水稻产量,早、晚造分别比对高出499.5、598.5 kg/hm~2,增幅达7.38%、12.20%,经方差分析均达极显著差异水平。[结论]施用土壤调理剂有利于水稻的生长发育,以施用钙镁磷肥加土壤调理剂对土壤的改良效果最好。     

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用137 Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系.研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在山坡中、上部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和速效K与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕作侵蚀无显著相关.     

基于土壤团粒结构的土壤质量评价

通过比较不同质量类型土壤的团粒结构，可为基于团粒结构初步鉴别土壤质量提供一种参考。本研究比较了海南连作蕉园抑病型和导病型土壤的团粒结构差异。结果表明：无论是砖红壤还是沙壤，抑病型土壤>2.000 mm和>0.250～2.000 mm粒级团聚体含量均比导病型土壤高，其中>2.000 mm粒级团聚体含量差异更加显著；在0～<0.25 mm和0.25～2.00 mm粒级之间，抑病型土壤比导病型土壤含有更多大颗粒；二者在0～<0.25 mm之间粒度分布差异更加明显。由此表明，含有更多水稳定性大团聚体的土壤质量可能更好。     

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用 137 Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原 北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系。研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在 山坡中、上 部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和 速效K 与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕 作侵蚀无 显著相关。     

土壤无机纳米微粒对土壤肥力的影响

从土壤中不同微粒及不同大小粒径等对土壤肥力的影响方面进行了阐述,进而引入了土壤中的超微粒子——无机纳米微粒对土壤肥力的影响,并且对其发展前景进行了展望。     

土壤侵蚀对耕地土壤生产力的影响研究

土壤侵蚀影响土壤生产力的模拟试验广泛开展,但由于研究方法的差异和研究区气候、土类、作物的差异,导致所得结论差异明显。土壤侵蚀对生产力的影响研究,需要按分区布设实验,需要尽量排除景观位置、作物和耕种方式差异的影响,更需要长期的实验研究排除降水年际间波动的影响。     

塬地黄麻土土壤肥力监测试验研究

塬地黄麻土是黄土高原的主要土种.通过定点土壤肥力监测试验研究,初步了解土壤基础肥力的变化规律和土壤养分的平衡情况,为指导生产提供基础资料.     

不同土壤环境条件土壤微生物区系的变化特征研究

在分别研究土壤温度、水分和土壤有机质对土壤微生物菌群影响显著的前提下,采用正交试验,研究土壤温度、水分和土壤有机质综合作用对土壤微生物菌群的影响。结果表明：温度对土壤微生物量影响较明显,温度较低的情况下,细菌量较多,另外,随处理时间延长,细菌数量下降幅度大,处理10 d,细菌数量可下降1 000倍,之后趋于稳定;真菌和放线菌下降幅度较小,处理50 d,真菌和放线菌下降10~100倍,对真菌和放线菌数量影响较大的因素是温度。