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相似文献
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1.
江汉平原耕地土壤氮素空间尺度套合与变异规律研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
于婧  周勇  聂艳  刘凡 《中国农业科学》2007,40(6):1297-1302
 【目的】为克服尺度效应对氮素空间变异规律认识的影响,更加充分的利用多尺度空间信息。【方法】利用地统计学方法,以江汉平原后湖农场流塘分场为样区进行多尺度嵌套取样,探讨了全氮在不同采样尺度上的结构差异,提出了多尺度套合模型,研究了区域氮素的空间分布现状。【结果】各尺度上样点数据均符合正态分布,且以球状模型拟合效果最佳;全氮在不同尺度上都存在空间变异性,但其特征参数不同,尺度差异明显;采用多尺度套合模型进行kriging估值,可以有效提高拟合精度,且不局限于套合尺度的距离范围(本研究为100 m和50 m),部分区域内估计误差仅为普通克立格方法误差的1/2,精度提高的程度与套合尺度的设置有关。【结论】应用多尺度套合法研究土壤养分的空间变异,可有效提高拟合结果的可靠性和变量描述的准确性,可为精准农业方案的制定与实施提供科学依据。  相似文献   

2.
用经典统计学和地统计学方法,对比分析江西泰和退化红壤丘陵区重建森林及自然恢复草地15 a、25 a土壤(0~20 cm和20~40 cm土层)水分空间变异格局。结果表明:在恢复初期,重建森林和自然恢复草地土壤水分较为均匀,随着恢复年限的增加,土壤水分逐渐增加,且离散程度存在不同程度的提高和中等程度变异;重建森林及自然恢复草地土壤水分分布呈正态分布,均能较好的拟合成球状模型(决定系数均0.804),数据表现出明显的空间自相关,具有一定的空间变异特征,变异来源主要以土壤母质、地形等引起的结构性变异为主。从时间序列上看,恢复25 a土壤水分块金值、基台值、块金系数均显著增大,总的变异性增加,且由随机因素造成的变异比重加大;从土层角度来看,同一恢复年限内,自然恢复草地基台值上层(0~20 cm)下层(20~40 cm),块金值、块金系数则表现为上层下层,下层土壤水分随机变异强于上层。重建森林的3个指标均表现为上层下层,且表层随机性变异更大;随恢复时间增加,森林表层土壤水分空间异质性程度加大,斑块更为破碎化,自然恢复草地0~20 cm和20~40 cm两土层变程均显著变大,土壤水分空间延续范围变大;增加取样密度和加大研究尺度更能揭示退化红壤区土壤水分空间变异特征。  相似文献   

3.
晋西黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分状况的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
为分析黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分的影响,该文选择山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,基于数字高程模型(DEM)提取研究区域坡向、坡度、坡位3个地形因子分布图,并与研究区土壤水分的克立格(Kriging)插值图叠加.通过主成分分析得出:在0~30 cm土层,地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向坡位坡度;在30~60 cm土层,其影响强弱顺序依次为坡度坡位坡向. 对主成分地形因子(坡向、坡度)的单因素分析得出:自土壤水分最高区域(坡向N337.50°)以顺时针方向,土壤水分呈现先减少后增加,再减少至最低(坡向N202.50°(0~30?cm土层)、N191.25°(30~60?cm土层)),后增加的两次减增过程;土壤水分随坡度变化的幅度很小,随着坡度的增加出现先增加(0°~10°)后减小的趋势(10°~40°).   相似文献   

4.
高寒草甸典型植被退化小流域土壤容重空间变异特征   总被引:3,自引:0,他引:3  
以高寒草甸典型植被退化小流域为研究对象,应用GIS技术和地统计学的Kriging空间内插法,研究小流域尺度下景观单元土壤容重空间变异规律。结果表明:0~10 cm土层土壤容重最佳拟合模型为线性模型,10~20 cm,20~30 cm,30~40 cm和40~50 cm 4层土壤容重最佳拟合模型为球状模型;在小流域尺度范围内,40~50 cm土层土壤容重具有强空间变异性,块金系数[C0/(C0+C)]为15.7%,0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm和30~40 cm 4层土壤容重属于中等空间变异,块金系数在27.6%~47.4%之间;分析得出0~10 cm,10~20 cm,20~30 cm,30~40 cm,40~50 cm 5层剖面土壤容重的有效变程分别为1 596 m,1 697 m,1 985 m,1 426 m和1 380 m。通过确定半方差函数、比较变量的空间变异性及空间变异程度,总体上,小流域内土壤容重半方差函数模型拟合效果较好。  相似文献   

5.
为揭示草地景观破碎化过程中产生的农田-草地镶嵌体内部土壤水分空间异质性、分布格局以及生态界面特征,本研究利用经典统计与地统计学方法对华北农牧交错带农田-草地镶嵌体不同采样粒度(0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,2 m×2 m)土壤水分空间异质性进行分析。结果表明:农田-草地镶嵌体内部土壤水分含量差异显著表现为农田>农田-草地边界>草地 (P < 0.05);土壤水分变异系数(CV Coefficent of variation)差异显著表现为农田-草地边界>草地>农田(P < 0.05),均属中等程度变异。在农田-草地镶嵌体尺度下,农田-草地边界土壤水分在3个采样粒度下均拟合为球状模型,空间异质性大小(MSH Magnitude of spatial heterogeneity)分别为0.814、0.763和0.883,变程为15.44、27.24和19.09 m,属强空间自相关;草地土壤水分空间异质性在3个采样粒度下拟合呈指数和球状模型,空间异质性大小分别为0.537、0.837和0.650,变程分别为6.009、12.74和30.99 m,属中到强空间自相关;农田土壤水分在采样粒度2 m×2 m下拟合成球状模型,空间异质性大小为0.706,变程27.28m,属中等空间自相关,而在较小采样粒度下均为纯金块效应(Nugget)呈完全随机分布,即不同采样粒度(0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,2 m×2 m)的农田、农田-草地边界、草地的土壤水分空间异质性大小存在显著差异且表现为农田-草地边界>草地>农田(P < 0.05),同时每种类型不同采样粒度间的空间异质性大小存在差异但无线性关系(P > 0.05);农田-草地镶嵌体内部的农田-草地边界土壤水分分布格局异质程度高,呈明显斑块状,而农田内部土壤水分较草地更加破碎匀质化,同时土壤水分在农田-草地边界处表现为伴有突然升高随即降低剧烈变化的界面效应。  相似文献   

6.
选择山西省庞泉沟国家自然保护区,利用地统计学的方法对关帝山次生林下不同层次土壤水分的空间异质性进行研究。结果表明:在研究区内,表层土壤水分的含量随着土壤深度的增加而急剧减少,当达到一定深度(>20cm)时,土壤含水量不仅不减少,反而出现增长的趋势。从变异函数看:随着研究尺度的增大,土壤水分含量的空间自相关性增强;随着土壤深度的增加,均定系数增大但分数维减小,土壤含水量的随机性分布减小,由随机性因素引起的空间变异占总空间异质性的比重降低。从空间格局看:a(0~10cm)层土壤含水量主要呈块状分布,且形状较为复杂,b(10~20cm)和c(20~30cm)层呈带状分布,且形状较为一致。  相似文献   

7.
不同配置滴灌棉田土壤水分变化研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
[目的]合理地布置土壤墒情监测点,获取真实的农田土壤水分信息。[方法]对2种不同配置的膜下滴灌棉田土壤水分含量进行测定,根据灌溉后不同取样时间、不同空间采样位置研究农田土壤水分变化。[结果]2种配置下滴灌带正下方土壤水分含量最大,距离滴灌带靠近膜间位置40 cm(2管4行)、60 cm(2管6行)土壤水分含量最小,各深层土壤20 cm表层土壤水分含量变异最大(CV=0.21),60 cm土壤水分含量变异最小(CV=0.16);2种配置在距离滴水时间120 h,土壤深层20-40、40-60 cm处土壤水分含量差异最为显著。[结论]对于土壤水分含量的测定需要综合考虑配置、测定时期和测定位置,才能够正确反映棉田土壤水分含量变化。  相似文献   

8.
依据地统计理论和方法,采取小支撑多样点的空间取样设计,在干扰强度不同的两个华北落叶松林分中设置样地,对云杉更新幼苗的空间格局进行了定量比较研究。结果表明,在干扰强度较小的样地1,云杉更新幼苗密度较大(每公顷634.8株),异质性程度较高(Cn+C=0.88219),格局变异呈现随机性变异特征。在干扰较大的样地2,云杉幼苗密度较小(每公顷214.8株),异质性程度较低(C0+C=0.3036)、且主要体现在相对较小的尺度范围内(0.5~22.6m),空间自相关变异占95.6%,随机因素对空间格局的影响较小。两样地之间云杉幼苗表现的尺度范围、强度及空间结构等有显著差异,林分空间异质性是导致这种差异的主要原因。  相似文献   

9.
应用经典统计分析方法及地统计学方法对陇东旱塬厚覆盖黑垆土m:5×5,m:1×1网格的36个测点0~90cm(分9层)土壤水分的空间变异进行了研究.结果表明:(1)0~10,10~20及20~30cm各独立层土壤水分服从对数正态分布,其余各独立层及累积层(0~30,30~90,0~90cm)均服从于正态分布;(2)土壤水分空间变异具有结构性,可以用线性模型γ(h)=29.6762+3.6188h拟合半方差图;(3)在研究范围内取一个样点测定土壤水分含量即能达到一般精度要求;(4)点状Kringing法应用于土壤水分空间变异的研究,具有估测精度高、误差小的特点.  相似文献   

10.
精准尺度下麦田土壤特性参数的模型研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
采用地统计学技术和分形模型方法,对104个麦田观测点进行了土壤速效钾、有机质、碱解氮、速效磷、pH值的空间变异性研究,建立了精准尺度下土壤特性参数空间变异的球状模型,分析了土壤特性参数的分维特征。结果表明,土壤pH值在变程为84.271m的范围内具有强的空间变异性,速效钾、有机质、碱解氮分别在变程为57.691、44.898、45.191m的范围内具有中等空间变异性,速效磷在变程为23.328m的范围内呈现弱的空间变异性。土壤特性参数的分维值及空间分布稳定性指数的大小顺序均为pH值〉速效钾〉碱解氮〉有机质〉速效磷,其样本间的均一程度及空间分布的稳定性依次降低。  相似文献   

11.
为了探明西北地区特有的压砂地枣树土壤水分的空间变异及其尺度效应,本文基于野外试验,选取32m×32 m区域,并在此基础上改变采样幅度和采样间距,基于经典统计学和地统计学理论,研究了不同采样幅度和间距条件下0-50 cm土层土壤含水量的空间分布特征及其空间变异性。结果表明,对于所有5种采样幅度(32m×32 m、28 m×28 m、24 m×24 m、20 m×20 m和16 m×16 m),随土层深度的增加,土壤含水量呈减小的趋势,而变异系数呈增大的趋势,空间变异强度基本表现为弱变异至中等偏弱变异;当采样幅度增大时,土壤含水量的变异系数Cv、块金值C0及变程A均不断增大。对于4 m、8 m和12 m这3种采样间距,当采样间距增大时,土壤含水量的块金值C0不断增大,变程A不断减小,而变异系数Cv不受影响。在不同尺度内,土壤含水量均存在强烈的空间自相关性。各土层土壤含水量在不同采样间距下的空间分布形态相似,多处出现明显的"隆起"与"凹陷",受地形影响显著,并随着采样间距的增大,逐渐平坦化,8 m为较合理的采样间距。  相似文献   

12.
GPS和GIS支持下的田间土壤含水量空间变异试验研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
以静海县农业科技园区内一块冬小麦田和玉米地作为试验区,分别按照50m×50m和80m×50m设置格网,共设32个采样点,通过手持定位导航仪GPS MAP76确定点的位置,利用土壤湿度检测仪快速测量各个采样点表层土壤含水量,利用ARCI/NFO的地统计分析模块绘制整个试验区土壤含水量空间分布图,并分析其空间分布规律,可为采取合理的灌溉措施提供科学依据,对于及时调整灌溉和其它农田精细管理措施将具有重要的指导作用。  相似文献   

13.
研究土壤有机碳的尺度效应能够为区域生态环境保护和确定合理的土壤取样间距提供科学依据。采用土壤类型法估算了广东山区表层(0-20 cm)和全剖面(0-100 cm)土壤有机碳密度,选择4条采样带,获取采样间距为250 m的土壤有机碳密度序列,并利用离散小波变换工具对其进行多尺度分解,得到2×250 m、22×250 m、23×250 m、24×250 m、25×250 m和26×250 m 6个分解尺度上的小波信息,计算小波信息方差。结果表明:土壤有机碳密度具有较强的空间异质性,其空间异质性的大小受控于不同尺度下土壤有机碳密度分布格局的主导因子影响程度;整体上在大于等于1 km的尺度,其空间异质性较强;各个样带特征尺度的差异与各样带的土壤和植被类型、地貌特征以及土地利用方式、耕作管理方式等人类活动干扰强度有关。  相似文献   

14.
土壤水分空间变异研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以天津市静海县良种场内一块长约110 m,宽约40 m的冬小麦田作为试验区,采用规则格网采样,按照10 m×10 m设置格网,共设48个采样点,通过GPS手持机进行定位,分别于小麦越冬前、拔节期、灌浆期,利用便携式土壤湿度数据采集器对试验地各个采样点0~20、20~40 cm2种深度土壤含水量进行了测定,利用ARC/INFO的地统计分析模块绘制了冬小麦3个不同生育期试验区土壤水分空间分布图,并分析了其垂直和水平方向的空间变异特征,以期为确定最佳灌溉时机和灌溉量提供科学依据。  相似文献   

15.
山西省庞泉沟地区华北落叶松种群空间分布格局   总被引:6,自引:1,他引:5  
在庞泉沟自然保护区设置30 m×30 m样地10块,应用相邻格子法进行每木调查,并对华北落叶松种群结构和分布格局进行了分析.结果表明,华北落叶松种群年龄结构为稳定型,幼苗、幼树的后备资源储备量大;取样尺度为5 m×5 m时,华北落叶松种群属于随机分布,随着取样尺度的增大,种群为集群分布,取样尺度为25 m×25 m时,聚集强度较大;在低海拔(1 950~2 050 m)及阳坡,集群分布为华北落叶松种群分布的主要特征,聚集强度较大;而在中高海拔(2 050~2 250 m)及阴坡,华北落叶松种群趋向随机分布,聚集强度减弱.  相似文献   

16.
【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。  相似文献   

17.
基于Landsat OLI的绿洲灌区土壤盐度最优预测尺度分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
魏阳  丁建丽  王飞 《中国农业科学》2017,50(15):2969-2982
【目的】基于遥感提取的多尺度遥感指示因子和土壤实测电导率数据,借助统计分析,试图探寻适合干旱区典型绿洲灌区土壤盐度变异的最佳观测尺度和指征变量,为快速评估绿洲土壤盐渍化提供备选方案。【方法】以新疆渭干河-库车河绿洲为研究区,以野外采集的土壤盐度数据(采集0—10、10—20、20—40和40—60 cm土层土样,制备土壤饱和溶液并测试电导率(ms·cm-1))并将其作为预测对象(n=87),借助Landsat OLI遥感影像数据,利用栅格重采样(30—1 000 m)和领域滤波(原始分辨率为30、60、90、120、150、180、210 m,滤波尺度为3×3至31×31)两种方式,生成多个尺度若干种指示因子(主成分分析、缨帽变化、植被指数、湿度指数),共计获得1 078个(其中,栅格重采样生成352个,领域滤波生成726个)环境变量。在此基础之上,利用线性和非线性曲线模型分别拟合上述两种模式下土壤盐度和环境变量之间的相关性,进而找出最优环境因子和预测尺度。【结果】栅格重采样模式下能够较好响应各层土壤变异性的皆为非线性模式。其次,该模式下,拟合精度随着空间分辨率的降低而降低。此模式下最佳推理尺度为30 m,该尺度下最佳响应变量除了40—60 cm处为三波段差分指数(Three-band Maximal Gradient Difference,TGDVI)外,其余深度皆为扩展的归一化指数(Extended Normalized Difference Vegetation Index,ENDVI)。领域滤波模式下的最佳推理尺度为180 m(滤波尺度3×3),同时,各层最佳拟合变量皆为扩展的增强型植被指数(Extented Enhanced Vegetation Index,EEVI)。相比较栅格重采样模式,该模式下的拟合精度全面优于前者,各层依次提高14.60%、34.40%、32.10%和21.70%。【结论】基于领域滤波模式下,像元分辨率为180 m,窗口大小为3×3的ENDVI指数更适合预测本研究区土壤盐度的空间变异性。  相似文献   

18.
采用传统统计和地统计学相结合的方法,以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地为研究对象,网格法(50m×50m)采集表层(0~20cm)土壤156个,研究了土壤主要肥力参数(N、P、K)空间变异特征和分布规律。结果表明:全P、全N、NH4 -N、速效P和速效K有明显的空间变异结构,且在一定范围内存在空间相关性,其含量具有一定的渐变分布规律。研究区域土壤速效P普遍盈余,土壤N、K丰缺并存。Kriging插值法绘制了土壤养分空间分布图,研究结果为最终实施氮磷养分的分区管理和养分重点控制区的确定提供依据。  相似文献   

19.
采用传统统计和地统计学相结合的方法,以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50 hm2蔬菜地为研究对象,网格法(50 m×50 m)采集表层(0~20 cm)土壤156个,研究了土壤主要肥力参数(N、P、K)空间变异特征和分布规律。结果表明:全P、全N、NH4+-N、速效P和速效K有明显的空间变异结构, 且在一定范围内存在空间相关性,其含量具有一定的渐变分布规律。研究区域土壤速效P普遍盈余,土壤N、K丰缺并存。Kriging插值法绘制了土壤养分空间分布图,研究结果为最终实施氮磷养分的分区管理和养分重点控制区的确定提供依据。  相似文献   

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