农田土壤含水率空间变异的时变特性研究

农田土壤含水率的空间时变特性对土壤墒情监测及灌溉预报有重要影响。在天津市武清区北靳庄和西吕村两个试区布置两套墒情监测系统,每套系统包括1台基站、3个测点,每个测点连接两个土壤水分传感器(埋设于地表下30和60 cm处)。测得两个深度的土壤含水率数据,利用线性公式计算得0～60 cm平均含水率,利用统计学方法分析土壤含水率的变异系数(C_V)随时间的变化特性,分析试区测点土壤含水率之间的相关关系。结果表明,C_V随时间有显著的变化,C_V变化较大时,相应时段的土壤含水率较小,通常为灌溉时期;C_V较小时,土壤含水率较大,普遍为降雨量较大时期;本试区C_V呈弱变异和中等变异;相关系数在一定程度上能够反映空间变异性大小,随着研究尺度的增大,测点之间土壤含水率的相关系数在减小。     

毛乌素沙地固定沙丘表层土壤水分时间稳定性特征

土壤水分在干旱半干旱地区的水文过程和植被恢复中具有重要的决定性作用,探究毛乌素沙地固定沙丘表层土壤水分的时间稳定性特征,对该地区水资源调控和生态环境改善具有重要意义.在毛乌素沙地东南缘选取固定沙丘迎风坡、背风坡和坡顶进行网格化布点,于2019年7月至10月使用土壤温湿度记录仪(TMS)对表层(0～5 cm)土壤含水量进行测定,分析表层土壤水分的时空变异性与时间稳定性特征.结果表明:研究期内表层土壤含水量的均值为21.00％,时空变化总体上具有中等变异性特征.表层土壤含水量的空间模式在观测时间上具有较弱的相似性,各日期对之间均具有较低的相关系数.土壤含水量的相对差分平均值(MRD)在-17.24％～18.80％之间,相对差分标准差(SDRD)和时间稳定性指数(ITS)的平均值分别为12.70％和14.20％,表层土壤含水量具有较好的时间稳定性.土壤含水量高于平均值的观测点,SDRD与ITS均较低,较高土壤含水量观测点的时间稳定性优于较低土壤含水量观测点.通过土壤含水量的时间稳定性特征分析判定,观测点77可以较好的代表研究区内表层土壤含水量的平均水平(决定系数为0.8769).     

陕西省农田土壤有机质时空变异与驱动因子定量研究

为揭示土壤有机质(Soil organic matter, SOM)时空变异性与驱动因子响应机制,保障区域耕地可持续利用与粮食安全,应用地理探测器、地统计和重心偏移方法对陕西省SOM含量时空变异格局与驱动因子进行研究。结果表明：整体上,陕西省2017年SOM分布呈南高北低格局,平均含量(质量比)为15.63g/kg,较2007年提升8.61%;空间上,2017年SOM含量重心整体向西南偏移,陕南向西迁移,关中向东迁移,陕北向西南偏移;2017年SOM含量空间变异主导驱动因子为土壤全氮含量(q为0.74);2007—2017年间,土壤全氮含量、年平均气温、机械总动力对SOM含量空间变异的驱动力提升较大;2007—2017年,自然与人文因素共同驱动SOM含量时空变异,但人类活动对两因素均具有重要影响。     

膜下滴灌田间土壤水分时空变异规律研究

在新疆库尔勒市包头湖农场48 m×56 m的范围内,布置土壤水分监测点共计63个,采用经典统计和地统计方法进行了时空变异性分析。结果表明,每次灌水前,整个地块土壤含水率均符合正态分布,呈现中等变异性;沿毛管方向和沿支管方向的田间土壤含水率均呈中等程度的空间自相关性,变异性主要由随机因素引起,变程分别为30.7~37.9 m和10.5~14.2 m;随着时间的推移(灌水次数的增加),土壤水分的空间变异性逐渐减弱,分布更趋均匀。因此,根据第1次灌水前田间土壤水分空间分布情况,设计的监测点布设方案可以满足其后各次灌水的墒情监测要求。     

高寒草甸生态系统表层土壤水分时间稳定性研究

选取西藏高原北部那曲地区一处典型的高寒草甸生态系统为研究对象,用TDR 300测量样地中2个样带共82个测点表层0~7.5 cm的土壤含水率,在2015年生长季中共测量14次。基于所测数据分析了土壤含水率的时空变异性和时间稳定性。结果表明,2015年生长季2个样带表层平均土壤含水率为26.0%,在空间上表现为弱变异性,在时间上表现为中等变异性,土壤含水率较高时,土壤水分的变异性也较高;82个测点土壤含水率的空间模式在7月份—8月初相似性较弱,在8月中旬—9月初相似性较强;土壤含水率的相对差分平均值在-11.5%~8.5%之间,相对差分标准差的平均值为8.6%,二者表现为开口向上的二次曲线关系,说明土壤含水率接近样地平均值的测点具有较高的时间稳定性,而在较干和较湿的测点,土壤含水率的时间稳定性相对较弱;时间稳定性指数、平均绝对偏差、均方根误差和最小相对差分标准差平衡法4种方法均能准确地判定土壤含水率时间稳定性最佳代表测点,利用最佳代表测点估算样带平均土壤含水率均具有较高的精度,相比较而言,最小相对差分标准差平衡法精度更高。     

华北地区暴雪覆盖与土壤墒情关系初探——以邯郸市为例

研究土壤冬季储水量对整个冬季土壤墒情尤为重要,可以预测解冻后土壤墒情变化为3月中旬华北地区开展农田灌溉提供理论依据.利用华北地区2009年11月的一次强降雪气象资料、2002-2008年多年平均同期降水资料和土壤墒情实测的面尺度资料,对降雪量、降雪时间和土壤含水量以及相互影响关系进行了分析.研究结果表明:积雪覆盖对土壤...     

云南省土壤墒情变化特征分析

分析云南省土壤墒情变化特征。利用2008-2012年云南省13个土壤墒情监测站的土壤重量含水量和日降水数据,分析其土壤墒情的时空变化特征。结果表明:滇东南和西北部的土壤墒情较高,而滇中的土壤墒情较低。不同深度的土壤含水量呈显著线性相关,且整体上表现为深度越深土壤含水量越大。土壤含水量与降水量大致呈正相关;土壤含水量最大值出现在6-10月,且基本上滞后降水最大月份1个月;土壤含水量最小值出现在1-4月。     

景观高度异质区土壤有机质时空变化特征分析

基于GIS和环境相关法,构建了集传统统计学、空间趋势分析、时间稳定性评估、结合辅助信息的地统计混合模型联合的景观高度异质区土壤属性时空变化研究模型,并利用该联合模型揭示了北京市密云县土壤有机质时空变化特征及其影响因素。结果表明,构建的时空联合模型能够较好地体现景观高度异质区土壤有机质时空变化细节特征;土壤有机质以中等稳定为主,且随着时间的推移,随机部分占土壤有机质空间变异的比例越来越大;不同时期土壤有机质含量空间分布格局一致;高土壤有机质含量区域的土壤有机质随时间呈减小趋势,低区与之相反,且高土壤有机质含量区变幅大,而低土壤有机质含量区变幅小;影响密云县土壤有机质时空变异的因素主要为土壤质地和土地利用方式。     

田间土壤特性的空间相关结构分析及其分布描述

本文对雄县试区试验田的土壤特性空间变异性进行经典统计分析，并利用地质统计学半方差分析法定量描述土壤特性的空间相关结构，然后使用Ｋｒｉｇｉｎｇ最优内插估值法得到了田间土壤特性参数的空间分布等值图。分析结果表明，该试验田０～１００ｃｍ土壤范围内的平均含水量不仅在整个空间分布上而且在纵横曲型剖面上都呈现出弱变异性，空间相关结构显著，相关距离约６０～８０ｍ。采用上述结论和等值图不但能减少样本采样的数量和密度，还能根据田间含水量的空间分布特征合理布点采样，实施土壤墒情的科学监测。     

黑河中游灌区地下水位时空变异特性分析

近年来,黑河中游灌溉面积的扩张变化,使地下水位持续下降,影响了黑河中游地下水系统的补排关系,对地下水资源时空变异性产生深远的影响;运用统计方法研究了地下水埋深的空间变异特征,分析了中游土地利用变化影响下地下水位时空变异性的特性及地下水对灌溉面积变化的响应。     

坡地土壤水量分布及其对喷灌的影响初探

喷灌的最大特点是地形适应性强,因而,特别适用于不易地面灌溉的山坡和起伏地形。但是坡地喷灌不同于平地喷灌,在平地,相同土层中同一时间内土壤含水量不会有大的区别,而坡地上,在同一时间内多段相同土层中土壤含水量是不同的,有的甚至相差得较大,以下是我区水土保持试验站的一组实     

小麦拔节期农学参数和土壤含水量空间统

选取山东省陵县的小麦试验示范基地作为样区,采用GPS定位调查,获取田间21个样点的土壤和小麦植株样品,运用TDR300测定样点土壤含水量,利用SPAD502叶绿素仪测定采样点拔节期小麦植株叶片的叶绿素含量,获取小麦干物质产量信息.基于地统计学原理,结合空间分析技术,探讨了小麦叶绿素含量、干物质产量等农学参数信息和土壤含水量的空间变异特征.研究结果表明,土壤水分和小麦叶绿素含量的空间变异呈强的空间相关性,结构性因素引起的空间变异分别占到总变异97.3%和81.3%.小麦干物质产量具有中等程度的空间变异性,由结构性因素引起的变异占到总变异的50%.土壤含水量、小麦叶绿素含量Kriging插值空间分布呈现明显的片状和斑块状特点,小麦干物质产量Kriging空间分布具有明显的带状分布特点.     

耕地土壤有机质与全氮空间变异性对粒度的响应研究

为有效揭示土壤空间变异性的尺度效应,为土壤采样设计提供科学依据,以黄土台塬区耕地土壤有机质（SOM）和全氮（STN）为例,利用空间自相关、半方差函数及分形维数分析了不同采样粒度条件下土壤属性的空间结构变化规律。结果表明,研究区耕地SOM和STN的平均质量比分别为14.79 g/kg和0.78 g/kg;随采样粒度增大,SOM变异系数基本未变,STN则表现总体增加;其空间自相关性减弱,由随机因素所引起的空间变异性逐渐增强,导致结构变异比重趋于减小;SOM和STN空间异质性随粒度的变化并非简单线性关系,而表现出先增后减的倒U型变化。耕地SOM和STN的空间分布呈北高南低,SOM含量总体中等偏下,而STN含量较低,耕作时应适当增加氮素补充。     

簸箕李灌区土壤空间变异性研究

采用圭夫渗透仪测定簸箕李灌区的土壤田间饱和水力传导度,运用经典统计学方法和地质统计学方法分析其空间变异特性,并比较其分析结果,认为该灌区土壤呈现较大的随机变异性,具有空间变异结构,经典统计学方法分析土壤空间变异性有一定缺陷,地质统计学则比较接近实际。     

大田尺度下车载式土壤多参数测量方法研究

应用自行研制的土壤含水量、电导率与耕作阻力车载测试系统以及EM38电导率测试仪，在特定的耕作和施肥管理制度试验田中进行大田尺度下的土壤多参数车载测量研究。在土壤参数空间分布信息基础上进行相关分析，结果表明复合传感器具备农田土壤含水量和电导率变异响应能力，进一步建立了农田土壤电导率与含水量、耕作阻力以及施肥信息之间的统计预测模型。     

新疆焉耆盆地土壤盐分空间变异特征分析研究

以新疆焉耆盆地土壤盐分为研究对象,探讨流域尺度下土壤盐分空间变异特征。在焉耆盆地大规模的土壤取样、试验分析盐分数据的基础上,采用地统计学的方法对研究区的土壤盐分进行了空间特征变异分析,并采用普通克里格插值法制作出焉耆盆地的土壤盐分空间数字地图,结果表明:研究区各层土壤盐分变异系数均大于100%,具有强空间变异性;对土壤盐分进行半方差函数计算分析,发现拟合的理论模型均为球状模型,各层土壤盐分表现出强烈的空间相关性;土壤盐渍化程度在水平方向的分布与地形地势的关系密切,在垂直方向则表现出强烈的表聚特性。制作的土壤盐分空间数字地图可以为焉耆盆地的盐碱土改良与农业生产提供可靠的数字土壤信息。     

基于MODIS数据的土壤水分空间变异规律

以沧州地区为例,利用MODIS数据计算得到植被供水指数,分析构建植被供水指数与实测土壤含水率之间的相关模型,进而反演得到整个沧州地区的墒情状况,以此为基础运用经典统计学和地统计学理论,研究3种尺度下土壤含水率的空间变异性,确定各尺度下土壤水分监测点的合理采样数目。结果表明,小尺度下(采样间距250m)土壤水分具有较强的空间相关性,而大尺度(采样间距4 000m)和中尺度(采样间距1 000m)的土壤水分均呈中等的空间相关性;随着研究尺度的增大,土壤含水率的空间相关性减弱,由随机因素引起的空间变异性逐渐增强;根据空间变异规律,分别得到置信度为0.10、0.05情况下不同尺度的土壤水分监测点的合理采样数目,并发现采用数目随研究尺度的增大而增加。     

智墒在云南省农业用水效率监测中的应用研究

为分析智墒在云南省土壤墒情监测中的适用性,推广智墒监测技术在云南省用水定额和灌溉水有效利用系数中的应用,在云南元谋作物需水试验区,采用烘干法对试验小区的土壤水分进行实测,并与智墒同步监测的土壤含水量数据进行对比分析,总结分析智墒的主要功能。研究表明智墒适用于云南省土壤墒情的监测,其误差的绝对值均小于±3.5%。智墒能够实时监测土壤含水量连续变化,自动计算作物逐天的实际耗水量Et和参考作物蒸发蒸腾量ET0、能够动态反映出土壤中的有效储水量和蓄水潜力、识别当前作物的虚拟根系深度和分层计算逐天逐层耗水量及耗水比例、准确计算灌溉水有效利用系数等。研究结果能够为智能精确灌溉提供一定的参考价值。     

半干旱草地土壤特性空间变异性与分形特征

为定量化土壤变量空间变异复杂程度,以半干旱区草地土壤为研究对象,应用分形与地质统计学理论,分析2个试验区(600 m×800 m、280 m×200 m)内的土壤含水量、电导率EC、有机质的空间变异性及其分形维数.结果显示,土壤变量的均值、标准差、变异系数,C0/(C0+C)值只能在一定程度上反映总体的变异.     

半干旱草地土壤特性空间变异性与

为定量化土壤变量空间变异复杂程度,以半干旱区草地土壤为研究对象,应用分形与地质统计学理论,分析2个试验区（600m×800m、280m×200m）内的土壤含水量、EC、有机质的空间变异性及其分形维数。结果显示,土壤变量的均值、标准差、变异系数,Co/（Co+C）值只能在一定程度上反映总体的变异。