地统计学在湿地土壤养分空间异质性研究中的应用

在地统计学的区域化变量理论和变异函数的基础上建立了一套对湿地土壤养分的空间异质性进行定量化的较系统且完整研究的方法,通过向海湿地的案例研究证实了该方法在湿地土壤养分空间异质性研究中具有较强的操作性和准确性。     

小尺度下土壤重金属铬含量的空间插值方法比较研究

以重庆市江津区吴滩镇为例,在小尺度下分别应用普通克立格法、简单克立格法、泛克立格法、析取克立格法和距离反比权重法等5种插值方法对土壤重金属铬进行了空间变异特征的研究．综合比较了各种插值方法的预测误差、统计特征值及插值分布图,结果表明二阶趋势的普通克立格法插值效果最能准确反映出土壤中铬的空间分布,而距离反比权重法效果最差．     

关帝山华北落叶松林下土壤水分空间异质特征

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。     

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。     

城郊农业土壤重金属不同尺度空间分布及源分析——以宁镇交界带为例

为了研究城郊农业土壤重金属空间分布特征和来源,以宁镇城郊农业土壤为研究对象,利用Arcgis中地统计学方法研究了三种尺度下重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb的空间变化特征,运用PCA法分析土壤重金属的来源及尺度差异。研究结果表明:除了Ni之外,土壤中Cr、Cu、Zn、As、Pb的含量均超过了南京土壤背景值,土壤重金属的空间格局呈现明显差异;Ni、As在小尺度下能更好地反映其本身的空间分布格局,而Cr、Pb在大尺度下能更好地反映出主要的空间分布特征,Cu、Zn在3种尺度下均没有明显差异。通过主成分分析和周边环境分析,认为Pb、As主要受交通运输活动的影响,Cu、Zn主要受农业活动的影响, Ni、Cr则受土壤成土母质的影响,但不同尺度显示的土壤成分与重金属关联性存在差异,小尺度要明显好于中、大尺度。     

科尔沁沙地退化草场土壤养分的空间结构分析

利用地统计学的方法对科尔沁沙地东南缘退化草场土壤养分的空间分析表明:该草场土壤有机质、全氮、全磷和速效钾都具有明显的空间结构特征,但结构异质性的程度和尺度表现各不相同,空间相关度依次为0.788,0.470,0.758和0.650,变程依次为7.8,18.4,5.9和6.5 m,分数维依次为1.857,1.881,1.933和1.920.Moran's Ⅰ系数在近距离(1～2 m)内均在0.4左右,随着距离增大,迅速减少,克立格制图进一步形象地直观描述该地退化草场土壤特性的空间结构特征.指出土壤全氮是该地区草地生态系统退化和恢复关注的重点.     

平陆烟区烤烟砷含量的空间分布特征

为探讨山西省平陆县主要植烟区烟叶砷的分布情况,以2012年该地烟区的68份烤烟中部叶（C3F）样品为材料,检测了该地区烤烟的砷含量,借助地统计学和 GIS 结合的技术,研究了平陆烤烟砷含量的空间分布。结果表明,平陆县烤烟砷含量平均值为0·353 mg/kg,其变化趋势为由西向东先升高后缓慢降低,由南向北先迅速升高后缓慢降低;平陆县烤烟砷含量与 Exponential 模型无阶趋势效应拟合度最好,其砷含量各向异性比大于1,具有各向异性;平陆县烤烟砷含量块斑大小、形状有明显的空间差异,空间相关性强,具有明显的趋势效应。烤烟砷含量较高的地区主要分布在曹川镇北部、坡底乡中部、圣人涧镇中部、三门镇西部、张店镇西南部、杜马乡东北部地区。     

澄城县小麦地土壤全氮含量空间分布的ArcGIS模拟

采用试验分析与地统计学方法对陕西省澄城县91个样区小麦土壤全氮含量进行了空间结构分析.结果表明:样点原始全氮值不符合正态分布,经Cox-box变换后符合正态分布;普通克里格插值法半变异函数符合圆型模型,函数块金值为3.79×10-3,偏基台值为4.15×10-3,变程为4 856m;澄城县调查样区96.7%的小麦地土壤全氮含量处于不同的缺乏状态.     

东莞林地土壤肥力空间异质性分析

应用地统计学结合地理信息系统研究了广东省东莞市森林表层土壤（0～25 cm）有机质、全氮、全钾、全磷和pH值等5种土壤肥力指标的空间变异规律。研究表明：全磷、全钾、有机质、全氮为中等变异;pH值属于弱变异;全钾、pH值的变异函数曲线的理论模型符合球状模型,有机质、全氮、全磷适用模型为指数模型;全磷、全钾、有机质、pH值具有中等空间相关性,全氮的空间相关性较弱;5种肥力指标的空间自相关范围存在明显差异,变化范围为2218～19297 m。用普通克立格法进行最优内插,得各肥力指标含量分布图,并分析了各土壤肥力指标的分布状态。     

渭河平原县域农田土壤速效养分空间特征

土壤速效养分对评价土壤肥力水平具有很好的表征作用,对其充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本研究以兴平市为例,综合运用传统统计学、地统计学和GIS技术,结合“3414”田间肥效方案,研究渭河平原农田土壤速效氮、磷和钾的空间特征及其变化规律,为区域平衡施肥、农田保养和农业生产提供科学指导和理论基础。结果表明,兴平市农田土壤速效氮、磷和钾平均含量分别为38.38 mg·kg^-1,27.13 mg·kg^-1,202.07 mg·kg^-1,速效氮磷比值平均为1.99。在约400 m采样尺度下,3项土壤养分均表现出弱的空间相关性,主要受施肥管理、种植模式等人为活动影响。整体上,土壤速效钾含量丰富;速效磷整体较丰富,7.43%的农田缺乏;速效氮普遍不高,67.98%农田缺乏;速效氮磷比值偏低,92.27%农田比值小于2。30 a来,农田土壤速效氮普遍下降,降幅西高东低、北高南低;速效磷普遍增加,增速北高南低;速效钾北增南减,整体在增加;土壤氮磷比值分布格局逆转,变化上南增北减,整体在下降。盲目施肥和肥料利用率低是兴平市农业生产的主要障碍因素。今后的生产实践中应密切关注土壤氮素的有效补充,磷肥的控制及渭河阶地区土壤钾素的消耗,平衡土壤养分, 以提升区域经济和生态效益。