Spatial Variability of Agricultural Soil Fertility Parameters in a Gleyic Podzol of Belgium

Precise information about the spatial variability of soil nutrients is essential in developing site-specific management, e.g., variable rate application of nutrients. In this study 5 fields (4 grassland, 1 arable land) on a Gleyic Podzol, each of about 1 ha, were sampled according to a 20 m×20 m grid. On these samples pH, carbon content and nutrient status (P, K, Ca, Mg, and Na) were measured. The variogram analysis of the different soil fertility parameters revealed quite different ranges for these parameters. Carbon content, pH and calcium have high ranges, between 110 and 170 m. On the other hand, ranges for potassium and sodium are much smaller, 60 m and 30 m respectively. For the elements potassium and sodium, high coefficients of variation are found, especially on the grassland fields. These differences in ranges of spatial relationship indicate that the sampling strategy for estimating variability of soil fertility, should be adopted to the different selected soil parameters and the soil use.     

农田土壤养分的空间变异性特征

对一块面积为１ｈｍ^２麦田内的９８个观测点取样分析,测定了代表不同土壤含水率水平下的两个时期土壤表层和底层的ＮＨ_４-Ｎ、ＮＯ₃-Ｎ、Ｏｌｓｅｎ-Ｐ、表层有机质和全氮等养分。应用地统计学的方法对所取的数据进行了分析,结果表明底层土壤的ＮＨ_４-Ｎ、表层土壤的有机质服从正态分布;其余养分基本上服从对数正态分布;按一定的精度和置信水平确定了合理的取样数目。通过半方差函数分析,发现这些养分在一定范围内存在空间相关性;采用Ｋｒｉｇｉｎｇ方法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,并对两个时期的养分动态的空间变异进行了初步分析。该成果可用于提高氮肥利用率和精确农业（施肥）的研究和实践。     

田间土壤采样数据的统计特征与空间变异性研究

以英国Hillsborough农业研究所附近的一块7.9hm2的牧草田为研究区,区内以25m×25m网格点采样,共123个采样点.以土壤的pH,N,K,Mg,S,有机质含量为研究对象,分析其相应的统计规律,同时采用地统计的半方差分析和克立格方法研究了土壤各特性的空间变异性及其空间插值.     

土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征及其影响因子

利用地统计学和GIS相结合的方法,探讨了双流县土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征及其影响因子。结果表明:1) 土壤速效氮和速效钾含量具有强烈的空间相关性,相关距离分别达38754 m和56187 m,结构性因子是影响其空间变异的主要因子;土壤速效磷含量具有中等空间相关性,相关距离为24210 m,其空间变异受结构性因子和随机性因子共同影响。2) 土壤速效氮含量主要由北向南逐渐降低;速效磷含量主要在东北向西南及东南向西北方向上逐渐降低,而速效钾含量主要由东南向西北逐渐降低。3) 土壤速效氮含量在不同土壤类型及地形地貌间呈极显著差异;土壤速效磷含量在不同成土母质及地形地貌间呈显著或极显著差异;土壤速效钾含量在不同成土母质间呈极显著差异。土壤速效氮、磷、钾含量高值区单位面积化肥施用量明显高于低值区。     

干旱荒漠区污水灌溉山地园林土壤养分的空间变异特征

以乌鲁木齐市雅玛里克山污水灌溉区为例,采用地统计学方法研究了干旱荒漠区山地园林污灌区土壤中的6种土壤养分指标全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K的空间变异特征。结果表明,6种土壤养分指标的变异系数在8.34%～39.68%之间,全N、全P、速效P服从正态分布,全K、速效N、速效K服从对数正态分布。所有养分的块金值与基台值之比都在25%以下,说明结构性因素控制这些养分的含量分布,导致样点之间的空间自相关作用强。土壤养分的相关距变化范围为19.1～116.7 m。因为灌溉污水的影响,强矿化作用使得全N、速效N在质地粗轻的山坡含量较高,而氨挥发则造成全N、速效N在质地细重的谷地含量较低,偏弱碱性的污水加剧了P的固定,使研究区内全P、速效P含量整体偏低,但同时偏弱碱性的污水促进了K的释放,使速效K含量明显提高。污灌能促进速效养分的释放,使养分之间具有一定相关关系。     

珠江三角洲典型区农业土壤铬的空间结构及分布特征

通过对东莞市118处农业表层土壤和5处典型土壤纵剖面的取样调查,利用常规统计学和地统计学方法研究了土壤中铬的空间结构和分布特征。结果显示,东莞市农业土壤铬含量为2．28～94．98mg·kg^-1,平均值为44．90mg·kg^-1,略高于东莞市背景值;铬的空间结构表现为明显的几何各向异性,各向异性比约为1．8,长、短轴分别在103°和13°方向;指数模型对于实验变异函数的拟合效果较好,变异函数表现出明显的块金效应,块金值在基台值中所占的比例约为34％,表明东莞市农业土壤中铬具有较强的空间相关性;铬的空间分布具有明显西部高、东部低的地域特征,其空间分布主要受成土母质和地形的控制,铬主要来源于成土母质,另外人为活动对铬的空间分布也有显著的影响。     

基于土地利用和微地形的红壤丘岗区土壤水分时空变异性

在红壤丘岗区冬春两季,以网格采样法测定了红壤丘岗区一块包含茶地、旱地和林地的缓坡的地表层和深层土壤含水率,采用经典统计结合地统计方法分析了其空间变异特征。结果表明：单一土地利用下,林地土壤含水率明显高于茶地和旱地,整体采样区土壤水分变异系数明显大于单一土地利用。同一季节表层和深层土壤水分具有类似的变异趋势;土壤水分在不同利用下存在截然不同的变异特征。通过半方差分析发现,茶地－旱地交界区土壤水分空间变异低于其他地方;另一方面,茶地－旱地土壤水分不具备空间相关性。另外,采样区表现出明显的各向异性且季节性变化明显,在冬季,土地利用和微地形共同影响水分变异特征;而在春季,土地利用是土壤水分变异的主导因素。除茶地-旱地交界区冬季水分不具有空间相关性外,土壤水分整体上具有良好的变异特征和空间连续性,因此可以利用地统计学在整体采样区进行水分空间变异的研究。     

黄土高原小流域土壤有机碳空间变异性研究

Soil organic carbon (SOC) has great impacts on global warming, land degradation and food security. Classic statistical and geostatistical methods were used to characterize and compare the spatial heterogeneity of SOC and related factors, such as topography, soil type and land use, in the Liudaogou watershed on the Loess Plateau of North China. SOC concentrations followed a log-normal distribution with an arithmetic and geometric means of 23.4 and 21.3 g kg^-1, respectively, were moderately variable (CV = 75.9%), and demonstrated a moderate spatial dependence according to the nugget ratio (34.7%). The experimental variogram of SOC was best-fitted by a spherical model, after the spatial outliers had been detected and subsequently eliminated. Lower SOC concentrations were associated with higher elevations. Warp soils and farmland had the highest SOC concentrations, while aeolian sand soil and shrublands had the lowest SOC values. The geostatistical characteristics of SOC for the different soil and land use types were different. These patterns were closely related to the spatial structure of topography, and soil and land use types.     

银川平原土壤盐分及盐渍土的空间分布格局

系统认识和掌握盐渍土的空间分布特征,是治理改良盐渍土的基础。在总面积约6 184.9 km2的银川平原引黄灌区布设101个采样点,分层（0～180 cm）测定了土壤全盐量,应用地统计学方法结合GIS技术对其空间分布特征进行了研究。结果表明,银川平原各层土壤盐分的分布类型均比较复杂,呈高度的偏态分布。土壤盐分的变异属于中等变异强度。0～120 cm土层盐分的空间相关距离一般在20～28 km;而深层（＞120 cm）土壤的空间相关距离较大,约34 km。银川平原表层土壤属于非盐化土、轻度、中度、重度盐渍土和盐土的土地面积分别为0、1 508.8、3 614.9、982.6和78.6 km2,总体属于中度和轻度盐化土类型,且呈现一定的盐分表聚趋势。重度盐渍土和盐土主要分布在银北的石嘴山市、平罗县、惠农县一带和银南的部分地区。总体来说,银川平原的土壤盐渍化现象依然严重,应加强研究与治理改良。     

基于多元地统计和GIS的珠江三角洲典型区域土壤有机氯农药残留状况及其空间分布研究——以惠州市为例

选取位于珠江三角洲的惠州市为研究区域,对该市土壤进行了系统采样分析,测定了42个表层土壤样品中的17种有机氯农药的含量。利用多元地统计和GIS相结合的方法,研究了17种有机氯农药的残留状况及空间分布情况。结果表明,17种有机氯农药在42个土壤样品中均有不同程度的检出,其中p,p′-DDE检出率为100%,3种有机氯农药检出率在90%以上,6种有机氯农药的检出率在80%以上。其中六六六和滴滴涕残留较普遍,但并未达到污染水平。分析显示,近期可能仍有新的六六六输入土壤环境,而滴滴涕则主要来自过去施用农药的残留。与国内其他地区比较,惠州市土壤HCH和DDT含量处于较低水平。主成分分析显示上述17种有机氯农药可以由5个主成分反映,分别对应于工业HCH的使用、自然因素、林丹的使用以及七氯和艾氏剂等农药的使用。采用克里格插值法对有机氯农药在研究区的空间分布进行了研究,结果表明不同有机氯农药在研究区分布存在很大差异。