基于地图直接对比的土壤空间表达尺度效应研究——以封丘土壤属性制图为例

将封丘县3 608个土壤样点分为3 463和145个点,分别构成制图数据总集和验证数据总集,再从制图数据总集中通过4%～96%的多尺度随机抽样,构成17个制图子集。分别按Kriging、IDW和以点代面法对土壤有机质、有效磷和速效钾进行预测制图,基于地图直接对比计算制图子集和制图数据总集制图结果的相关系数以评价土壤属性图变化的尺度效应,并与验证数据集评价的多尺度制图结果进行了对比。最后,采用多子集制图结果的变异系数指示多尺度地图表达的不确定性,并将其与基于Kriging估值方差及随机模拟的不确定性表达进行了对比。研究表明,基于地图直接对比可发现,制图效果与样本数量具有显著的分形关系,且分形维数受制图方法和土壤属性空间可变性的双重影响:同样条件下以Kriging方法最小,而以点代面法最大;以土壤速效钾最小,而土壤有效磷最大。验证数据集实测值和估计值的相关系数及均方根误差没有表现预期的分形特征。Kriging估值方差及随机模拟表达的单一尺度制图不确定性明显受采样点分布与Kriging估值大小影响,而基于地图直接对比的多尺度制图的不确定性更客观地反映土壤自然变异,其中土壤有机质、土壤速效钾有较强规律可循,而土壤有效磷则没有规律。     

我省出台测土配方施肥补贴项目耕地地力评价专项验收试行办法

根据农业部《2006年全国测土配方施肥工作方案》,农业部办公厅、财政部办公厅《关于下达2006年测土配方施肥补贴项目实施方案的通知》(农办财[2006]11号),《农业部办公厅关于做好耕地地力评价工作的通知》(农办农[2007]66号),《农业部办公厅关于加快推进耕地地力评价工作的通知》(农办农[2008]75号),《测土配方施肥技术规范》等相关文件和项目规范性要求,参照《测土配方施肥补贴项目验收暂行办法》,我省日前制定出台了《河南省测土配方施肥补贴项目耕地地力评价专项验收办法(试行)》,确定了验收对象、验收组织、验收方法与验收程序,明确了验收内容.     

我省出台测土配方施肥补贴项目 耕地地力评价专项验收试行办法

根据农业部《2006年全国测土配方施肥工作方案》,农业部办公厅、财政部办公厅《关于下达2006年测土配方施肥补贴项目实施方案的通知》（农办财[2006]11号）,《农业部办公厅关于做好耕地地力评价工作的通知》（农办农[2007]66号）,《农业部办公厅关于加快推进耕地地力评价工作的通知》（农办农[2008]75号）,《测土配方施肥技术规范》等相关文件和项目规范性要求.     

不同母质类型下耕地土壤速效锌与速效钼的空间变异及其影响因子

[目的]研究不同母质类型下耕地土壤速效锌与速效钼的空间变异及其影响因子。[方法]以河南驻马店市泌阳县为研究区域,测定406个耕地土壤耕层样品的土壤速效锌、速效钼含量,分析不同成土母质来源下泌阳县耕地样点速效锌、速效钼含量,利用灰色关联分析研究不同母质下土壤速效锌、速效钼与全氮、速效磷、速效钾、有机质、高程、采样点5 km范围内面积超过200 m2的采矿用地数量的灰色关联度。此外,采用地统计学方法对速效锌、速效钼含量的空间变异规律进行研究。[结果]速效锌和速效钼均属中等变异,锌的变异性大于钼,不同母质类型下速效钼和速效锌的含量存在显著差异。不管何种母质的土壤样点中,高程与锌、钼的关联度水平均较高,高程为影响锌、钼变异的重要原因。半方差函数分析表明,锌的最适模型为指数模型,钼为线性模型,都存在一定的空间自相关性。[结论]锌含量高值区在四周都有分布,中部含量较低,在锌缺乏的区域要注意施加锌肥。钼的高值区主要集中在中上部区域,速效钼含量整体水平相对较高。     

基于随机森林模型的耕地表层土壤有机质含量空间预测——以河南省辉县市为例

耕地表层土壤有机质含量与作物生长发育密切相关,掌握土壤有机质空间分布对土壤肥力定向培养和农业生产指导具有重要意义。本研究以河南省辉县市5 922个耕地资源管理单元图斑中心点为基础数据,并分别按8∶2、7∶3、6∶4的比例随机划分训练数据集和验证数据集,以土壤类型作为辅助定性变量,利用随机森林模型模拟预测土壤有机质含量与自然环境变量(坡向、曲率、坡度、高程、土壤质地、归一化植被指数NDVI)、社会经济因子(排水能力、灌溉状况)之间的复杂非线性关系。结果表明:①当训练集与检验集中样点数量的比例为8∶2时,对应的随机森林模型总体上预测精度较高;②选用80%基础数据作为训练集时,预测得到的地图与已有图件相比,相关性达到0.859;③当用303个实地数据验证时,预测值与实测值的皮尔逊相关系数为0.595。通过对影响因子的重要性排序,发现土壤质地是研究区农用地表层土壤有机质含量的最重要影响因子。因此,随机森林模型作为机器学习和数据挖掘的有效方法,能较好地模拟输入变量与有机质含量之间的关系,预测图件与实际情况相符,但对有机质含量精细的差异不能很好体现。     

河南省耕地土壤酸碱度状况与酸化土壤治理途径

土壤酸化在北方已开始成为农作物生长的限制因素。笔者通过田间土壤样品分析汇总,全面阐述了河南省耕地土壤酸碱度状况。借助田间调查、试验示范,研究推广了酸化土壤修复措施。结果表明:作为中国中东部河南省,土壤酸化已初现端倪。增施碱性土壤调理剂、石灰、钙镁磷肥等碱性肥料,严重酸化土壤当季作物增产幅度达120%以上。同时,结合河南省农业资源状况与存在问题,初步总结出建立包括土壤pH值为指标测土配方施肥技术体系、扩大秸秆还田面积、合理利用畜禽粪便、深翻土地加厚耕层等调节土壤酸度、遏制土壤酸化的可行性途径。     

土壤速效钾空间模拟的技术方法研究

采用GIS和地统计学中的普通克里格插值(Ordinary Kriging)和序贯高斯模拟方法(SGSV单次实现和SGSA平均实现)对河南省封丘县土壤速效钾的空间变异特征进行了分析研究。结果表明,Kringing插值具有明显的平滑效应;SGSV模拟与实测数据具有相似的空间自相关结构,既尊重了实测数据,又可以再现区域化变量的空间波动性;SGSA在一定程度上能够消除平滑效应的影响,同时还能兼顾实测数据的结构性特征。因此,SGSA模拟在土壤速效钾空间结构的研究中,能够达到更好的效果。     

空间回归分析在土壤属性预测制图中的应用

以河南省孟津县为研究区,选取坡度、高程、地面曲率和复合地形指数(CTI)作为表层土壤缓效钾含量空间预测的环境协变量,系统探讨了空间回归分析技术在土壤属性预测制图中的应用.结果表明:土壤缓效钾的空间自相关距离阈值约为10 000 m,与坡度、高程和地面曲率存在显著相关性;尽管空间回归模型的预测精度和普通回归模型相近,但前者可以更加准确地表征土壤缓效钾的空间分布格局及空间分异细节特征.     

河南省耕地地力调查与评价

以《全国耕地类型区、耕地地力等级划分》为参照标准 ,根据河南省实际 ,将全省划分为豫东、北平原潮土耕地类型区 ,豫南湖积平原砂姜黑土耕地类型区 ,豫西、北山地丘陵褐土、红粘土耕地类型区 ,豫南低山、丘陵黄褐土耕地类型区 ,豫南稻田耕地类型区等五个耕地类型区。在此基础上 ,以土种为单元 ,采用限制因素法和综合归纳法 ,对耕地地力因素进行系统分析和评比 ,评价河南省各土种耕地地力等级。评价结果为 :一等耕地 1 0 .5 5万hm2 ;二等耕地 1 0 3.85万hm2 ;三等耕地 1 37.1 3万hm2 ;四等到十等为中低产田 ,共 5 5 6.60万hm2 ,占全省耕地总面积的 68.88%。