农田尺度下土壤有机质的空间变异

应用地统计学方法结合空间分析技术,对太湖流域典型土壤白土O～12.0 cm、12.1～20.0 cm、20.1～30.0 cm的3层土壤样本和乌栅土0～15.0 cm、15.1～28.0 cm、28.1～42.0 cm的3层土壤样本进行了数据处理和分析,并对土壤有机质含量的空间变异特征进行了探讨.结果表明:各层土壤有机质的空间相关性较弱,白土有机质含量的空间相关性低于乌栅土.     

村级尺度下丘陵区农田土壤氮磷空间变异研究

运用GIS与地统计学相结合的方法,在村级尺度下研究了渝东北丘陵区农田土壤碱解氮、速效磷的空间变异性。结果表明:在村级尺度下土壤碱解氮、速效磷含量都具有中等程度变异,变异系数分别为40.27%和64.21%。土壤碱解氮半方差函数最佳理论模型为高斯模型,且具有强烈的空间相关性,C0/(C0+C)值为14.5%,空间相关距离为61 m;速效磷以指数模型模拟最好,具有中等程度的空间相关性,C0/(C0+C)值为45.0%,空间相关距离为47 m。土壤碱解氮在东西方向上表现出各向异性,与地形表现出很好的一致性;土壤速效磷在东西、南北方向上都有明显的趋势特征,表现出各向异性。     

山西省主要农田土壤有机质和全氮的空间变异分析

探明土壤有机质和全氮的空间分布,是进行合理科学配方施肥的重要依据。利用山西全省采集的75个典型农田剖面数据,测定其0～20,20～100 cm土层土壤有机质和全氮的含量。研究结果表明,2007年山西省主要农田耕层0～20 cm土层土壤有机质和全氮的平均含量分别为17.7,0.85 g/kg,均属中等偏上水平,变异系数为中等程度变异;20～100 cm土层土壤有机质和全氮的平均含量分别为8.5,0.45 g/kg。其剖面分布表现出一定的表聚性。山西省农田土壤有机质和全氮含量空间分布格局基本一致,由东南向西北逐渐减少,主要受地形、土壤类型、土地利用方式和施肥状况等因素的影响。     

纳帕海退化湿地土壤有机质空间变异研究

对云南省西北高原纳帕海湿地生态系统受不同强度人为活动干扰的土壤有机质空间分布状况进行研究,通过统计学特征值和土壤退化指数分析,结果表明:纳帕海湿地土壤有机质含量的水平空间分异为沼泽>沼泽化草甸>垦后湿地>草甸,变异程度为44.68%,垂直空间分异上差异显著,表层土壤有机质含量高于亚表层,变异程度沼泽化草甸63.32%,草甸54.95%,垦后湿地49.93%,土壤退化指数定量反映了不同强度人为干扰下湿地土壤有机质的退化程度,即原生沼泽随人为活动干扰强度加剧而退化程度加深.     

基于套合模型的土壤有机质空间尺度效应分析

为了探索土壤有机质含量在空间分布上的特征,更好地服务于土地生产力和土壤肥力评价,以北京市平谷区西北部桃园为研究对象,通过地统计学方法分析了土壤有机质空间尺度效应.结果表明,指数模型对土壤有机质含量拟合效果最佳,各尺度上的样点数据均符合正态分布,其空间结构对空间尺度的依赖性较明显;理论半方差变异函数I值和(Z*-Z)2检验表明,L尺度下普通克里格法预测效果比套合模型法好,在M、S尺度下结果刚好相反;土壤有机质含量在空间分布上呈集中连片的趋势,有机质含量低值主要集中在研究区的西南部和中东部区域,有机质高值主要分布在北部和南部的少部分区域.因此,在采样密度较大的尺度下基于多尺度套合法针对土壤有机质空间变异进行研究,使得插值结果达到更高的可靠性,可为制定土壤肥力评价方案提供科学的指导.     

醴陵市耕地土壤有机质现状及其空间变异

本文采用野外采样、室内分析、地统计、地理信息技术等方法,调查研究了醴陵市耕地土壤有机质现状和空间变异特征,研究表明:醴陵市耕地土壤有机质总体呈正态分布,土壤有机质平均含量为38.1g/kg;土壤有机质(SOM)含量的空间分布有自西南部向东北部逐渐增高的趋势;参照全国第二次土壤普查土壤有机质含量和各养分分级标准,醴陵市土壤有机质含量是较高的,总体处于较丰富水平,处于Ⅰ级(丰富)和Ⅱ级(较丰富)的面积占耕地总面积的82.83%。     

不同尺度土壤性质空间变异研究进展

综述了近年来不同尺度(田间尺度,小区尺度和微尺度)上土壤性质(土壤水分、养分、理化性质及生物学性质等)空间变异研究的进展。探讨了土壤性质空间变异的原因,影响因素及研究方法,并对土壤空间变异研究前景进行了展望。     

依安县农田土壤速效养分空间变异特征初探

采用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术,对黑龙江省依安县农田土壤速效养分进行了空间变异特征研究。结果表明:黑龙江省西部依安县土壤中氮、磷、钾的含量比较丰富,土壤缺硫和锌。土壤中硫、磷、硼、锰的空间分布具有明显的变异性。土壤中硫空间分布的偏斜程度较大。pH与有机质、有效锰、有效硼和有效锌都极显著相关;有机质与有效锰极显著相关。     

苏州市土壤养分及有机质含量变化的空间尺度效应

[目的]明确苏州市土壤养分及有机质含量在不同空间尺度下的变化规律。[方法]以2010年苏州市耕地质量监测点数据为基础,分析了土壤养分及有机质含量与空间尺度的关系。[结果]土壤养分及有机质含量的变异程度与空间尺度变化存在一定关系,其中土壤养分及有机质含量的组内变异程度随着空间尺度的增大而增加,而其组间变异程度则表现出相反趋势,土壤养分及有机质含量的组间变异程度普遍大于其组内变异程度。[结论]为准确确定土壤养分及有机质含量的空间区域划分方法提供了科学依据。     

太仓市土壤有机质含量的空间变异分析

选择太仓市农田为研究区域,以耕层（0～20cm）1060个采样数据为基础,分析了土壤有机质的现状和空间变化。结果表明,太仓市有机质含量为（26．13±0．13）g／kg,属中等肥力水平,比80年代第2次土壤普查时提高了2．23g／kg。有机质含量分布的空间相关性较弱,人为的田间管理措施、施肥等对土壤有机质空间异质性起决定性影响。     

浙江宁海农用地土壤有机质和土壤养分空间变异分析

研究农用地土壤有机质和养分的空间变异,为农田管理和测土施肥提供依据,减少农民不必要的成本投入,有利于生态环境保护。以浙江省宁海县为例,采用地理信息系统（GIS）空间分析、地统计学和Kriging插值方法对耕层土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾等4种养分要素的空间变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明：土壤有机质、全氮和速效钾变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效磷经对数转换后符合球状模型。土壤有机质、全氮、速效磷的块金值/基台值分别为50.5%,59.7%,50.5%,都具有中等的空间相关性,速效钾的块金值/基台值为77.3%,空间相关性较弱。利用Kriging插值方法,考虑趋势性各向异性,获得了各土壤养分质量分数的空间分布图,分析了空间分布规律,并对高程和土地利用类型对土壤养分空间分布影响进行了分析。研究区土壤养分的空间分布是自然和人为利用因素共同作用的结果。图4表4参7     

弃耕行为对亚热带农田土壤有机质时空变化作用机理研究

为明晰弃耕行为对耕地质量关键性指标——土壤有机质时空变化的作用机理,以粤东粮食主产区海丰、陆丰和陆河3个县（市）农田为研究对象,2015─2018年连续4年对205个典型亚热带农田样点进行跟踪监测,综合野外调查采样、农户调查走访及室内检测分析,采用统计分析与地理探测器相结合的方法,构建了研究区典型弃耕行为模式,分析了不同地理情境下弃耕行为对农田土壤有机质含量变化的作用机理。结果表明：研究区农田弃耕行为主要表现为季节弃耕、调整弃耕、年轮弃耕、长期弃耕4种模式,在总体监测样点中具有弃耕行为的农田样点173个,占总数的84.39%,其中年轮弃耕和长期弃耕综合占比达59.03%。各种弃耕行为模式农田土壤有机质均呈增长趋势,而长期耕作则导致整体下降,监测样点4年间土壤有机质平均增加量表现为：季节弃耕（1.55 g·kg^-1） > 调整弃耕（1.43 g·kg^-1） > 年轮弃耕（0.27 g·kg^-1） > 长期弃耕（0.24 g·kg^-1） > 长期耕作（-0.42 g·kg^-1）。在不同地理情景下,随着海拔高度增加,弃耕农田的土壤有机质整体下降;田间含水量过大或较少,会导致弃耕行为对农田土壤有机质影响显著;相对于滨海沙土,容重较大的赤红壤和红壤农田土壤有机质对弃耕行为的响应更强,应重点防范台地、水浇地及容重较大的土壤类型农田因弃耕行为导致的耕地质量下降。研究表明,农田弃耕行为在我国部分地区表现异常严重,且弃耕类型在不同地理情景下对土壤有机质含量影响不同,亟需通过制定相关政策制度将无序弃耕规范为有序休耕。     

黑土坡耕地水保措施下土壤水分时空变异分析

利用经典统计学和地统计学对黑土坡耕地水保措施下土壤水分含量的时空变异规律进行研究,结果表明,黑土坡耕地土壤水分呈现中等强度的空间异质性,水土流失对土壤含水量的影响可达2 km,采取水保措施可逐渐减弱其空间异质性,对土壤水分的影响可缩短到100 m以内。不同水保措施对减弱土壤水分空间变异程度表现不同,其中梯田和地埂植物带最为显著。合理使用人工水保措施是黑土坡耕地高效管理的重要措施。     

基于土层空间变异性的大比例尺土壤调查制图研究

该文提出了根据土层的空间变异性进行大比例尺土壤制图研究.该制图方法可顺次分为以下几步:①用GPS定位观察土壤剖面,划分土层;②确定调查区土壤类型,建立空间和属性数据库;③进行主要土层(诊断层)厚度的空间变异分析,选择和确定调查区土壤划分依据(诊断标准);④叠置分析,获得土壤类型图.通过对一个发育于页岩低丘陵土壤样区的应用研究表明,该方法制图可获得较高的准确性(94%).     

汉中盆地耕地土壤有机质的空间特征

【目的】研究汉中盆地耕地土壤有机质的空间自相关性、空间变异特征以及空间分布规律。【方法】根据地貌特征,以位于汉中盆地中部的平坝区作为研究区,于2010-2011年共采集土样3 568个,测定土样有机质含量,对获得的有机质含量原始数据进行处理后,综合运用传统统计、地统计和地理信息系统技术,研究汉中盆地耕地土壤有机质空间特征。【结果】研究区耕地土壤有机质含量为7.20~38.00g/kg,平均值为21.53g/kg,变异系数为24.48%,属中等强度变异;研究区耕地土壤有机质为空间聚集式分布,呈显著的正空间自相关,空间自相关尺度为4.70km;耕地土壤有机质含量的块金系数为0.55,表现为中等强度空间相关性;研究区61.13%的耕地土壤有机质含量较高(≥20~<30g/kg),整体分布格局为西高东低、南高北低,其中自东北向西南方向土壤有机质含量呈增加趋势。【结论】研究区大部分耕地土壤有机质含量较高,能够满足农作物生长的需要。     

基于思维进化算法径向基函数神经网络的土壤有机质空间异质性研究

提出一种基于思维进化算法径向基函数神经网络的土壤有机质空间异质性研究方法(MECRBF)。以江西省万年县为案例区,在全县范围内采集耕地表层(0~20 cm)土壤样品954个,分别采用该方法和以邻近信息和地理坐标为输入的径向基函数神经网络方法(RBF-Near),以及普通克里格法来模拟土壤有机质空间分布。以验证样本实测值和预测值的决定系数与逼近误差作为评判标准,对比各方法在县域尺度上土壤有机质空间变异和空间插值方面的效果。对763个采样点进行建模、191个验证样点进行独立验证的预测结果表明,在验证点预测中,MECRBF的均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差较RBF-Near分别降低了0.50 g·kg^-1、0.39 g·kg^-1、1.40百分点,差异显著(P<0.05),较普通克里格法分别降低2.59 g·kg^-1、1.89 g·kg^-1、7.76百分点,差异显著(P<0.05)。从模拟效果来看,MECRBF的决定系数最高,逼近误差最小;从空间分布模拟图来看,MECRBF能更好地表达土壤有机质空间异质性。提出的MECRBF可为县域尺度下土壤性质空间异质性研究提供方法参考。     

不同有机质含量土壤CO_2排放季节变化规律及差异研究

为探究不同耕层土壤有机质含量条件下土壤CO2排放通量变化特征与有机质含量关系,设计耕层土壤6个不同有机质含量处理。通过对土壤CO2排放定位连续观测,研究耕层土壤不同有机质含量条件下土壤CO2排放季节变化规律,分析土壤CO2排放与耕层土壤有机质含量关系。结果表明,土壤CO2通量呈单峰曲线季节变化,与地温和气温变化一致;一次方程、二次方程和指数方程均可模拟土壤CO2通量与地温和气温关系,指数方程拟合效果优于一次方程和二次方程。土壤CO2排放最大通量、平均通量、排放总量与耕层土壤有机质呈单峰曲线变化关系,二次方程拟合效果良好;当耕层土壤有机质含量分别为64.50、54.32、59.80 g·kg-1时,土壤CO2排放最大通量、土壤CO2排放平均通量、土壤CO2排放总量达到最大值。     

松嫩平原黑土区有机质空间分布特征及影响因素

为研究区域尺度土壤有机质分布特征及其影响因素,以松嫩平原黑土区中部为研究区,利用经典统计学、地统计学和多重分形结合方法,探究土壤有机质分布特征及其变异规律,通过方差分析法明确高程及土地利用类型对有机质含量影响程度。经典统计学分析表明,0～20和20～40 cm土层土壤有机质含量平均值分别为57.896和53.371 g·kg~(-1),处于较高水平,变异系数分别为0.462和0.498,均为中等变异;地统计学分析表明,0～20和20～40 cm土层土壤有机质块金系数分别为0.626和0.712,说明有机质均具有中等相关性,东北至西南方向和北向南方向土壤有机质均逐渐降低,高斯模型为不同土层土壤有机质最佳拟合模型;多重分形分析表明,0～20 cm土层有机质空间变异性略低于20～40 cm土层,低值决定其空间变异性;方差分析表明,高程越高土壤有机质含量越高,不同土地利用类型中有机质含量排序为:林地耕地草地。综合分析得出,有机质低值信息、高程以及土地利用类型对研究区土壤有机质影响较大。