基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异分析

运用GIS和地统计学相结合的方法研究了新郑市土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾的空间变异情况。结果表明,有机质、全氮和速效钾的变异系数在29%～45%,有效磷变异系数最大为75%;通过地统计学的半方差函数分析,有机质和全氮空间变异性表现朝均一化方向发展,都具有中等空间相关性,有效磷空间相关性最弱,主要受随机性因素的影响;采用克立格方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,并对其空间变异进行了初步分析。本研究为有效利用土壤和因地制宜开展施肥工作提供依据。     

基于地统计学的土壤养分空间变异研究进展

土壤养分具有高度空间变异性,这是由自然因素和人为因素共同作用的结果。土壤养分空间变异性研究方法经历了由传统统计学到地统计学再到新型辅助技术的不断改进过程,目前最常用的方法是地统计学。论述了地统计学基本原理及地统计学在土壤养分空间变异研究中的应用,介绍了国内外基于地统计学研究的现状与成果,并分析了当前研究所存在的问题和发展趋势。     

基于地统计学农田不同土层土壤容重的空间变异特征分析

利用烘干法测定玉米地0～5 cm、5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm土层土壤容重,运用半方差函数和克立格插值等方法对农田土壤容重空间变异特征随土层深度的变化规律进行研究。结果表明,不同土层土壤容重平均值介于1.23～1.33 g/cm~3,均为弱变异,空间相关范围介于20.40～75.64 m,空间相关程度介于28.89%～73.55%,空间分布图中均存在明显的斑块结构;随土层深度的增加,土壤容重平均值呈先增加后减少的变化趋势,变异程度呈先降低后升高的变化趋势,半方差函数拟合模型由指数模型变为线性模型,空间相关范围先增加后保持不变,空间相关程度未呈现出规律性的变化趋势,土壤容重低值区和高值区的分布数量和位置有所差异。     

乌鲁木齐县蔬菜地土壤养分空间变异研究

以乌鲁木齐县蔬菜主产区的三个乡为例,采用GIS与地统计学相结合的方法对其耕层土壤(0～20 cm)的有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾等5种养分要素的空间变异特征进行分析.结果表明:全氮变异函数曲线的理论模型能很好地符合球状模型;有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的变异函数曲线则符合线性无基台模型.有机质、速效磷和速效钾具有很强的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;碱解氮具有中等的空间相关性,说明对施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间相关性起很大作用;全氮的空间相关性很弱,说明人为活动严重削弱了结构性因素造成强的自相关作用.     

农田土壤养分空间变异特征研究

以浙江宁波市三七市镇1个面积为256．2hm^2的农业示范区为研究区域,运用地统计学与GIS相结合的方法对其土壤养分的空间变异特征展开研究．结果表明,速效钾、有机质和pH值的C0／（C0＋C）〈25％,表现出强烈的空间相关性,碱解氮和有效磷的C0／（C0＋C）为25％～75％,具有中等的空间相关性．通过Kriging插值并依据养分的分级标准,所得的空间变异图能很好地反映农田土壤养分的空间变异特征和丰缺状况．几种养分要素中碱解氮、有效磷和有机质含量总体丰富,而速效钾的含量处于中低水平,有机质和pH的空间变异不明显．     

皖东江淮丘陵区农田土壤养分空间变异研究

以位于江淮丘陵区的安徽省滁州市为例,采用GIS与地统计学相结合的方法,对农田土壤(0～20 cm)中有机质、全氮、有效磷及速效钾4种养分要素空间变异特征进行了分析。通过分析,得出土壤养分要素的空间分布规律和丰缺状况,为农田土壤养分的分区管理和科学施肥提供参考。     

小尺度下基于GIS和地统计学的烟田土壤养分空间变异

以贵州省黔西县林泉镇3.8 hm2烟田为对象,在GIS和地统计学方法的支持下,定量分析了该区域内土壤养分空间变异特征.结果表明:该区域内土壤养分存在空间结构性,且均可用球状模型进行拟合.碱解氮的块金值/基台值为22.84％,说明其具有强烈的空间相关性;其他土壤养分的块金值/基台值在31.25％ ～49.54％之间,均具中等强度的空间相关性.利用普通Kriging插值方法绘制土壤养分空间分布图,结果显示,各养分受人为活动等因素的影响,空间分布特征显著不同.     

农田养分空间变异研究--以江西省泰和县苏溪镇为例

以江西省泰和县苏溪镇苏溪村120hm^2为研究区域，运用地统计学和GIS手段，对丘陵红壤地区农田土壤中的速效磷(P)、钾(K)、铜(Ca)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、速效硼(B)和硫(S)、铵态氰(N)、速效钙(Ca)、镁(Mg)进行了变异系数分析、半方差分析、分数维分析并以K为例，利用插值模型做出了较合理的土壤养分空间分布图。     

豫中典型烟田土壤养分空间变异特征分析

利用地统计学方法研究了豫中植烟土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的空间变异规律。结果表明:4种土壤养分的空间结构模型均符合球状模型;土壤全氮的块金值/基台值25%,表现出强烈的空间相关性;有机质、速效磷和速效钾的块金值/基台值在30%~46%,表现出中等强度的空间相关性,空间自相关距离在274~556 m。利用Kriging法生成土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的空间分布图,为研究区域开展精准施肥提供了决策参考。     

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。     

基于GIS的陆良烟区土壤主要养分空间变异特征

采用GPS定位技术,在陆良烟区采集土壤样品340个,运用地统计学和经典统计学研究了区域植烟土壤主要养分的总体特征、空间变异特征和丰缺格局。结果表明,植烟土壤全氮、全磷和全钾平均含量分别为1.44 g/kg、0.92 g/kg和11.57 g/kg,速效氮、速效磷和速效钾平均含量分别为110.12 mg/kg、44.71mg/kg和131.45 mg/kg。土壤养分的块金效应介于28.30%~48.41%,表现为中等的空间相关性,空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。土壤全氮和速效氮含量中等,44.33%面积的土壤全氮含量过高,22.25%面积的土壤速效氮含量过高;土壤全磷含量较低,96.64%面积的土壤全磷含量缺乏,土壤速效磷丰富,48.07%面积的土壤速效磷含量过高;土壤全钾含量极低,97.68%面积的土壤全钾含量缺乏,速效钾含量中等,14.44%面积的土壤速效钾含量缺乏。     

基于GIS的塔额盆地农田土壤养分空间变异特征分析

【目的】研究新疆塔额盆地耕地土壤养分的空间分布以及变化。【方法】基于该地区2010年和2018年2个时期的样点养分数据(有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾),利用统计学、地统计手段,与GIS技术相结合,分析耕层土壤的时空变异性。【结果】2010~2018年期间耕层土壤指标都处于中等强度变异,其中变异系数最高的为2018年的有效磷为85.79%。2018年各项指标的标准化Z值均低于2010年,近年来以下指标的空间自相关呈现减弱趋势。养分指标含量整体呈现四周低中间高。在不同土壤类型下潮土的养分含量增加最少,其余2种土类下都存在较大幅度的增加。在不同灌溉方式下,滴灌和漫灌的灌溉方式养分含量都有所增加,但出现漫灌方式养分含量增加较滴灌下增长较低的现象。【结论】2010-2018年5种养分指标都呈中等程度变异,人为活动对土壤养分含量的影响较大;各养分含量都有所上升,有效磷与速效钾上升最为明显;不同土类养分含量均为增加趋势;滴灌和漫灌下养分含量有所增长,但畦灌条件下养分有所下降;耕地质量处于中等偏下。     

寿光市土壤养分特性及空间变异性分析

本研究以寿光市为例,在分析其露天耕地土壤养分特征值的基础上,采用GIS和地统计分析相结合的方法研究了土壤养分的空间变异性.研究结果表明:①土壤特性除pH值为弱变异性外,其他均为中等变异;②土壤有机质、Ca、Mg含量较高,N、P、K有一定程度的缺乏;有效态微量元素的含量不均衡,Zn普遍缺乏,Fe含量不高;③NH4+-N、T-N、Cu、Ca、Mg的变异性结构较差,其他土壤养分变异结构明显.Zn在整个区域内表现为恒定的变异.P、K、pH、Mn、B空间变异主要是由土壤母质、地形、气候等非人为的区域因素引起.OM、Fe在研究区域上具有中等空间相关性,其由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间变异性较小.     

基于GIS的湖北省江陵县土壤养分空间变异研究

结合应用GIS与地统计学,研究了湖北省江陵县土壤表层(0～20cm)碱解氮、速效磷、速效钾和有机质等属性的空间变异规律。结果表明,所有观测养分的变异系数均属于中等变异强度。结构分析结果表明,碱解氮、有机质、速效磷变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效钾的理论模型符合高斯模型;碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异主要是随机性因素引起的,但程度有所差异,有机质的空间变异则主要是结构性因素引起的;4种养分要素的空间自相关程度都属于中等的空间自相关,但尺度范围不同,碱解氮、有机质、速效磷的空间相关距离较大,达49.1km,速效钾自相关距离为17.9km。采用Kriging插值方法生成了养分分布等值区图,可更直观地了解县域的土壤养分丰缺状况。     

喀斯特山区村级尺度下农田土壤养分的空间变异特性

以贵州省平坝县马场镇栗木村土壤养分测试数据为例,利用经典统计及地统计学的原理和方法,结合GIS技术对土壤有机质、氨态氮、速效磷、速效钾的空间变异特性进行了分析和比较;根据旱地和水田中各土壤养分元素的不同空间变异特性分别选出了各自的最优插值方法,生成了空间变异分布图.     

山西省主要农田土壤速效养分状况与分布

利用在山西省采集的75个典型农田剖面数据,系统分析了山西省农田土壤速效养分状况与分布规律,研究结果表明,2007年山西省主要农田耕层土壤速效磷、速效钾和碱解氮平均含量为14.15,141.80,63.29 mg/kg,山西省整体速效磷和速效钾含量较丰富,碱解氮含量处于中等水平。不同的速效养分空间分布格局不同,土壤速效磷具有从南向北、从西北至东南逐渐降低的趋势;土壤速效钾分布总体呈现从南向北降低的趋势;土壤碱解氮则呈现自东南向西北、自南向北依次降低的趋势。农田土壤速效养分的空间分布特征为农田管理提供了理论依据。     

新疆兵团农场农田土壤养分变异特征及合理取样数量

农田土壤取样是进行测土施肥的第一步,也是关键的一步.新疆兵团农场土地面积大,取样数量多,工作量大.应用中心极限理论和最适分配法对142团农田土壤养分变异和取样数量进行了分析,结果表明:大量元素中以磷和氮、微量元素中以锌和硼变异系数最大;142团农田土壤合理取样的总数为480个,比现有取样数量591个减少111个.对各连队分别取样比以全团作为均质的整体取样数量要少,并且能达到同样的效果;在实际取样过程中,可以根据取样目的、分析项目的不同,确定采样方法、范围和数量.     

规模化猪场废水污灌农田的土壤Zn和Cu空间变异分析

为了解长期施用猪场废水对农田土壤Zn和Cu的影响,应用GIS结合地统计学方法对河北省京安猪场区域农田的清洁区和灌溉8年猪场废水的污灌区耕层(0～20 cm)共52个土壤样品的Zn和Cu的全量和有效态含量的空间结构和分布特征进行了分析.结果表明,Zn和Cu的全量和有效态量受随机性和结构性影响,其中,有效Zn和全Cu以随机性影响为主,全Zn和有效Cu受结构性影响为主.Zn和Cu有效态含量分别与全量正相关,与全氮、有效氮、全磷和有效磷正相关,与pH负相关,与有机质相关不明显.从空间分布来看,Zn和Cu全量和有效态含量主要为果园＞污灌地＞机井地＞林地和苜蓿地.根据背景调查、变异函数分析、Kriging内插图分析和不同采样区Zn和Cu含量统计分析,影响整个研究区土壤Zn和Cu分布的主要随机性因素为猪场废水的应用,长期灌溉猪场废水会带来土壤Zn和Cu积累,以及Zn和Cu有效态含量的增加.