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。     

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.     

基于GIS和地统计的伊犁州农田土壤养分空间变异特征分析

【目的】 研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为干旱区农业施肥区划及精准农业的推广提供理论依据。【方法】 以新疆伊犁州为研究区,运用GIS技术与地统计学相结合的方法,研究伊犁州农田土壤养分的空间分布特征及变异规律。【结果】 (1)AP、SOM均属于强变异强度,变异系数分别为0.82、0.79;其它土壤肥力指标变异系数处于0.60~0.67,均属于中等变异强度。(2)伊犁州土壤TN、SOM含量总体较高,较丰富以上的样点比例分别占66.66%、61.07%;其次为AK、AP,较丰富以上的样点比例分别占50.85%、49.37%,AN含量相对较低,缺乏和较缺乏的样点比例超过65.72%。(3)TN、SOM、AN表现为极强的空间相关性,其块基比分别为0.107、0.002、0.000 07;AP的块基比为0.403,在区域内表现为中等强度的空间自相关性;速效钾的块基比为0.755,在区域内表现为较弱的空间自相关性。(4)该地区土壤养分含量在空间分布上多呈斑块状格局。5个养分指标中,TN、AN含量的空间分布大体相似,含量较高的区域主要分布伊犁州的东部;SOM、AP含量的空间分布大体相似,含量较高的区域主要分布伊犁州的南部;AK含量的空间分布相对均衡。【结论】 研究区AK、SOM、AP平均含量均处于较高水平;TN、AN平均含量均处于较低水平。土壤养分含量空间分布总体呈现南高北低、东高西低的格局。     

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.     

基于GIS的缓坡烟田土壤养分空间变异研究

综合运用地统计学和GIS相结合的方法,分析了缓坡地形下土壤养分的空间变异规律,并绘制养分空间分布图,为山地缓坡烟田养分分区及精准施肥决策提供理论依据.结果表明:研究区内4种养分含量均具中等程度变异.土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的变程分别为61.8、76.3、70.5 m和57 m.土壤速效钾的分形维数最高,有机质和碱解氮其次,速效磷最低.有机质和速效钾的最适模型为指数模型,块金系数分别为30.9％和31.1％;碱解氮和速效磷可用球状模型进行较好拟合,其块金系数分别为37.7％和26.4％,4种养分均有中等程度的空间相关性.各向异性和趋势性分析均显示,有机质和速效磷具有较强的各向异性,碱解氮和速效钾的各向同性范围最广.研究区4种养分的空间分布格局在海拔和坡度的影响下呈现出一定的规律性,低值均在坡度较大的中北部出现,东北部和南部较平缓区域出现高值.     

基于GIS和地统计学的植烟土壤养分空间分析

为阐明诸城烟区植烟土壤肥力差异,推进大田精细管理与合理施肥,基于GPS定位技术,共取得384个耕层(0²0 cm)土壤样品,采用GIS技术和地统计学、经典统计学相结合的方法,对其土壤养分(有机质、水解氮、有效磷、速效钾)的空间变异及分布特征进行分析。结果表明:诸城植烟土壤养分均表现出一定程度的变异,其变异程度大小表现为:有效磷>速效钾>有机质>水解氮。其空间变异均可以直接进行变异函数拟合,其中土壤水解氮具有强烈的空间相关性,说明其受母质、地形、土壤类型等结构因素影响较大;土壤有机质、速效磷、速效钾具有中等的空间相关性,说明其受结构因素和施肥等随机因素共同影响。     

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。     

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。     

基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异特征研究——以新疆农七师125团为例

基于地理信息系统(GIS)和地统计学,以地理信息系统软件ArcGIS为平台,采用Geostatisical Analyst地统计分析模块中的Kriging插值方法研究了新疆农七师125团土壤养分的空间变异性.应用GIS能够将系统变量的属性数据同地理数据相结合,使大区域范围内进行地统计学分析变得较为方便,研究结果表明,全氮、有机质、速效磷、速效钾均具有中等的空间相关性,但变异尺度不同.分析中还发现Kriging插值模型的选择及Crossin-ValNation交叉验证的检验与系数修正均影响分析工作的结果精度.     

江津紫色土壤养分空间变异性研究——地统计学方法

利用地统计学,结合GIS研究紫色土土壤表层（0－20cm)的有机质、速效氮、速效磷、速效钾4种养分含量的空间分布特征。结果表明,有机质、速效氮、速效钾为正态分布,速效磷为对数正态分布;半方差分析的结果表明大部分土壤养分在一定间距内存在空间相关性,且为中等强度的空间自相关;用普通克立格法进行最优内插,做养分含量分布图,进行叠加分析,并对土壤肥力作初步评价,其中二等地占90％,面积最大。此结果可进一步应用于精确农业（施肥）。     

基于GIS和地统计学的土壤重金属污染评价研究进展

土壤重金属污染是当今环境污染中污染面积最大、危害最大的环境问题之一。重金属污染直接或间接危害到人体健康,因此受到人们的广泛关注。所以,主要对重金属的来源、GIS和地统计在土壤重金属中的应用、重金属污染评价方法以及目前存在的问题和不足进行总结。     

基于GIS和地统计学的百色植烟土壤养分空间分析

【目的】分析百色植烟土壤养分空间分布特征,为优质烟叶生产布局提供理论依据。【方法】采用克里金（Kriging）插值法,对2006-2010年百色烟区植烟土壤pH、全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷、有效钾、阳离子交换量（CEC）、有机质、氯含量10个常规土壤养分指标进行空间插值分析。【结果】百色市植烟土壤中土壤有机质、全氮、全磷、全钾、氯、有效磷的空间相关性较高,有效氮和有效钾受随机因素的影响较大。结合优质烤烟生产要求,制定出百色烟区土壤养分适宜性分级标准,植烟适宜性初步分级,结果表明：百色土壤氯、钾含量较缺乏,其他土壤理化属性均处于适宜烤烟种植范围。【结论】百色大部分地区土壤适宜烤烟种植,但部分地区土壤pH、含氮量偏高,土壤钾、氯含量偏低,需在今后的生产中引起重视。     

广州岑村农用地土壤养分空间变异性研究

应用地统计学，结合地理信息系统(GIS)研究了广州城郊岑村地区农用地土壤表层(O～20cm)的有机质、碱解N、有效P、速效K等4种养分含量的空间分布特征，结果表明，有机质和碱解N为正态分布，有效P和速效K为对数正态分布；半方差分析的结果表明大部分土壤养分在一定间距内存在空间相关性，且为强烈的空间自相关，用普通克立格法进行最优内插，得养分含量分布图，并分析了各土壤养分的分布状态，此结果可进一步应用于城郊农业生产。     

基于GIS的河南省典型烟区土壤养分时空变异分析

运用GIS和地统计学相结合的方法研究了1982年和2002年河南省郏县烟区土壤有机质、全氮、全磷、全钾的时空变异。结果表明,20年间土壤有机质、全氮含量有所降低,特别是有机质下降较多,全磷和全钾基本持平;从空间上看,这4种养分指标朝均一化方向发展。这些变化主要是植烟区管理及施肥等人为因素造成的。     

基于GIS和地统计学的区域土壤有机质空间变异性研究

以甘肃省榆中县为研究区域,应用地统计学和GIS相结合的方法对该县的土壤有机质的空间变异性进行了分析.结果表明:该地区土壤有机质的空间相关程度属中等水平,变异函数符合球状模型,土壤有机质的分布表现为中西部高,北部和东部低的格局.     

生土地种植苜蓿后土壤速效养分与pH值的时空变化

【目的】为评价苜蓿对改良土壤、培肥地力及草田轮作的影响提供依据。【方法】在苜蓿各生育期对0~60 cm土层进行取样,研究土壤速效养分含量和pH值的动态变化。【结果】种植苜蓿第2年各土层土壤硝态氮含量增幅较小,第3年各土层土壤硝态氮含量增幅较大,与种植前相比,其0~20、20~404、0~60 cm土层硝态氮含量分别增加了3.85,5.82和8.25 mg/kg;在第2年,各土层土壤速效磷含量变化呈抛物线型,于第2茬达到峰值。在第3年,头茬苜蓿生育期内各土层土壤速效磷含量均迅速下降,与种植前相比,0~20、20~40、40~60 cm土层土壤速效磷含量分别降低了3.16,2.98和2.40 mg/kg;各土层土壤速效钾含量逐年下降,与种植前相比,种植苜蓿后的第3年,0~20、20~40、40~60 cm土层土壤速效钾含量分别下降了94.35,88.29和88.55 mg/kg;各土层土壤的pH值略有增加,与种植前相比,种植苜蓿后的第3年,0~20、20~40、40~60 cm土层土壤的pH值分别增加了0.14,0.12,0.04。【结论】种植苜蓿后,土壤硝态氮含量呈先降低后升高的变化趋势,在第2年第1茬初花期时达到最低,苜蓿的固氮作用从第2年第2茬开始显现;土壤的速效磷含量变化呈抛物线型变化,于第2年第2茬达到峰值;土壤速效钾含量逐年下降;pH值略有增加但变化不明显。     

基于地统计分析的1974～2004年东北三省夏季气温时空演变规律

[目的]基于地统计分析,研究1974～2004年东北三省夏季气温时空演变规律。[方法]采取气候倾向率与地统计分析结合的方法,对东北三省1974～2004年夏季平均气温时空演变规律进行探讨分析。[结果]东北三省夏季气温多年平均分布总体上呈现由南向北、由西向东递减的趋势;东北三省平均气温总体呈上升趋势,且以辽宁省增幅最大;1994年夏季平均气温要显著高于其他年份,气候较为异常;东北三省地区增温速度的整体趋势是自吉林省东南部向其他地区逐渐降低。[结论]该研究有助于认识东北三省气温时空结构和变化特征。     

基于GIS、ES的凉山州土壤数据库设计与实现

凉山州作为我省实施西部大开发战略的两个重点区域之一，以土壤资源为核心的国土资源的综合开发潜力巨大，而目前凉山州资源开发科技含量较低，农业信息化水平不高，严重制约了农业乃至整个经济的发展，基于GIS、ES的凉山州土壤数据库设计与实现就是提高凉山州农业信息化水平和资源开发科技含量的尝试，它利用GIS对图形数据强大的管理和分析功能、ES基于模型和知识的推理功能，结合关系型数据库对属性数据的管理功能，利用实体－联系（E－R）模型设计了实用性强、用户广、操作简便、功能强大的土壤数据库，并应用GIS软件MapInfo、ES开发工具DET1.1和Visial Foxpro、Visial Basic进行程序开发。基于GIS、ES的凉山州土壤数据库设计与实现的建设地市州级土壤数据库的一种尝试，同时也为省级土壤数据库的建设提供了参考。