土壤养分含量的协同克里格法插值研究

土壤养分含量的空间分布是农业领域研究的重要内容,空间插值是获取土壤养分含量空间分布的重要方法。空间插值方法很多,不同的空间插值方法结果精度各不相同。文章以石家庄城乡交错带土壤全氮、速效磷、速效钾三种养分含量为主变量,土壤有机质含量为辅助变量,选取普通克里格法和协同克里格方法,对85个采样点的土壤养分数据进行空间插值分析,获取土壤养分含量空间分布图。采用交叉验证法对其插值结果精度进行分析和评价,结果表明,采样点数量相同时协同克里格方法的结果精度明显高于普通克里格插值法;利用协同克立格法, 主变量数目在减少至70个,辅助变量不变的情况下,精度仍高于普通克里格法,且空间分布高度相似。说明在适当减少土壤样本的情况下,协同克里格法仍能保证插值精度,适合土壤养分空间插值。     

基于协同克里格的耕层土壤速效钾空间异质性研究

基于万年县配方施肥项目野外采集的耕层(0~20 cm)土壤数据,运用常规性统计和地统计学方法定量刻画土壤速效钾的空间异质性。结果表明,研究区土壤速效钾值域为33.46~164.84 mg·kg^-1,均值为82.04 mg·kg^-1,属于4级(第二次土壤普查土壤养分分级标准),变异系数为30.49%,呈中等程度变异。成土母质、土壤类型(亚类和土属)、高程、pH和阳离子交换量(CEC)对研究区耕层土壤速效钾空间变异影响极显著(P<0.01)。交叉验证的结果表明,加入辅助变量的协同克里格法较普通克里格法可以提高模拟精度,辅助变量个数越多,模拟精度越高,空间异质性描述越详细。通过插值得出土壤速效钾的空间分布图,可为当地土壤钾素管理和精准农业提供科学依据。     

基于主成分分析的协同克里格插值模型对土壤铜含量的空间分布预测

以湖北省宜都市红花套镇的柑橘产区为例,选取土壤重金属全铜含量为研究对象,利用Pearson相关系数方法选择与土壤铜含量具有较高相关性的土壤因子(全K、全Cr、CEC、全Al、全N(P0.05))作为辅助变量,利用主成分分析(PCA)对辅助变量进行降维求总得分处理后,与协同克里格插值相结合构建土壤铜含量空间模型(COKPCA),同时构建土壤铜含量的普通克里格插值模型(OK)和以全K作为辅助变量构建协同克里格插值模型(COKK),对不同的空间模型进行模拟精度的对比和分析之后提出最优空间模型方法,进一步分析土壤铜含量在研究区域的空间分布特征。结果表明:普通克里格插值(OK)、协同克里格插值(COKK)和与主成分相结合的协同克里格插值(COKPCA)3种模型的RMSE分别为7.044、6.907和6.309,R2分别为0.716、0.743和0.852,赤池信息量准则(AIC)分别为101.591、96.908和87.203。综合比较,COKPCA具有最优的模拟插值结果,其次为COKK,而OK则相对较差。     

基于克里格插值的兰州市土壤全氮和有机质空间变异研究

用普通克里格法对兰州市土壤全氮和有机质的空间变异趋势及分布规律进行了分析.结果表明,土壤表层全氮和有机质的含量分布具有较高的空间变异性,且变异趋势较为一致.土壤全氮和有机质高值区主要分布在中偏南部分地区,且存在高度相关性.     

金华市土壤磁化率与重金属Pb含量的关系

通过对金华市59个表层土壤(0～20 cm)土样磁化率和重金属含量的测定,以土壤磁化率和频率磁化率为自变量,Pb含量为因变量对土壤进行趋势面分析。结果表明:金华市土壤Pb含量总体低于背景值,未见Pb明显污染,磁化率相对较低,频率磁化率相对较高,这同很多一级大城市相比存在显著差异;土壤磁化率、土壤频率磁化率和Pb含量分别成非线性关系,这与其他地区的线性相关的研究结果不一致;金华市的土壤磁化率对Pb含量的指示作用只能用磁化率和频率磁化率的范围组合来判断,而不是用单一的线性关系来概括。     

土壤盐分离子对乌鲁木齐小白菜Pb含量的影响研究

为研究土壤中盐分离子对小白菜Pb含量的影响,采取正交试验L₁₆ 4⁵和盆栽试验方法,分析了5种阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、Pb²⁺）和3种阴离子（SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-）对小白菜地上部和根系中Pb含量的影响。结果表明,试验条件下小白菜地上部Pb含量为0.215~0.930 mg·kg^-1,根系中Pb含量为1.648~24.33 mg·kg^-1,可食用部分超标率达81.3%。土壤盐分离子对小白菜地上部Pb含量影响顺序为： Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > Pb²⁺ > K⁺。根据相关性分析,土壤中Ca²⁺与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关（r=-0.540 3,P<0.05）,Na⁺和Pb²⁺呈正相关但不显著。Mg²⁺和K⁺呈负相关,也不显著。Cl^-和NO₃^-与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关（r=-0.540,P<0.05）,SO₄^2-呈正相关,但不显著。对小白菜根系Pb含量影响顺序为： Pb²⁺ > K⁺ > Na⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺,土壤中Pb²⁺对小白菜根系Pb的含量呈显著正相关（r=0.483,P<0.05）,Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、SO₄^2-、Cl^-和NO₃^-相关性不显著。乌鲁木齐土壤中固有的盐分离子对小白菜可食用部分Pb的吸收没有抑制作用。     

局部回归残余克里格对土壤阳离子交换量空间预测的精度分析

高精度土壤理化属性的空间分布图件是环境保护、土壤管理及精准农业不可或缺的要件,土壤特性空间异质性的普遍存在是土壤理化特性精确预测的一大难题。以土壤阳离子交换量(CEC)为对象,通过比较不同的空间插值方法,来探讨土壤属性的高精度预测方法。通过采样实测表层土壤阳离子交换量,利用普通线性回归、地理权重回归及二者残余的克里格进行空间插值,来比较不同方法的插值精度和制图效果。结果表明,地理权重回归残余克里格法的精度最高,其预测值与实测值的回归决定系数达90%,普通线性回归的精度最低。在回归残余分析中,普通线性回归残余对CEC预测精度提高的幅度达34%,而地理权重回归残余对预测精度提高程度为9%,相对较小。说明地理权重回归及回归克里格法也是较好的空间预测方法。在制图效果上,2种残余法的预测图在空间上过渡自然,平缓,能较好地反映出CEC在空间上的变化细节,与实际情况吻合较好。对于那些环境影响因素明确,且与之存在线性相关的土壤属性,地理权重回归残余克里格法及回归克里格法可作为其高精度空间预测及制图的有效工具。     

县域农田土壤铜含量的协同克里格插值及采样数量优化

 【目的】研究县域农田土壤铜含量的空间分布和采样数量,为农田土壤环境质量调查提供帮助。【方法】采用协同克里格方法,以初始的623个土壤铜含量数据及在此基础上随机抽取的560、498和432个数据为目标变量,并以初始的623个土壤有机质含量数据为辅助变量,对四川省双流县农田土壤铜含量进行插值分析,并对不同样点数量下协同克里格法在县域尺度农田土壤铜含量空间分布研究中的适用性进行评价。【结果】相同取样数量下,协同克里格法的均方根误差相对于普通克里格法可降低0.9%～7.77%,预测值和实测值之间的相关系数可提高1.76%至9.76%。利用协同克里格法,在土壤铜含量数据量缩减10%的情况下,其估值精度仍高于初始的623个土壤铜含量数据的普通克里格估值,且二者的分布图具有高度相似性。【结论】协同克里格作为一种更为精确和经济的方法,可为县域尺度农田土壤重金属含量的空间分布研究提供更多的信息和帮助。     

土壤酶及其生态指示作用研究进展

土壤酶催化土壤生物地球化学反应,推动土壤生态系统中的物质循环和能量流动。从土壤酶的来源、存在状态及功能、土壤酶活性的分布特征及时空动态变化进行了概述,强调了土壤酶活性对土地利用方式、耕作管理、施肥、农药和地膜的使用及重金属污染等的生态指示作用,为更好地利用土壤酶来及时了解土壤生态系统功能的运行状况及采取适当管理措施提供支持。     

海南岛砖红壤中Pb元素含量特征及环境质量评价

[目的]对海南岛砖红壤中Pb元素含量特征进行研究并对其环境质量进行评价。[方法]采用现场采样及室内分析测试的方法,在海南岛不同地貌单元各取3个土壤剖面,共27个土壤样本,对砖红壤土壤剖面中Pb元素的含量特征进行分析,研究不同地区砖红壤剖面该元素含量的空间分布特征,并利用地累积指数法对海南岛砖红壤中Pb元素进行了评价。[结果]海南岛砖红壤中Pb元素含量总体较高;在水平空间分布上,海南岛东部砖红壤中Pb元素的总量平均值要比西部低;在垂直空间分布上,砖红壤中Pb元素的含量平均值在低山丘陵区最高,中部山地次之,周边台地平原最低;海南岛砖红壤Pb元素污染评价结果表明,海南岛砖红壤基本上没有受到Pb元素污染,只有中、南部砖红壤中Pb元素含量相对较高。[结论]该研究结果为海南国家热带现代农业基地建设以及Pb污染防治提供了科学依据。     

土壤重金属铅含量空间分布及空间聚集性研究

利用地理统计学方法对南通市727个无公害农产品生产基地的土壤样点重金属铅含量进行空间分析,拟合半方差函数进行克吕格插值得到铅的空间分布图。发现海门市、启东市、如东县土壤含铅量普遍超过国家土壤含铅量的一级标准,其中海门市土壤含铅量聚集较为显著。其他地区土壤铅含量在国家土壤环境质量标准一级以内。     

黄河三角洲地区交通干线两侧土壤铅污染状况调查与分析

[目的]查明黄河三角洲地区交通干线两侧土壤重金属铅污染水平和空间分布特征。[方法]运用样地调查法采集土壤样品,并利用原子吸收分光光度法对黄河三角洲地区路域土壤铅污染状况进行了比较和分析。[结果] G205国道和S312省道两侧土壤铅污染主要来自于汽车尾气,并且土壤中铅含量随与公路距离的增大而逐渐降低。距公路干道1～50 m内所采土壤样品的含铅量在32.46～86.04 mg/kg,是该区域土壤铅背景值的1.2～3.3倍,污染状况较为明显。经进一步研究,道路两侧绿化带可有效降低土壤铅污染水平。[结论]该研究为查明黄河三角洲地区交通干线两侧土壤重金属铅污染水平和空间分布特征提供了理论依据和基础资料。     

乌鲁木齐市蔬菜基地土壤有效态铅的空间变异特征(英文)

[目的]研究乌鲁木齐市蔬菜基地土壤有效态铅的空间变异特征。[方法]以乌鲁木齐市北郊蔬菜基地为典型区,对干旱区绿洲城市郊区土壤有效态铅含量的结构特征进行分析,得到该地区有效态铅的空间分布格局并揭示了引起这种分布格局的成因和污染来源。[结果]乌鲁木齐市北郊蔬菜基地有效态铅属中等变异。半方差函数模型拟合表明有效态铅含量可以用指数函数拟合,且在一定范围内存在空间相关性。采用Kriging最优内插法得到了有效态铅含量的空间分布格局,表明土壤有效态铅含量与工业活动、污水灌溉和大气降尘密切相关。[结论]该研究为该区域铅空间污染源的识别,污染风险评估和污染治理提供了科学依据,对于创造安全、清洁的生产环境和选择合理的蔬菜种植区具有重要意义。     

基于GIS的淮南市土壤Cu含量克里格插值方法比较研究

利用Arc GIS地统计学中克里格空间插值方法,对分布类型为对数正态分布、具有二阶多项式趋势的淮南市土壤重金属Cu含量的空间结构及分布特征进行了研究。基于经过对数变换的Cu含量分析数据,考虑是否进行分析数据的趋势移除,综合比较了三类克里格法(普通克里格、简单克里格和泛克里格)共6个具体插值方法的分析结果。结果表明,土壤Cu元素含量数据经过二阶趋势移除,采用简单克里格方法插值效果最优。在11种可选的半变异函数模型中,孔穴效应模型插值效果优于高斯、指数等其他模型。研究区土壤Cu含量属中等程度的空间相关,说明Cu含量空间变异受随机性因素和结构性因素共同影响。淮南市土壤Cu含量除受土壤内在因素影响外,可能来源于人类的采矿活动和对化肥、有机肥和农药的过度使用。     

改良剂对Pb污染土壤中Pb形态及植物有效性的影响

通过盆栽试验和土壤连续浸提-原子吸收法探讨了过磷酸钙、石灰、硫化钠对Pb污染土壤中Pb存在的6种化学形态(水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态)及植物有效性的影响.结果表明,改良剂对水溶态Pb修复的效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙;对交换态Pb的修复效果:石灰＞过磷酸钙＞硫化钠;对碳酸盐结合态Pb修复效果:石灰＞硫化钠＞过磷酸钙;对铁锰氧化态Pb的修复效果:过磷酸钙＞硫化钠＞石灰;对有机结合态与残渣态Pb的修复效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙.改良剂的施加可使土壤Pb的有效态含量降低、活性下降,抑制了Pb在土壤-植物体系的迁移,从而有利于植物安全生产.     

《淮南子》作者再考察

成书于西汉前期的《淮南子》,以其囊括诸子百家的丰富内容及精研时势、人事的深刻思想被称为奇书,前人认为此书为刘安手下文人集团的集体创作。再考见其它相关历史文献,我们认为《淮南子》其实并不是一部集体性著作,而是刘安一个人的作品。     

Zn、Pb与草甘膦复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳及酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.采用培养实验,研究了重金属Zn、Pb与草甘膦复合污染对这些生物学指标的影响.结果表明:培养期前后相比,土壤微生物生物量碳及过氧化氢酶、脲酶活性普遍降低,而转化酶活性普遍增加;Zn、Pb与草甘膦对微生物生物量碳和酶活性的影响在复合污染作用中与单独作用时差异较大;在复合污染条件下,Zn对微生物生物量碳、过氧化氢酶活性及转化酶活性均表现为负效应,而对脲酶活性则表现为一定的正效应;Pb对微生物生物量碳、过氧化氢酶活性及脲酶活性的影响为正效应,尤其对过氧化氢酶激活作用显著,其对转化酶则表现为负效应.在三者中,草甘膦对微生物生物量碳与酶活性的影响最大,尤其对过氧化氢酶表现为极显著抑制作用;Zn、Pb、草甘膦对土壤微生物生物量碳与酶活性的效应大小顺序为:草甘膦,Pb,Zn.     

大型土壤动物作为指示生物研究的现状与展望

土壤动物指示作用的研究已成为生态学研究的热点和前沿课题。该文着重对大型土壤动物作为指示生物的目地、意义和应用进行综述。     

普通克里格评估土壤污染物空间分布精度控制研究

从数据的统计特征分析、异常值筛选及处理、实验半变异函数计算及拟合等方面对普通克里格计算过程中的精度控制问题进行了初步研究,并以天津市东南郊区土壤砷(As)空间分布评估为例,分析了在多步骤精度控制下普通克里格法估计土壤污染物空间分布的可靠性.结果表明,研究区土壤As表现出了明显的累积特征,且监测值为正态分布,异常值较少且为局部异常值,实验半变异函数表现出明显的各向异性.在较严格的精度控制下,普通克里格估值的最优无偏特性可以得到较好的体现,其对土壤As的空间分布的估计精度可以达到较高的水平.