沙地植被恢复过程土壤颗粒组成变化及其空间变异特征

对不同沙漠化程度的6个群落样地的土壤取样.采用水洗法和吸管法分析了土壤颗粒组成.结果表明:在严重沙漠化的土地上,土壤颗粒组成以0.25～0.10 mm的细砂和0.50～0.25 mm的中砂等粗粒成分为主,分别为77.62%和19.02%,且细砂富集作用明显,富集系数达到了1.25;而0.10～0.05 mm的极细砂和<0.05 mm的粘粉粒等细粒成分存在贫化作用,含量极低,分别为1.65%和1.67%.土壤颗粒组成的这种特征是沙漠化过程土壤各级颗粒受到强烈分选、土壤组成粗粒化的反映.沙地植被恢复过程土壤颗粒组成变化的主要表现是粘粉粒和极细砂富集作用强烈,富集系数达到了3.06和2.75,含量明显上升,分别为16.27%和27.38%,空间变异程度降低,细砂和中砂含量则显著降低.富集系数和变异系数能够指示和表征群落生态过程持续的强度和扩展的范围.     

黄淮海平原土壤盐分及其组成的空间变异特征研究

本文应用地统计学的方法,对黄淮海平原０－２００ｃｍ各土层的含盐量及其盐分组成进行了半方差函数分析,结果表明,黄淮海平原土壤盐分具有明显的空间变异特征,该区盐分已集中分布在某些较大的区域。     

黄淮海平原土壤盐分及其组成的空间变异特征研究

本文应用地统计学的方法,对黄淮海平原0～200cm各土层的含盐量及其盐分组成进行了半方差函数分析,结果表明:黄淮海平原土壤盐分具有明显的空间变异特征,该区盐分已集中分布在某些较大的区域.目前,盐渍土或盐渍化土壤比较分散的局面已经不再存在;根据土壤盐分的空间分布特征,可将影响盐分分布的因素划分为区域因素(稳定因素)和非区域因素(随机因素);同时,还可以判断这些因素的影响程度.对黄淮海平原土壤盐分组分的空间特征分析,可将盐分组成离子分为二大类,K+、Na+、Ca2+、Cl-和CO32-为非区域性盐分离子;SO42-、Mg2+和HCO3-为区域性盐分离子.     

不同尺度下低山茶园土壤颗粒组成空间变异性特征

利用地统计学方法，在两个尺度下对蘩顶山茶园土壤颗粒组成的空间变异性进行了研究。结果表明：（1）小尺度下土壤颗粒组成各粒级均具有强烈的空间相关性．其中粘粒的空间相关距最大．粗粉粒的空间相关距最小；土壤颗粒组成各粒级主要在东、东南和东北3个方向上具有较强的空间变异，除砂粒外的其它颗粒均在东南方向空间变异明显；各粒级的空间分布没有明显的规律可寻。（2）微尺度下只有粘粒具有强烈的空间相关性，砂粒具有中等空间相关性，其余粒级空间相关性很弱，粘粒空间相关距最小；除砂粒外的其它粒级在东南方向具有明显的空间变异，砂粒在各方向上的空间变异都较弱；除中／细粉粒外的其它粒级在西北-东南方向有明显的变化层次。（3）坡度和坡长等微地形及茶园横坡种植的植被覆盖方式是影响土壤颗粒空间分布的主要因子。     

黄土剖面土壤颗粒组成对土壤含水量的影响

土壤水资源是影响黄土高原土地利用和生态建设的重要因子,而土壤颗粒组成又是影响黄土高原土壤含水量的重要因素之一.为了分析黄土丘陵半干旱区深层剖面土壤颗粒组成对土壤含水量的影响.选择陕北绥德县境内的人工柠条林地和农地为研究对象,测定0-18 m土壤含水量及颗粒组成,分析深层土壤含水量与颗粒组成的关系.结果表明,人工柠条林耗水深度以下、农地3 m以下的土壤含水量主要受黏粒含量的影响,且土壤含水量与黏粒含量之间呈极显著的对数关系.人工柠条林在其耗水深度内,颗粒组成对含水量的影响不显著.     

苏南典型地区土壤锌的空间分布特征及其与土壤颗粒组成的关系

在GIS的支持下,运用地统计学方法研究了苏南典型地区原锡山市土壤全Zn和有效Zn的空间分布特征,并简要分析了土壤全Zn和有效Zn含量与土壤颗粒组成之间的关系。结果表明,研究区域土壤全Zn和有效Zn的空间分布表现出一定的结构性,其空间相关范围分别达到6.6km和7.5km。Kriging插值结果表明,土壤全Zn含量在研究区域东北部最低,东南部相对较高;有效Zn含量与全Zn有着相似的空间分布趋势,受土壤自身特性的影响,其含量在北部地区普遍较低。土壤全Zn和有效Zn含量与土壤粘粒含量之间呈极显著正相关,而与砂粒含量之间呈显著负相关。     

苏南典型地区土壤颗粒的空间变异特征

在地统计学和GIS的支持下,以半方差函数为基本工具,分析了苏南典型地区耕层土壤颗粒的空间变异特征,并运用块段普通克立格法(BlockKriging)进行最优无偏线性插值,制作了不同粒径土壤颗粒的空间分布图。结果表明,研究区域不同粒径土壤颗粒在较大的范围内存在着空间相关性,砂粒和粉砂的空间相关距离达到243km,粘粒也达到81km;不同粒径土壤颗粒由结构性因素引起的空间变异性达到70%以上,反映了土壤颗粒在研究区域内具有较强的空间自相关性。Kriging插值结果更直观地反映了研究区域土壤颗粒的空间变异特征。     

高阳县农田土壤速效养分空间变异特征研究

土壤养分空间变异的研究对指导测土配方施肥具有重要意义。为了便于土壤养分的管理, 以河北省保定市高阳县为例, 应用地统计学和GIS相结合的方法, 研究了农田土壤速效氮、磷、钾含量的空间变异特征。结果表明: 土壤速效氮、磷、钾的含量范围分别为10.50~210.00 mg·kg^-1、1.02~197.75 mg·kg^-1和14.51~376.18 mg·kg^-1, 平均值分别为76.32 mg·kg^-1、22.28 mg·kg^-1和128.34 mg·kg^-1, 变异系数范围为36.11%~79.71%, 属于中等强度变异。速效氮、磷、钾的C0/(C0+C)值均介于25%~75%, 表现出中等强度的空间自相关, 空间变异是结构因素和随机因素共同作用的结果, 空间相关距离分别为43.96 km、1.05 km和51.94 km。通过插值误差的比较得出最优拟合模型, 速效氮、磷、钾最好的理论模型分别为球状模型、指数模型和球状模型, 趋势效应参数宜选取0阶。然后用普通克里格方法绘制了土壤速效氮、磷、钾的空间分布图, 速效氮含量绝大部分属低等水平, 无明显分布特征, 速效磷空间分布呈条带状, 速效钾空间分布呈条带状和岛状分布相结合的特点。     

淮北平原农田土壤养分空间变异特征——以安徽省蒙城县为例

以安徽省淮北平原的蒙城县为例,利用测土配方施肥获取796个农田表层样点数据(0~20 cm),运用地统计学方法研究了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量的空间变异特征及其影响因素。结果表明,蒙城县SOM含量为17.14±2.70 g kg~(-1),TN含量为0.85±0.14 g kg~(-1),AP含量为16.63±9.66 mg kg~(-1),AK含量为129.63±35.24 mg kg~(-1),属中等水平。变异系数介于15.75%~58.09%,属中等变异强度。地统计分析表明,蒙城县土壤养分的变异函数符合指数模型,具有中等强度的空间自相关性。SOM和TN的空间自相关性稍强,AP和AK的空间自相关性稍弱。土壤养分在空间上呈块状分布,SOM、TN和AK的空间分布总体上北高南低、在东南—西北方向上变异较强,在西南—东北方向上变异较弱。AP含量总体上由北到南,先降低再升高。     

县域农田土壤有机质空间变异及其影响因素分析

研究县域农田空间变异特征可以为培肥地力,增加作物产量提供指导。本文运用地统计学和 GIS相结合的方法,研究了四川省双流县土壤有机质的空间变异特征及其影响因素。结果表明： ①研究区域土壤有机质含量处于中等偏高水平,平均值为 29.72 g/kg,变异系数为 30.11%,属中等变异强度。②有机质变异函数的理论最佳模型为球状模型,块金值与基台值之比为12.67%,表明有机质含量具有强烈的空间相关性,空间相关距离为 91.10 km,普通Kriging插值表明土壤有机质含量呈现北部向东南部减少的趋势。③影响有机质空间变异的主要因素为土壤类型、地貌类型等结构性因子,而土地利用方式、施肥等随机性因子也对有机质空间变异产生重要影响,其中秸秆还田是有机质含量普遍升高的原因。     

烟田土壤质地的空间变异性研究

为了解烟田土壤质地的空间变异情况进而为烟草精准施肥提供依据,本研究在地统计学和GIS的支持下,以半方差函数为基本工具,分析了平顶山地区典型烟区耕层土壤质地的空间变异特征,并运用普通克里格(Kriging)进行最优无偏线性插值,制作了黏粒、砂粒和粉粒的空间分布图。结果表明,研究区域内不同土壤颗粒在较大范围内存在空间自相关性,黏粒、砂粒和粉粒的空间自相关距离分别为609m、657m和429m;黏粒和砂粒由结构性因素引起的空间变异达80%。各向异性分析都表明,黏粒和砂粒存在较强烈的各向异性,粉粒各向异性则较小。对试验土壤来说,土壤质地具有较强的空间自相关性和变异性,这可能是影响土壤养分空间变异性的主要原因,因此在设计施肥方案时应考虑土壤质地空间变异性的影响。     

盐渍化农田土壤斥水性与理化性质的空间变异性

通过对新疆玛纳斯县盐渍化土壤三个不同尺度(间距分别为50 m、5 m及0.5 m)的284个样点取样分析测定,采用经典统计学、空间自相关、地统计学和分形理论对土壤斥水性与理化性质进行空间格局分析。结果表明:1)土壤斥水性和pH符合正态分布,其余土壤属性符合对数正态分布。三尺度下土壤各属性绝大多数表现为中等变异水平。2)三尺度下土壤各属性的Moran s I系数变化具有相似性,在-0.8~0.6范围内波动。3)三尺度下土壤各属性的半方差函数理论模型大多数能用球状模型来拟合。4)在一定范围内,土壤各属性具有一定的分形特征,分形维数变化幅度为1.75~1.96。分析表明不同尺度下土壤斥水性与理化性质具有一定的差异。     

植烟土壤有效态微量元素空间变异特征

基于GIS和GPS定位技术,结合网格取样,用地统计学方法研究了褐土烟区土壤有效态微量元素养分(速效Fe、速效Mn、速效Cu、速效Zn)的空间变异规律,并绘制了微量养分空间分布图。结果表明:土壤速效微量养分在整个研究区内均表现出中等变异水平,其变异性大小表现为:速效Zn速效Mn速效Cu速效Fe。除速效Mn外,其他微量元素都表现出很强的空间结构性,速效Cu、Zn变程较短,分别为182m和175m,速效Mn变程较长为850m。基于半方差函数模型,用普通克里格法对研究区土壤速效微量养分进行了克里格插值,结果表明:速效Fe在研究区内普遍缺乏,速效Mn、速效Cu含量中等偏高,而速效Zn含量在整个研究区表现出明显的差异性。     

红壤蔗区土壤有效态钾的空间变异研究

应用地统计学方法分析了农场尺度的红壤蔗区土壤表层的土壤速效钾、缓效钾的空间分布结构。结果表明,研究区域内的土壤速效钾和缓效钾含量都存在极强的空间相关性,在整个区域的空间分布具有相似性。缓效钾的协同克立格法的插值精度高于普通克立格法。研究结果可为甘蔗的钾肥精准管理提供依据。     

农田土壤颗粒尺寸分布分维及颗粒体积分数的空间变异性

盐渍土膜下滴灌过程中的土壤理化性质存在空间变异性,对灌溉管理有一定影响。该文根据3个不同尺度下土壤采样及颗粒尺寸分布（PSD）测定结果,探讨了土壤PSD分维和颗粒体积分数之间的定量关系,分析了各尺度和综合尺度下土壤PSD分维和颗粒体积分数的经典统计特征和地质统计特征,根据颗粒体积分数的半方差函数计算了不同尺度颗粒体积分数的分形维,并做出了等值线图。研究表明,土壤PSD分维与黏粒的体积分数呈正相关关系,黏粒体积分数增大引起PSD分维增加的原因在于细颗粒的比表面积比粗颗粒的大;各尺度土壤PSD分维及颗粒体积分数均无强变异特征;不同尺度下土壤PSD分形维的半方差函数中块金和基台值均非常低;50 m尺度土壤PSD分维和黏粒体积分数的等值线图具有类似的集中度和走势,而砂粒体积分数和粉粒体积分数则具有相反的集中度和走势。该研究说明土壤PSD分维和颗粒体积分数都有一定的尺度依赖性。     

Spatial variability of soil properties and wheat yields in an irrigated field

Abstract

An irrigated farmer's field at Hafizabad village in Dera Ismail Khan District of Northwest Frontier Province of Pakistan was sampled at a regular grid spacing of 50x15 m from surface (15 cm) to study the spatial variability of soil properties and wheat yield. The farm measured 250x75 m. Soil samples collected were analyzed for soil pH, lime content, organic matter, mineral nitrogen (N), ammonium bicarbonate (AB)‐DTPA‐extractable phosphorus (P) and potassium (K), and soil texture. A uniformly trial on wheat with a uniform rate of 120 kg N ha^‐1, 90 kg P₂O₅ ha^‐1, and 60 kg K₂O ha^‐1 was laid out. The results showed that the soil P had the highest coefficient of variation (CV 46%) followed by organic matter (36.20%) and clay content (33.81%). Grain yield had also a considerable variation in the field (CV=31.84%). Geostatistical technique of semivariogram analysis showed that mineral N, AB‐DTPA‐extractable K, sand, silt, and clay content had the strong spatial structure. Maps of soil fertility and crop productivity of the farm was prepared using modern geostatistical technique of kriging. The farm was divided into different management zones based on these maps for fertility management.     

盐渍化农田土壤斥水性与理化性质的空间变异性

通过对新疆玛纳斯县盐渍化土壤三个不同尺度（间距分别为50m、5m及0.5m)的284个样点取样分析测定,采用经典统计学、空间自相关、地质统计学和分形理论对土壤斥水性与理化性质进行空间格局分析。结果表明：1）土壤斥水性和pH符合正态分布,其余土壤属性符合对数正态分布。三尺度下土壤各属性绝大多数表现为中等变异水平。2）三尺度下土壤各属性的Moran’s I系数变化具有相似性,在-0.8～0.6范围内波动。3）三尺度下土壤各属性的半方差函数理论模型大多数能用球状模型来拟合。4）在一定范围内,土壤各属性具有一定的分形特征,分形维数变化幅度为1.75～1.96。分析表明不同尺度下土壤斥水性与理化性质具有一定的差异。     

基于GPS和GIS的田间土壤特性空间变异性的研究

以一块面积约为13.3 hm²的冬小麦田为研究区，利用GPS接收机定位，按50 m×50 m设置网格，共取63个采样点，测定土壤表层(20 cm)内的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、容重、田间土壤含水率和电导率，研究麦田土壤特性的空间变异规律。采用传统统计学和地统计学相结合的方法对所取的数据进行了分析，利用Arcview3.2软件的空间分析功能，绘制了表达这些土壤特性随机性和结构性的半方差图和空间分布图。研究结果表明：所有土壤特性均服从正态分布；土壤容重具有弱变异强度，其它土壤特性具有中等变异强度；土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾和电导率具有很强的相关性，土壤容重、速效磷和含水率具有中等强度的空间相关性，土壤特性的相关距变化范围为246.8～426.8 m。该成果可为农田的定位施肥、灌溉以及其它的农田精细管理提供依据。     

稻田土壤养分空间变异与合理取样数研究

以嘉善县陶庄农场内一块0.52hm2的水稻田为研究区,采用地统计方法和常规统计方法进行土壤pH及养分(全氮、全碳、速效钾、速效磷、速效镁、速效锰、速效铜、速效锌)的空间变异及其合理取样数目研究。结果表明,各土壤养分在田间尺度均存在一定的空间变异,全氮、全碳、速效钾、速效磷等主要养分的空间格局呈南北向条带状,与农户经营田块的方向基本一致;不同农户耕种、管理下的4田块的土壤养分差异显著;反映土壤肥力的土壤全碳、全氮等养分的合理取样数目在95%的置信度和5%的相对误差条件下为45～个,基本上每个农户经营田块为1个,即可反映土壤养分的真实情况。因此,试验区以N素管理为主的精确田间管理的土壤采样可以采用以农户经营地块为单位的混合样采样方式,以减少土壤采样量和分析成本。     

农田土壤速效钾含量的空间变异研究

论文以高产潮土区2007年104个土壤采样点耕层速效钾含量为基础,基于地统计学原理,结合GIS空间分析技术,探讨了土壤速效钾含量的空间变异特征,建立了土壤速效钾含量的空间变异模型,形成了土壤速效钾含量的空间分布图,阐明了影响高产农田土壤速效钾含量分布不均衡的原因。研究结果表明,高产潮土区土壤速效钾含量平均为287．476gkg^-1,最高为483．433gkg^-1,最低为119．435gkg^-1,球状模型是土壤速效钾连续性空间分布的最佳模型,其块金值,基台值为0．399,说明土壤速效钾在变程为57．691米的范围内具有中等强度的空间变异性,含量高低的区域分布比较明显,在地块东南部和中部为其含量较高的区域,含量较低的两个突出区域呈典型的圈层分布,由内向外含量递增,具有较强的渐变性分布规律。总的来看,土壤速效钾约有60．1％的空间变异来自于土壤母质、地形地貌、气候等非人为的结构性因素,39．9％的变异来自于随机性因素如施肥、灌溉、管理水平等因素的影响。