田间土壤特性的空间变异性

在田间对土壤的一些基本特性参数－－体积密度、初始含水率,饱和含水率,饱和水力传导度和孔隙大小分布参数进行了测试。对各土壤特性参数实测样本的统计分析结果表明,所选定的试验田块中除孔隙大小分布参数服从对数正态分布外,其他参数均服从正态分布。根据各参数在该田块内的等直线分布图,分析了参数的空间分布特征。     

土壤速效养分空间变异研究

结合传统统计与地质统计学方法对新疆洛浦县多鲁乡哈拉浦村小麦地耕层土壤速效养分进行空间变间变异研究,其土壤速效养分变异均属中等变异,幅度在18;～33;.应用地质统计学分析其空间变异性,土壤有机质、全氮、碱解氮具有强烈的空间相关性,C0/C0+C比值在9.2;～18.9;,表明空间变异主要由土壤母质、地形、气候等非人为因素引起;土壤速效磷、钾具有中等相关性,C0/C0+C比值分别为50.7;和44.8;,表明其空间变异主要由施肥、作物、管理水平等人为因素引起.     

Evaluation of the Accuracy of a Central Iowa Soil Survey and Implications for Precision Soil Management

The movement towards precision agriculture has led to calls for soil maps that are more detailed and accurate than those offered in standard NCSS soil surveys. Studies have shown that soil variability can be greater than depicted in soil surveys; in fact, delineations that contain at least 50% of the soil mapped are considered satisfactory for soil survey purposes. Lacustrine plains are relatively flat and often have parent materials with uniform properties. Because soils are usually mapped using soil–landform relationships one might expect soil maps in these areas to be less accurate than average; it is difficult to delineate between map units using soil–landform relationships in such subtle landscapes. We grid-mapped a field containing lacustrine-derived soils in central Iowa and used the grid to evaluate the soil survey for accuracy. Two major and two minor soils, as determined by the area they occupy in the field, were present. For the field as a whole, the two major soils were correctly identified by the soil survey at least 63% of the time. The two minor soils were correctly identified 33% of the time or less by the soil survey. Large-scale soil mapping is expensive because of the time involved to create them in the field and in the office. Therefore, it is only economically beneficial to produce a detailed map if the map leads to significant alterations in the way a field is managed. In fields that may have uniform soil properties, it may be more cost-effective to conduct a reconnaissance survey first and then decide if more detailed mapping is required.     

纤维水泥土抗拉强度的试验研究

采用在水泥土中掺入纤维的方法获得了比水泥土抗拉强度和韧性更高的纤维水泥土。通过正交试验,建立了关于纤维水泥土抗拉强度与纤维掺量、长度间的数学关系。分析表明纤维水泥土抗拉强度随着纤维掺量和长度的增加而增加,且纤维掺量对纤维水泥土抗拉强度的影响比纤维长度的影响更大。     

含水量对黄土结构强度影响的定量分析

分析了黄土强度的特点和各种影响因素，并以杨陵地区渭河北台原黄土为例，对影响黄土强度的主要因素，即黄土的结构强度和含水量对强度的影响进行了试验研究，探讨了不同生成时代风成黄土的结构强度与含水量的关系，建立了黄土结构强度随含水量变化的回归关系。     

运用万能材料力学试验机测定土壤力学稳定性的方法及应用

[目的]为了分析运用万能材料力学试验机测定土壤力学稳定性的优越性,并且探究不同施肥制度对土壤物理性质的影响。[方法]以江西省红壤研究所水田长期定位试验土壤为对象,将其分为4组,并做对照试验。[结果]Control、TNPK、NPK+GM和NPK+GM+PM四组的平均抗压强度分别是0.562、0.460、0.362和0.313 MPa。与传统方法相比,万能材料力学试验机测出的抗压强度平均值与传统方法相当,但其精度具有显著优势,还能获取土壤弹性模量,破坏能量等指标。[结论]长期配施有机肥可以改善红壤稻田土壤物理性状,使稻田土壤更为松软,更加有利于作物生长。     

北京平谷区土壤有效磷的空间变异特征及其环境风险评价

 【目的】探明土壤有效磷的空间分布,为合理科学配方施肥和识别农业面源磷污染重点控制区提供依据。【方法】在北京郊区平谷区布设1 058个采样点,测定其耕层（0～20 cm）与亚耕层（20～40 cm）土壤有效磷含量。应用地统计学方法对数据进行分析。【结果】平谷区耕层和亚耕层土壤有效磷的变异系数分别为1.15和1.29,均属强变异程度,其平均含量分别为32.80和9.74 mg?kg-1,耕层含量高于亚耕层,表现出一定的表聚性。耕层和亚耕层有效磷的空间相关距离分别为14.6和15.8 km。平谷区耕层土壤有效磷含量空间分布表现为：低山区＞平原区＞山区,主要与高程、土地利用方式及施肥量有关。亚耕层有效磷空间分布格局与耕层相似,但其含量远小于耕层。耕层土壤有效磷含量超过临界值（60 mg?kg-1）的概率为70%～90%的区域占研究区总面积的1.9%,主要分布在西北部的半山区。概率＜20%的区域占研究区总面积的70.1%,分散分布于东北部山区、东部半山区及中部、西南部平原区。【结论】平谷区果园、菜地和大田土壤磷素均有不同程度的盈余,有机肥和化肥的大量投入是平谷区土壤有效磷含量高的主要原因。大华山镇中部及刘家店乡东南部部分区域作为农业面源磷污染的重点控制区,应引起足够重视。     

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。     

南方丘陵地区水田土壤养分变异分析

运用Excel以及ArcGIS中的地统计模块的数据统计分析功能,对江西省奉新县第二次土壤普查中的养分数据以及2006年耕地地力评价中采集的养分数据进行统计特征分析以及级别面积统计分析,找出该县水田土壤养分的变异规律.结果表明:该县有机质和全氮基本持平,变化不大处于丰富水平,其中平均值变化处于0.06个单位以内;碱解氮、有效磷、速效钾有了极大提高,其均值提高幅度分别达到45.28、11.19、37.53个单位,基本扭转了该县少磷缺钾的局面,但是还有相当一部分的水田处于缺钾状态,导致不能满足作物的需求,缺钾水田占全县水田面积的19.52%,;土壤酸化趋势明显,酸碱度均值下降了1.08个单位,已成为制约奉新县耕地质量的一个重要因素.     

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.     

典型草原普通栗钙土土壤湿度空间变异的初步研究

在一块面积为60m×60m 的样地上用重复距离倍增的方法布置了72个取样点,初步研究了草原地区普通栗钙土(暗栗钙土)湿度的空间变异及相关特性。结果表明,在天然植被覆盖下的暗栗钙土,浅层的土壤湿度大,其变异程度也较高,计算平均含水量的土层越厚,则相对变异程度越小。各层土含水量的统计特征都遵循正态分布。浅层相关距离较短,多层平均含水量的相关距离近于各层相关距离的平均值。     

武汉市区绿地土壤养分空间变异性分析

采用GIS与地统计学相结合的方法,对武汉市区绿地土壤中pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾的空间分布进行了研究。结果表明,武汉市区绿地大部分土壤为碱性或中性;土壤养分空间变异性较大,在0.46~0.88,有机质的变异系数最大为0.88;各区域养分含量不均等,绿地养分等级处于中等水平。并绘制了武汉市区绿地养分等级分布图。从而为城市绿地土壤养分管理及绿地建设规划提供指导。     

沙漠-河岸过渡带土壤养分与盐分的空间变异

以库布齐沙漠与黄河河岸之间这一具有重要生态学功能和价值的过渡带为研究对象,利用地统计学方法对其A、B、C3层土壤的全氮、速效磷、速效钾、全盐、pH、有机质等进行了分析。结果表明,过渡带土壤都较为贫瘠,且其土壤养分和盐分有随深度增加而降低的趋势;除速效钾含量较高外,有机质和氮严重缺乏,磷分布极不均匀;绝大部分土壤属于碱性至强碱性,且盐碱危害较重,盐分类型以碳酸盐和氯化物为主。A层与其他两层相比,随机作用与小尺度控制作用占明显优势,而相关尺度与空间异质性的差异较大;即A层土壤要素空间异质性的形成,过程与作用更具趋同性,而尺度与格局却更具有趋异性;其导因是风沙流在过渡带所产生的随机作用以及此后形成的反馈作用,土壤元素的地球化学循环和生物地球化学循环的途径各异也是其重要原因。     

农田土壤养分的空间变异试验研究

以太谷县境内的一块冬小麦田为试验区,用手持GPS接收机,按50m×50m的网格定位采样,共采63个采样点,利用实验室化学分析的方法测量各个采样点的养分值,用ArcView3.3中提供的空间分析模块绘制土壤养分的空间分布图,通过分析其分布规律,可为农田精细施肥管理提供科学的依据。     

北京农田土壤重金属年际变化及其特征分析

 【目的】揭示土壤中重金属的变化趋势,为土壤环境监控提供参考。【方法】通过对2005—2009年北京农田土壤重金属含量的持续监测,分析了该地区农田土壤中As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属的统计特征和年度变化趋势,并结合采样点的土壤类型、地理位置和土地利用类型等信息,研究了农田土壤中重金属的来源。【结果】2005年至2009年间,As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属中, Hg和Cr的含量有逐年上升的趋势,Hg的含量逐年为 0.053、0.065、0.077、0.090和0.116 mg•kg -1,Cr含量为50.0、53.3、55.8、56.1和61.8 mg•kg-1。其它重金属含量呈上下波动,无上升或下降的变化趋势。进一步将土壤中的重金属含量与背景值相比,土壤中重金属的累积水平Cr＞Hg＞Cd＞Cu＞As＞Pb。不同类别土壤中重金属含量存在显著性差异,As在潮土和褐土中,Hg和Pb在近郊和远郊农田土壤中的含量有显著差异,不同农业土地利用类型土壤中未发现重金属的含量差异。【结论】北京农田土壤中As来源于成土母质,Hg和Pb来源于城市污染的大气扩散,Cu 、Cr和Cd来源于农业活动中肥料的过量使用。     

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.     

平顶山市土壤速效养分空间变异分析

基于地理信息系统(GIS)和地统计学研究了平顶山烟区土壤耕层碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异规律.应用GIS将588个采样点数据同其地理坐标相结合,在地市级大范围内进行地统计学分析.研究表明,碱解氮、速效磷、速效钾经对数变换后,样点数据呈正态分布;利用半方差函数模拟变异函数曲线,三者均符合球状模型;3种养分要素的空间自相关程度都属于中等的空间自相关,但空间相关的尺度范围不同,速效磷空间相关尺度最大,速效钾的相关尺度最小;经交叉验证,模拟的球状模型可较好的对整个区域进行插值预测.插值结果表明,速效氮和速效磷在西北到东南的方向上有明显的结构性,速效钾的方向结构性不明显.     

半干旱区土壤有机碳时空变异特征研究

清晰地认识区域土壤有机碳的时空变异特征,能够为土壤质量动态监测和科学利用土地资源提供重要保障。选择赤峰市敖汉旗作为研究区,在实测调查数据的基础上,对比分析了敖汉旗在1985-2014年土壤有机碳的时空变异特征。结果表明： 1985年和2014年土壤有机碳含量分别为6.91和7.49 g·kg-1,且在空间上均呈现由南向北逐渐降低的分布特征。1985年,土壤有机碳含量在研究尺度内具有较强的空间自相关性,经过30 a的变化,农、林、草3种土地有机碳含量平均分别增长5.92%、10.22%与8.47%,土壤有机碳的空间自相关距离缩短。退耕还林、还草以及沙地植被恢复后,土壤有机碳含量均有显著提升。     

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。     

县域尺度表层土壤质地空间变异与因素分析

【目的】以北京市平谷区为研究区域,采用传统统计和地统计学相结合的方法研究县域尺度下土壤质地空间变异的规律,探究土壤质地空间变异的机理。【方法】采用Levine’s方法进行方差奇次性检验,根据检验结果选取最小显著性差方法(least-significant difference,LSD)对土壤颗粒组成与高程、母质、土地利用和水域分布关系进行研究。空间预测采用普通克里格法,鉴于土壤质地属于成分数据,插值前对原始数据进行对称对数比转换。【结果】不同高程组、母质类型、土地利用类型及水域缓冲区组各颗粒平均含量存在一定的差异性,不同高程组和母质类型的土壤颗粒组成之间的差异性比不同土地利用类型和水域缓冲区明显。总体而言,研究区内随着海拔高度的降低,土壤颗粒呈现由粗变细的趋势;由石英含量较高的酸性岩母质发育的土壤土壤颗粒较粗;菜地土壤颗粒相对较细;随着离水域距离的增大,土壤砂粒含量呈增加趋势。地统计分析结果显示,土壤质地各颗粒表现出极强的空间自相关性,空间变异主要由结构性因素引起。各颗粒空间插值结果表明,土壤各颗粒组成空间分布总体趋势特征比较明显。【结论】传统统计分析和地统计学相结合的方法能够系统和全面地揭示土壤质地空间变异的确定性和随机性,研究区土壤质地空间格局主要受地形、母质等自然因素影响。经过对称对数比转换后,土壤质地各颗粒组成空间预测结果满足成分数据空间插值的要求。