东南地区土壤养分的空间变异性与取样策略Ⅰ.土壤属性与大量元素

在我国东南6省(市)选择代表性区域(自然村),采用ASI和地统计学等方法对耕作土壤的pH值、有机质、有效氮、磷和钾的空间变异性与合理取样数量进行了研究.结果表明,①pH值和有机质是相对稳定的土壤属性,在整个研究区域其变异较小,近似于正态分布;施肥元素的变异则较大,表现出明显的负偏峰分布特征.②尽管某些土壤属性或大量元素的总体变异性相似,但在各研究区域,其实际半方差结构并不相同.③对于明显偏峰分布的土壤养分来说,建议采用最适分配法确定合理取样数量.纯随机合理取样数量可在一定程度作为参考.     

东南地区土壤养分的空间变异性与取样策略Ⅱ.中微量元素

在我国东南5省选择6个代表性区域(自然村),采用ASI和地统计学等方法对耕作土壤的有效Ca、Mg、S和Zn的空间变异性与合理取样数量进行了研究.结果表明,①中微量元素的一般变异性大小顺序为:S＞Zn＞Mg＞Ca,有效Ca和Mg的变异主要受土壤母质和微地形等区域性因素的影响,有效Zn的变异主要与作物布局和施肥水平等随机性因素有关,有效S的变异则同时受水分条件、作物布局和施肥水平的制约;②尽管某些中微量元素的总体变异性相似,但在各研究区域,其实际半方差结构并不相同;③对于明显偏斜的土壤养分来说,建议采用最适分配法确定合理取样数量,纯随机合理取样数量仍可作为重要参考.     

土壤养分变异及合理取样数的初步研究

利用地统计学方法、地理信息技术对土壤养分变异及合理取样数做了初步研究.结果表明大部分土壤养分都具有良好的半方差结构及强烈的空间相关性.统计分析结果表明土壤养分变异越大,相应要达到一定精确度的取样数量也会增大,研究区域各种养分变异系数大小及其取样数量的排列顺序基本一致,为速效磷>全氮>碱解氮>有机质>速效钾. 用纯随机取样法初步探讨了研究区域土壤养分合理取样数.速效磷取样以90;置信水平20;相对误差为宜,取样数量为4个;速效钾取样以10;相对误差为宜,取样数量为5个;碱解性氮取样以20;相对误差为宜,取样数量为1个;有机质取样以10;相对误差为宜,取样数量为5个;全氮取样以10;相对误差为宜,取样数量为14个.     

绿洲滴灌棉田土壤养分空间变异性研究

以新疆生产建设兵团农五师89团一连面积为73 hm2的条田为研究区域,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,碱解氮、有效磷和速效钾的CO/(CO+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、速效磷舍量处于中低水平,速效钾养分含量较高,空间变异性不明显.     

土壤养分空间变异研究进展

简要分析了土壤养分空间变异研究的采样策略;简要介绍了土壤养分空间变异性的研究方法;在对不同尺度的土壤养分空间变异研究进展回顾的基础上提出了土壤养分空间变异研究中存在的问题并对未来进行了展望。     

盐碱地土壤养分的空间变异及合理取样密度研究

本研究以东营市河口区新户土地开发项目二期为研究区,运用经典统计法和地统计分析相结合的方法,对土壤有机质、速效磷、速效钾、碱解氮等养分以及土壤全盐的空间变异性质进行研究,并对不同采样密度下有机质的空间插值结果进行分析比较,用均方根误差和相关系数检验不同密度下的插值精度,以确定盐碱地有机质的合理取样密度。结果表明,研究区速效钾的变异系数为18.4%,属于低等程度的变异;有机质、碱解氮、速效磷、土壤全盐的变异系数在57.4%~76.9%之间,属中等程度变异。研究区的各种土壤属性均具有较好的空间结构,表现出一定的空间自相关性。有机质和速效钾的空间变异性主要影响因素与成土母质、土壤类型、气候条件等有关,而碱解氮、速效磷、土壤全盐的空间变异性与耕作方式及农业生产中施肥等有关。随着采样点密度的增加,克里格插值精度提高,适当减小样点密度可以满足插值分析的需要,充分考虑土壤养分空间变异评价的精度分析,确定研究区土壤有机质合理取样数为111个,合理取样单元为48 hm²,合理取样间距为692 m。     

沈阳城市土壤pH和养分的空间变异性研究

采用地统计学和地理信息系统（G IS）相结合的方法研究了沈阳城市土壤pH、全磷和速效钾的空间变异特征。结果表明：pH、全磷、速效钾的最佳拟合模型为指数模型。全磷、速效钾的C0/（C0＋C）分别为10.62%、9.94%,说明沈阳城市土壤全磷和速效钾的空间相关性较强,其空间变异主要是结构性因素引起的;pH的C0/（C0＋C）为44.25%,说明土壤pH具有中度的空间相关性,其空间变异是由随机性因素和结构性因素共同引起的。最后通过克里格插值分析沈阳城市土壤pH、全磷和速效钾的空间分布特征。     

不同土类土壤养分空间变异与施肥策略研究

运用地统计学与空间插值方法,对江苏省姜堰市2个代表性潮土、水稻土的研究区,运用GPS定位分别测定其耕作层(0～20 cm) 104、130个土样的有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量和pH值,并进行不同土类土壤养分空间变异与施肥策略研究.结果表明:①水稻土有机质、全氮、碱解氮\速效磷、速效钾含量均高于潮土,pH值两...     

临汾市尧都农业区土壤有机质和大量营养元素空间变异性研究

[目的]揭示临汾市郊农业区耕层土壤有机质及大量营养元素的空间变化规律,为其土壤肥力评价和管理提供指导。[方法]利用大量的土壤养分分析数据,通过实测研究区土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷、速效钾和缓效钾6个肥力指标的含量,运用地统计学方法对其进行计算分析。[结果]在尧都区6种土壤肥力指标中,有机质、全氮和水解氮的块金值、基台值的比值分别为0.931、0.839、0.866,表明具有弱的空间相关性;有效磷、速效钾和缓效钾的C0/(C+C0)值分别为0.663、0.666、0.729,表明具有中等程度的空间相关性。研究区养分分布特征为:土壤有机质、全氮和水解氮含量表现为由西向东逐渐降低,有效磷、速效钾含量分布表现为中心高四周低,有效磷中心呈破碎的散块,速效钾则呈以汾河南部为中心的扩散状。[结论]在施肥过程中,农户应充分考虑土壤的本底差异,避免盲目地平均施肥。     

海南省保亭县橡胶园土壤养分空间变异特征分析

通过GIS和地统计学相结合的方法研究海南省保亭县橡胶园土壤速效氮、磷和钾含量的空间变异特征。结果表明:(1)土壤速效氮、磷、钾在一定范围内均存在空间相关性,速效氮和速效磷的空间相关性较弱,速效钾的空间相关性中等,土壤速效氮、速效磷和速效钾含量的相关距离变化范围分别为6 938.8、18 040.8、6938.8 m。速效磷和速效氮的空间变异主要受人为因素影响,速效钾受人为因素和自然因素的共同影响。(2)保亭县胶园土壤速效氮整体水平较低,主要为第四和第五等级;速效磷含量整体水平为中偏低,主要为中下水平的第四等级,速效钾含量整体水平较低,以第五等级为主。     

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.     

农田土壤水分和电导率空间变异性及确定其采样数的方法

应用传统统计学和地统计学方法 ,分析了 2个氮肥用量间夏玉米田间 2个 10 m× 10 m区域土壤含水量和电导率的空间变异性 ,在此基础上 ,应用普通克立格技术估算了未知点的土壤含水量和电导率 ,并确定了 2种土壤特性的合理采样数目。结果表明 ,不同的氮肥用量不但影响土壤电导率的分布规律 ,而且影响土壤含水量的分布规律 ;土壤含水量和电导率的半方差函数揭示了它们的分布具有强烈的空间自相关性 ,纯块金效应除外 ;在本试验条件下 ,应用克立格方法 ,土壤含水量和电导率采样效率比传统统计学方法提高 6～ 8倍     

玉米南繁基地土壤速效氮空间变异性对采样间距的响应研究

【目的】探明玉米南繁基地土壤速效氮含量的空间变异性及其尺度效应,确定合理的采样间距,为精确土壤采样设计提供理论依据。【方法】以玉米南繁地块为试验样地,按10 m采样间距采集土样且为原始尺度,并以20、30、40 m距离依次抽样形成不同采样间距数据集,再利用空间自相关莫兰指数、半方差函数及分形维数分析不同采样间距条件下土壤速效氮含量的空间结构变化规律。【结果】试验地的土壤速效氮平均含量为90.24 mg/kg,属中等水平,变异系数为19.77%,属中等变异范围;在10、20、30、40 m等采样间距中,土壤速效氮样本数据结构变化不大,仅变异系数差异较大,其中以20 m采样间距的变异系数最大、为29.37%,其他采样间距相差不大;随着采样间距增大,土壤速效氮含量的空间自相关莫兰指数呈减少趋势,其空间聚集性变弱,而块金值、块基比和分形维数呈增加趋势,表明随机因素所引起的空间变异逐渐增多,随机因素逐渐削弱结构因素引起的空间变异,使空间相关性逐渐变弱;20 m采样间距的土壤速效氮含量空间分布与10 m采样间距原始尺度一致,其空间预测的均方根误差值最小,空间预测精度为最高。【结论】随着采样间距增大...     

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。     

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。     

湖北省粮食主产区土壤养分的空间变异性研究

利用"网格"取样、土壤养分状况系统研究法和GIS技术探讨了湖北省粮食主产区3个自然村土壤养分的空间变异特性.结果表明,pH值和有机质相对稳定,在整个研究区域其变异较小,近似于正态分布,施肥元素的变异则较大,表现出明显的负偏峰分布特征;土壤有效P、K和Zn等重要施肥元素的空间变异主要是受土壤利用方式和施肥水平等随机因素的影响,同时其缺乏又更多地出现在水田中.     

不同尺度下皎口水库水体主要指标空间变异研究

通过不同取样尺度下采集皎口水库水样,测定水体主要指标总氮、总磷、氨氮及高锰酸盐指数含量,研究了地统计分析法在不同取样尺度下对水库水体空间变异的适用性和空间插值的质量。研究结果表明,皎口水库100 m尺度与200 m取样尺度相比,4种主要水质指标在不同取样尺度下空间变异最佳变异模型、插值模拟及空间分布均存在一定差异。空间拟合模型方面,总氮、高锰酸盐指数最佳拟合模型为高斯模型,总磷、氨氮最佳拟合模型为球面模型;结合模型特征参数和空间插值综合评价,总氮和氨氮在200 m取样尺度下表现出较好的空间相关性,插值模拟质量较好,而总磷和高锰酸盐指数则在100 m尺度下表现出一定优势;空间分布上,水体氨氮、高锰酸盐的影响主要是人为因素,总磷受水库内源环境影响较大,而总氮则与库周农业种植等活动密切相关。以上结果表明,总氮和氨氮更适合在200 m尺度下取样,而总磷和高锰酸盐指数宜在100 m尺度下取样。     

“3S”技术在土壤养分空间变异研究中的应用

运用包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)在内的"3S"技术为辅助手段进行土壤养分空间变异研究,不但提高了研究效率,同时也使土壤养分空间分布的表达更为直观,取样更具代表性、合理性,分析结果更为精准可靠.选用地统计分析(Geostatistical Analyst)理的反距离权重法(IDW)和克里金(Kriging)模型进行土壤养分空间插值,使其分析结果的公共认可性得以保证."3S"技术与传统技术相结合的方法将会是土壤养分空间变异研究的发展趋势.