荒漠草原区土壤养分空间变异及评价

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,结合GIS技术,分析了宁夏红寺堡孙家滩园区（0～20 cm）土层土壤养分的空间变异特征,并运用普通克里格（Kriging）进行最优插值,制作了土壤碱解氮（AN）、速效钾（AK）、速效磷（AP）、全氮（TN）、全磷（TP）、有机质（OM）及pH的空间分布图.研究表明,速效磷变异系数最大为82％,pH变异系数最小为4％,变异系数由大到小依次为速效磷＞全磷＞全氮＞速效钾＞碱解氮＞有机质＞pH.各土壤养分都具有良好的半方差结构,pH、速效钾、全磷和有机质符合球状模型,碱解氮和速效磷符合线性模型,而全氮符合指数模型.在空间自相关范围上,全氮最大为37 750m,全磷最小为1 340 m.采用Kriging最优内插法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,各种土样养分都在一定程度上受地形、土壤类型、土地利用方式、施肥等因素的影响,且均表现出明显不同的分布规律,土壤综合肥力水平较低.该研究揭示了孙家滩园区土壤养分的空间分布规律,对于实施精准农业和草地的可持续利用具有积极意义.     

农田土壤养分空间变异特征研究

以浙江宁波市三七市镇1个面积为256．2hm^2的农业示范区为研究区域,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,速效钾、有机质和pH值的C0／（C0＋C）〈25％,表现出强烈的空间相关性,碱解氮和有效磷的C0／（C0＋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、有效磷和有机质含量总体丰富,而速效钾的含量处于中低水平,有机质和pH的空间变异不明显．     

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.     

基于GIS的上海崇明耕地土壤主要养分的空间变异研究

采用GIS与地统计学相结合的方法,对上海崇明表层土壤有机质(OM)、全氮(TN)、水解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、阳离子交换容量(CEC)等的空间变异分布规律进行了详细的分析研究.研究中采用以最小块金效应法确定步长及相关参数,从而保证了进行筛选试验时理论插值模型的稳定性及其精度的可比性.结果表明,采样数据中,AK和CEC呈弱变异性.TN、AN、AP和OM含量呈中等强度变异性;除TNS(S-小尺度,L-大尺度,下同)、ANS及AK外,其他养分指标都呈明显的向异性;对偏基台值的比较分析发现,OM、TNL、ANL、AK、CEC的空间变异主要受大范围生态因素影响,其主变程基本大于10 km,TNS、ANS、AP受小范围生产因素影响,其变程小于5 km,且其中CEC的空间自关性较弱,TN较强,其余指标均为中等空间自相关;OM、AP变异函数的理论模型符合四球模型,AK、CEC符合球状模型,TN和AN均符合多尺度模型;其中TNL采用孔穴效应模型、INS采用球状模型;ANLL/S均采用高斯模型;多尺度模型插值有效地调和了模型的宏观性和精确性;最终生成的养分含量分布图可直观反应它们的空间连续分布状态.     

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.     

丘陵地区不同尺度下土壤养分空间变异特征的研究

应用地统计学和GIS空间分析技术,对丘陵区不同尺度耕层土壤有机质,有效磷和速效钾进行了空间变异特征和空间插值质量研究．在相同尺度下,土壤有机质空间变异最弱,有效磷空间变异最强,在不同尺度下,土壤养分均存在典型的半方差结构．在大、中尺度下,土壤养分的块金系数介于0．001～0．207之间,土壤养分具有强烈的空间自相关,在小尺度下,有效磷的块金系数为0．394,具有明显的空间自相关．交互检验结果表明土壤养分在不同尺度下的估计精度不相同．在相同尺度下,土壤有机质和速效钾的预测精度较高．     

丘陵地区不同尺度下土壤养分空间变异特征的研究

应用地统计学和GIS空间分析技术, 对丘陵区不同尺度耕层土壤有机质, 有效磷和速效钾进行了空间变异特征和空间插值质量研究. 在相同尺度下, 土壤有机质空间变异最弱, 有效磷空间变异最强, 在不同尺度下, 土壤养分均存在典型的半方差结构. 在大、中尺度下, 土壤养分的块金系数介于0 001～0 207之间, 土壤养分具有强烈的空间自相关, 在小尺度下, 有效磷的块金系数为0 394, 具有明显的空间自相关. 交互检验结果表明土壤养分在不同尺度下的估计精度不相同. 在相同尺度下, 土壤有机质和速效钾的预测精度较高.     

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.     

太湖流域土壤养分空间变异特征分析——以浙江省平湖市为例

以位于太湖流域的浙江省平湖市为例,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、速效磷、速效钾等4种养分要素的空间变异特征进行了分析.结果表明:有机质和全氮变异函数曲线的理论模型能很好地符合球状模型;速效磷经对数转换后也符合球状模型;而速效钾的变异函数曲线则符合指数模型.有机质、全氮和速效磷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;速效钾具有中等的空间相关性,说明由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间异质性起很大作用.整个研究区东南部土壤质地较轻,大量施肥在提高其作物产量的同时,也可能会带来农业非点源污染等问题.     

耕地土壤养分空间变异特征研究

[目的]对南疆岳普湖县耕地土壤养分空间变异进行分析,寻找耕地土壤养分分布规律,为耕地土壤改良、合理配方施肥提供理论支持.[方法]应用GIS技术结合地统计学,对研究区耕地土壤进行采集,分析0～20 cm土层有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量.[结果]研究区土壤总体表现出养分不足的特征,4种养分含量均属于中等程度变异.[结论]有机质、碱解氮与速效钾含量的分布规律主要与土壤母质、气候条件等结构性因素的影响有关,而有效磷的分布规律主要与施肥及耕作方式的影响有关.在研究区土地耕种过程中,应注意节水保肥,防止养分损失以及土壤次生盐渍化.     

白水河小流域退耕坡地土壤养分空间变异研究

以白水河小流域退耕坡地为研究对象,应用地统计学分析方法,分析研究区0~10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的空间分布特征及其变异规律,探讨植被覆盖类型及其他环境因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用和管理提供理论依据。结果表明,(1)研究区SOC(Mean=18.847 g/kg)和TN(Mean=0.749 g/kg)的含量属于中等水平,TP(Mean=0.291 g/kg)和TK(Mean=3.333 g/kg)的含量则比较缺乏。各养分含量的变异系数(CV)在10%~100%之间,为中等变异性。(2)SOC拟合模型为高斯模型,TN和TK为球状模型,TP为指数模型。其中,TP和TK有强烈的空间自相关性,自相关变程范围分别为23.43 m和27.48 m,其空间变异主要由土壤母质、地形、气候等非人为的结构因素引起。SOC和TN表现为中等的空间自相关性,自相关变程范围分别为37.78 m和32.65 m,其变异是随机因素(施肥、耕作措施、种植制度等人为活动)和结构因素的共同作用。(3)各土壤养分总体呈空间连续分布的特点。不同的植被覆盖类型下土壤养分含量差异明显,植被自然恢复,人为干扰较小的灌木和樱桃+草本分布点的SOC和TN含量较高,经营管理强度较高的樱桃和樱桃+玉米分布点的SOC和TN含量较低。耕地施用磷钾肥明显提高了其TP和TK的含量。植被覆盖类型与TK的相关性不显著,说明植被对TK的分布影响较小。(4)相关性分析表明,SOC、TN、TP在土层浅薄、坡度大、岩石裸露率高的区域土壤养分含量较高,反之亦然。而TK含量的分布规律则与其他土壤养分相反,这可能与研究区施肥和土壤属性有关。不同土地利用方式施肥和种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。     

冒山小流域不同地形和土地利用下的土壤养分空间变异特征

土壤养分是植物生长的物质保障,地形及人类活动均会影响土壤性状的空间分布。以东北黑土区冒山小流域为例,将GIS技术与地统计学方法相结合,对土壤养分的空间分布特征进行分析,并探讨了地形因子、土地利用方式及其交互作用对土壤养分空间变异的影响。结果表明：①冒山小流域土壤养分分布符合正态分布,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾变异系数为1734%～4081%。②土壤养分空间分布总体呈现由西北向东南递增,在流域中间位置较东西两侧含量偏高。③海拔因子和坡度因子均与土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾呈显著负相关,坡向因子与表层土壤养分含量不存在显著相关关系。④海拔因子与土地利用的交互作用对表层土壤养分含量影响显著,坡度因子和坡向因子与土地利用交互作用对表层土壤养分没有显著影响。     

基于GIS的大比例尺度土壤空间变异特性与插值方法

为了提高土壤信息特征的空间分布精度,推动土壤的定量化研究及精准农业的实施,为提高大比例尺度土壤信息特征的空间分布精度提供技术支持.利用地统计学的原理和方法,结合GIS技术对土壤养分的空间变异特性进行了分析和比较,根据旱地和水田中各土壤养分元素的不同空间变异特性选出最优插值方法.结果表明:试验区水田、旱地的有效磷块金值与基台值比值分别为0.802 7和0.749 9,空间变异相关性很弱,其他养分指标的块金值与基台值比值在0.444 1～0.684 8,具有中等的空间相关性;大比例尺度下水田与旱地的最优插值方法均为普通克里格法.     

环渤海沿海区域土壤养分空间变异及分布格局

目的明确湘西州植烟土壤养分状况,为植烟土壤的科学管理和实现烟叶优质适产提供理论依据。方法以湘西州2000年和2015年耕地土壤主要养分含量为研究对象,利用空间自相关、半方差函数及分形维数等方法,对湘西州土壤主要养分时空变异特征进行了研究。结果从基本统计特征和分布频率来看,15年来,湘西植烟土壤碱解氮含量均值由119.60 mg/kg上升到147.01 mg/kg,增幅达22.92%;土壤有效磷含量均值由7.26 mg/kg上升到38.15 mg/kg,增幅高达425.62%;土壤速效钾含量均值由164.62 mg/kg上升到219.34 mg/kg,增幅度达33.24%。从时空变异来看,15年来,碱解氮、有效磷和速效钾含量的块金效应数值和分形维数D值增大,空间自相关系数Moran’s I值下降。从时空分布的变化来看,2015年土壤碱解氮含量变得更适于烤烟生产,适宜和高等级的面积显著增加,分别增加了29.53%和5.93%;而低等级则大幅下降,比2000年下降了35.45%。2015年土壤有效磷含量高和极高等级的面积显著增加,分别增加了25.98%和55.30%;而极低和低等级则大幅下降,分别比2000年下降了27.49%和57.14%。2015年土壤速效钾含量极低、适宜、高和极高等级的面积均有不同程度的增加,分别增加了0.60%、2.90%、19.51%和0.89%,而低等级则大幅下降了23.91%。结论15年来,湘西植烟土壤养分增幅较大,增幅最大的是土壤有效磷,其次是速效钾,最后是碱解氮。     

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.     

基于GIS的湖北省江陵县土壤养分空间变异研究

结合应用GIS与地统计学,研究了湖北省江陵县土壤表层(0～20cm)碱解氮、速效磷、速效钾和有机质等属性的空间变异规律。结果表明,所有观测养分的变异系数均属于中等变异强度。结构分析结果表明,碱解氮、有机质、速效磷变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效钾的理论模型符合高斯模型;碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异主要是随机性因素引起的,但程度有所差异,有机质的空间变异则主要是结构性因素引起的;4种养分要素的空间自相关程度都属于中等的空间自相关,但尺度范围不同,碱解氮、有机质、速效磷的空间相关距离较大,达49.1km,速效钾自相关距离为17.9km。采用Kriging插值方法生成了养分分布等值区图,可更直观地了解县域的土壤养分丰缺状况。     

拉萨河下游灌草交错区土壤养分空间分异特征

以拉萨河下游半干旱区亚高山带灌草交错区为研究区域,分别对其南、北坡的灌丛、灌草和草地土壤养分含量进行对比分析。结果表明,土壤p H值在6.6~8.5,总体呈中性偏弱碱性,适宜中性和弱碱性植物生长,南、北坡灌丛及南坡草地的土壤p H值与土层深度均可用二次函数拟合。土壤有机质含量在15.15~43.74 g/kg,南坡0~40 cm土层土壤有机质平均含量表现为草地灌草灌丛,北坡表现为灌草灌丛草地;南、北坡灌丛和草地及北坡灌草的土壤有机质含量与土层深度均呈显著负相关,且符合二次函数关系。土壤全氮含量在0.72~2.15 g/kg,南坡土壤全氮含量表现为草地灌草灌丛,北坡表现为灌丛灌草草地;南、北坡灌丛及南坡灌草土壤全氮含量与土层深度呈显著负相关,且符合二次函数关系;南、北坡草地土壤全氮含量与土层深度无显著相关性。土壤全磷含量在0.22~0.54 g/kg,南坡土壤全磷含量表现为草地=灌草灌丛,北坡表现为灌丛草地灌草;南坡灌草土壤全磷含量与土层深度无显著相关性,而北坡则呈显著正相关,且南、北坡灌草全磷含量与土层深度均可用二次函数拟合。土壤全钾含量在2.70~4.59 g/kg,南坡全钾含量表现为草地灌草灌丛,北坡表现为灌草草地灌丛,且南、北坡灌丛、灌草和草地的土壤全钾含量与土层深度均无显著相关性,南、北坡灌丛土壤全钾含量与土层深度的关系都可用二次函数拟合。总体上,南、北坡的土壤养分含量有明显差异,其中南坡灌丛和灌草的土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量都低于北坡;对于草地,除南坡土壤全磷含量低于北坡外,其余养分含量均为南坡高于北坡。     

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。     

澜沧县尾叶桉类林土壤养分空间分布特征探讨

应用地统计学方法及GIS空间分析技术,探讨了澜沧县尾叶桉类林林下土壤的全碳、全氮、全磷、全钾、有效钙和有效镁6种养分的空间分布特征.结果表明:全碳和全氮之间存在显著的正相关性,相关系数高达0.878;有效钙和有效镁之间的相关系数为0.621.全钾的变异系数为0.35,有效钙的变异系数为0.89.在空间上,全碳、全磷、全钾、有效钙和有效镁5种养分的块金值(Nugget)与基台值(Sill)的比值均小于25%;全氮的块金值与基台值的比值为32.32%.采用普通克里格插值方法对6种养分的空间分布进行插值计算分析,结果显示:全碳和全氮在空间分布上存在一定程度的相似性,含量自北向南逐渐降低;全磷含量自西北向东南呈"鞍形"分布,西北和东南较高,中间部分相对较低,且是整体分布较破碎;全钾含量分布相对均匀,大部分区域含量为2 457.94～3 018.63μg/g;有效钙分布主要集中在西北、南部和东部,其他区域相对较低;有效镁含量东部最高,整体上从东南向西北呈递减趋势.