Performance of Soil Electrical Conductivity and Different Methods for Mapping Soil Data from a Small Dataset

The performance of different methods for making soil maps from a small dataset was assessed. Soil samples obtained at five different depths were taken from 39 locations within an arable field in Sweden and analysed for clay content, soil organic matter content, pH (H₂O), K-HCl, P-AL, K-AL and Mg-AL. Detailed and densely sampled soil electrical conductivity (EC) data with a distinct border between two different regions was used for dividing the field into two zones. Averages from these zones gave better prediction for most variables than interpolation without respect to the border. With the border taken into account, cokriging with EC as a covariable improved the prediction, whereas the improvement with ordinary kriging and inverse distance weighting (IDW) was insignificant. Direct interpretation of EC by a simple linear regression model gave reasonable predictions for clay content. In general, even the simplest interpolation method improved the prediction compared to field average.     

Scanning Mode Application of Neutron-Gamma Analysis for Soil Carbon Mapping

Soil carbon mapping is extremely useful in assessing the effect of land management practices on soil carbon storage. Applications of neutron-gamma analysis in scanning mode for mapping of soil carbon are discussed. A Global Positioning System(GPS) device and softwares required to simultaneously acquire gamma signals and geographical positions during scanning operations were added to an existing measurement system. The reliability of soil carbon measurements in scanning mode was demonstrated to be in agreement with results acquired from static mode. The error analysis indicated that scanning measurements can be conducted with the same accuracy as static measurements in approximately one fourth the time. To obtain results suitable for mapping analogous to traditional chemical analyses(i.e., ± 0.5 in weight percent or ± 0.5 w%), scanning time over a given site should be ca. 15 min using the current measurement system configuration. Based on this measurement time, a reasonable towing speed of 3–5 km h-1, the necessity for complete site coverage during scanning, the number of sites(within the surveyed field), and the required total measurement time can be estimated. Soil carbon measurements for 28 field sites(total area ca. 2.5 ha) were conducted in ca. 8 h. Based on acquired data,a soil carbon distribution map was constructed utilizing various softwares. The surveyed field area included an asphalt road that had carbon readings higher than the surrounding land. The clarity with which these carbon-rich zones were delineated on the constructed map represents evidence supporting the veracity of this method. Neutron-gamma analysis technology can greatly facilitate timely construction of soil carbon maps.     

用遥感图象进行土壤侵蚀系列制图的方法与实践

按照制定的土壤侵蚀图成图系列，根据黄土丘陵沟壑区的特点，以地形结构特征图为主要控制，按地形一植被条件（或土地利用）一致性原则圈定图斑，用多层逐步判别归类法确定土壤侵蚀的相对等级，再运用试错迭代法并参照各小流域的实测土壤侵蚀资料把土壤侵蚀分级图转化为定量的土壤侵蚀强度图，完成了洪水沟流域的侵蚀等级的地面绝对定标，得到反映各侵蚀因子综合作用的且有充分的地面侵蚀实测数据支持的士壤侵蚀强度分布图。     

运用染色示踪方法研究土壤质地对土壤水非均匀流动特征的影响

为研究土壤质地对土壤水流运动非均匀特征的影响,在砂土、壤土和粉质粘土中采用亮蓝(砂土)和碘离子(壤土和粉质粘土)作为示踪剂分别开展了2个、5个和4个不同入渗条件(土壤初始含水率和入渗水量)的染色示踪试验,通过计算活动流场模型(Active Region Model,ARM)分形特征参数(γ)来定量描述和比较不同入渗条件下土壤水流运动的非均匀特征。研究结果表明,(1)活动流场模型较好的捕捉到了土壤水流运动整体的非均匀信息;(2)当其它入渗条件(土壤初始含水率和入渗水量)相同时,土壤水在细质地土壤中运动的非均匀程度要高于其在粗质地土壤中运动的非均匀程度。     

小流域土壤侵蚀编图新方法初探

<正> 当前,在小流域土壤侵蚀编图方法上,还没有规范可循,编土壤侵蚀图件的评价指标也是逐渐由定性向半定量、定量化过渡。由于缺少径流观测资料,加之影响土壤侵蚀量的因素众多,各因素之间交叉作用、相互影响,致使小流域土壤侵蚀定量化编图有一定困难。本文旨在探索小流域土壤侵蚀图的一种新的编图方法。该方法针对小流域的特点,采用大比例尺,以图斑为制图单元,在充分采集地理信息的基础上,提取影响侵蚀的主要因素,利用专家系统打分确定各因素对侵蚀强度的影响,建立侵蚀强度定量评价模型,评价图斑侵蚀强度等级,然后编绘土壤侵蚀图。     

Combined Application of Imaging Methods for Estimating Soil Physicochemical Properties

Eurasian Soil Science - Traditional techniques and methods for evaluation and detection of soil samples are tedious, laborious, expensive, and time-consuming. In comparison, spectroscopic...     

平面光极基本原理及其在土壤微观异质性研究中的应用

传统的土壤理化特性研究往往依赖于异位取样测定方法,样品采集过程通常会破坏土壤的原有结构,忽略了土壤的微观异质性,无法真实地反应土壤实时环境的高度异质性特点。近年来,具有微米级高分辨率的平面光极技术(Planar Optode)因兼具低扰动和实时原位监测等特性,在土壤生物地球化学过程相关研究中获得越来越多的关注和应用。平面光极基于发光传感原理,将特异性发光指示剂包埋在基质中制成传感膜,利用数字成像技术记录其二维特征发射光谱,通过指示剂发光信号的改变来实时反映溶质的动力学特征,该技术具有实时、原位检测、高分辨率、灵敏度高且仪器设备相对简单的特点,实现了对土壤O₂、pH、CO₂、NH_4⁺等相关理化参数的实时动态监测。本文综合国内外最新研究,详细阐述了平面光极的系统组成、成像定量方法与特点及其局限,重点总结了平面光极在土壤微观异质性研究中的主要应用,最后对平面光极的发展方向及其在土壤学、农业环境等领域的应用提出展望,旨在为土壤学前沿研究和农业可持续发展提供技术支撑。     

两种非饱和导水参数推求方法在紫色土上的应用

土壤非饱和导水参数的难于获取,限制了非饱和水流数值模拟技术的实际应用。本研究选择颇具代表性的土壤水分特征曲线推求法和简单入渗法两种方法,分别推求不同质地紫色土导水参数,并进行了分析比较。结果显示,土壤水分特征曲线推求法和简单入渗法,推求的非饱和导水率与计算值均具有较好的一致性。鉴于土壤水分特征曲线的易测优势和简单入渗法实验简便省时特点,采用这两种方法进行紫色土非饱和导水参数的推求或预报是可行的。     

两种非饱和导水参数推求方法在紫色土上的应用

土壤非饱和导水参数的难于获取,限制了非饱和水流数值模拟技术的实际应用。本研究选择颇具代表性的土壤水分特征曲线推求法和简单入渗法两种方法,分别推求不同质地紫色土导水参数,并进行了分析比较。结果显示,土壤水分特征曲线推求法和简单入渗法,推求的非饱和导水率与计算值均具有较好的一致性。鉴于土壤水分特征曲线的易测优势和简单入渗法实验简便省时特点,采用这两种方法进行紫色土非饱和导水参数的推求或预报是可行的。     

土壤污染物源解析方法及其应用研究进展

本文介绍了污染物源解析的方法体系,重点对化学质量平衡法、多元统计模型、混合方法、分子标志物与同位素技术等受体模型研究方法的原理与应用进展加以总结,论述了化学质量平衡法和多元统计模型的优缺点、适用范围及应用现状;指出以这两种方法为基础形成的混合方法可避免前者选择排放源种类时的主观性,同时又可检验后者在鉴别过程中是否遗漏其他未知源,从而能够发挥最大的优势;最后对源解析方法的发展趋势及土壤学应用加以展望。     

面向数字土壤制图的土壤采样设计研究进展与展望

全球化土壤环境问题的出现对基础输入数据的精度、尺度和时序提出了更高要求,面向数字土壤制图的土壤采样研究得到了快速发展。首先利用文献计量学的方法定量化分析国内外土壤采样研究学科分布和研究热点变化;随后重点梳理了国内外土壤采样研究的文献,根据不同的土壤调查目的、调查区历史采样点将土壤采样设计分为:土壤全面采样设计、土壤补充采样设计、土壤验证采样设计和土壤监测采样设计;最后介绍了基于样点的推理制图方法。在此基础上,对未来在多尺度的土壤采样设计、土壤–环境因子关系的新型假设和采样设计中现实问题的量化等方面进行了展望,旨在为数字土壤调查工作的开展提供参考依据。     

土壤有机质预测性制图方法研究进展

有机质是土壤重要组成部分,是衡量土壤肥力的重要指标。对土壤有机质空间制图,不仅可以了解土壤质量动态变化,而且对土壤区域变异性研究具有重要意义。对现今土壤有机质预测性制图的主要方法,包括地统计学、土壤-景观关系理论和遥感反演三种方法,分别进行了阐述,对其优缺点进行分析比较,以此明确各方法的使用特点和运用环境,并对土壤预测性空间制图中存在的问题进行分析,展望了土壤有机质预测性制图未来的研究趋势,以此为精准农业的实施和农业的可持续发展,提供基本的信息及建议。     

土壤水分异质性的研究综述

在干旱半干旱地区，土壤水分是植物生长，植被恢复的主要影响因子，与侵蚀过程密切相关，但土壤水分具有高度的异质性，土壤水分的时空变异性一直是水文学，土壤学研究的一个热点，从小区，生态系统，坡面，小流域和区域等不同尺度综述了土壤水分变异性的研究现状，结合国内外前人的研究成果，探讨了土壤水分异质性有待深化研究的方向和方法。     

广义线性地统计模型在典型亚热带丘陵区数字土壤制图中的应用

数字土壤制图(DSM)在当前的应用越来越广泛,其方法主要包括环境相关模型、空间自相关模型,以及这些模型的混合模型。理论上,混合模型相对单一模型具有明显的优势。广义线性地统计模型(GLGM)也是一种混合模型,相对于最常用的混合模型——回归克里格(RK),又具有能加入随机效应来解决土壤变异的非平稳性等优势。然而,GLGM因计算繁琐等缺点,在国内外应用较少。本文以广西南宁高峰林场内一小面积(3.03km2)丘陵为研究区,以14个地形因子为预测变量,使用GLMM及其与普通克里格(OK)相结合的模型(GLGM),对土壤有机碳(SOC)、pH、黏粒和阳离子交换量(CEC)的空间分布进行预测,并与常用的多元线性回归(MLR)、地理加权回归(GWR)、回归森林(RF)、普通克里格(OK)、RK和广义可加模型(GAM)进行比较。结果表明：GLMM在预测黏粒上准确度较高;GLMM和GLGM在预测CEC上准确度中等;GLMM和GLGM在预测SOC和pH上准确度较低。综合线性回归模型的调整决定系数、块金效应和全局莫兰指数,本文认为,当土壤属性与环境变量具有较低的线性回归调整决定系数(即小于5%)、土壤属性具有较弱的空间自相关性(即块金效应大于71%)和较强的局部空间变异(即全局莫兰指数小于0.09)时,GLMM和GLGM具有较高的适用性,例如本文中的黏粒。反之,GLMM和GLGM的适用性不好,例如本文中的SOC和pH。鉴于土壤空间变异的高度异质性和多尺度性,本文认为GLMM和GLGM具有较好的应用前景。但是,在未来的研究中还需要进一步研究如何提高GLMM和GLGM的模拟效率。     

不同生态修复技术长期应用对风沙土土壤养分的影响

通过田间试验,对比分析了不同沙地生态修复技术长期应用对风沙土土壤pH值和有机质、氮、磷、钾等土壤养分的影响,结果表明,在长期生态修复作用下,风沙土土壤pH值和全钾含量变化较小,土壤有机质、氮、磷和速效钾含量均有不同程度的增加。人工种植作物的修复方式有利于有机质、氮、磷和速效钾含量的增加,其中:人工种植甘草土壤有机质、全氮和速效磷含量增长最多,10年后分别可达到11.42 g/kg、0.110 9 g/kg和25.46 mg/kg;人工种植花生土壤碱解氮、全磷和速效钾含量最高,10年后分别可达到55.04 mg/kg、0.127 2 g/kg和145.80 mg/kg;生物网方格固沙、林草复合培育和草场培育等主要依靠自然修复的修复技术,土壤养分含量增长缓慢。     

吉林省德惠市土壤速效钾的空间分异及不同插值方法的比较

基于地统计学和地理信息系统,采用区变量的半变异理论定量研究了土壤速效钾的空间变异特征,分析比较了不同空间插值方法的插值精度,并利用最优Kriging法插值生成了研究区土壤速效钾的分布格局图。结果表明:研究区土壤速效钾具有中等强度的空间自相关,步长为108.5km;块金效应显著,C0/sill值为0.43。所有插值方法中,球面多项式插值的RMSE最大,平常克吕格的指数模型插值精度最高。IDW虽然也常常被用来进行土壤属性特征的插值分析,但它只与距离有关,对于区域性的较大差异或存在多因子影响时,Kriging方法有其明显的优势;土壤速效钾的分布以中部饮马河为线,东西差异较大,总体自东北向西南呈有规律地逐渐增大的趋势。     

4种土壤入渗测定方法的比较

入渗是土壤的基本物理性状,与降雨产流、侵蚀、非点源污染等过程密切相关,快速、准确测定土壤入渗速率具有重要的意义。以黄土高原沟壑区安塞水土保持综合试验站大豆地的黄土为测试土壤,利用双环、单环、圆盘入渗仪、Hood入渗仪4种方法测定了土壤入渗性能,并以双环法测定的稳渗速率、Hood仪测定的饱和导水率、单环/双环和圆盘测定的累积入渗量为基础,比较分析了4种方法各自的优劣。结果表明,单环、圆盘、Hood测定的稳渗速率分别为双环的116%,111%和225%,双环、单环、圆盘测定的饱和导水率分别为Hood的65.8%,75.1%和105%,双环、单环、圆盘达到稳渗时间分别为100,80和30min。说明圆盘测得的稳渗速率、饱和导水率最接近标准值,而且省时省力省水,更适合于野外实验。     

喀斯特地区烟田土壤养分的空间变异特征

以我国典型的喀斯特地区—贵州省毕节地区为研究区域,利用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法对烟田土壤养分的空间变异特征进行研究,皆在为喀斯特地区烟草种植的平衡施肥及生态环境保护提供依据。描述性统计结果表明,研究区烟田土壤各养分指标均属中等程度变异。半方差函数分析表明,研究区烟田土壤全氮、全钾、速效磷变异函数的最适模型是球状模型,全磷和速效钾的最适模型是线性模型,碱解氮、pH和有机质的最适模型为指数模型;速效磷表现为强烈的空间自相关性,主要受结构性因素影响,而全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾、pH和有机质表现为中等空间相关性,受结构性因素和随机性因素共同影响。普通克里格插值的土壤养分空间分布图表明,研究区域内烟田土壤全氮、全钾、速效磷和速效钾含量分布呈现空间连续分布的特点,而全磷、碱解氮和pH、有机质含量没有明显的分布规律,这主要与喀斯特地区复杂的立地因子和人为影响有关。     

利用MAPGIS制作水土流失基础底图的方法探讨

在水土流失研究中，可以通过MAPGIS对研究区域的地形数据进行空间分析得到研究区域的水土流失基础底图，探讨了空间分析中的参数选取的方法，以四川盆地川东平行岭谷低山丘陵区为例，探索合适的制图参数，同时也为其它区域参数确定提供一个参考。     

Modern Trends and Problems of Soil Mapping

Eurasian Soil Science - The main trends in the development of soil mapping methods are discussed, and the major problems are identified. By the present time, the transition from the paper-based...