大比例尺区域土壤养分空间变异定量分析

应用地质统计学的方法对北京昌平县南邵乡２６４０ｈｍ＾２,土地上的土壤有机质,全氮,有效氮,有效磷及有效钾的空间分布特征,进行了定量分析,并绘出它们的等值线图,对于研究和评价大比例尺区域土壤养分空间变异规律和动态变化有一定的理论和实践意义。     

晋中盆地典型耕地厚度、土壤养分空间变异

旨在探究旱作区耕地土壤耕层厚度及土壤养分空间格局与变异规律。以晋中盆地典型耕地土壤为研究对象,运用地统计学方法对耕地耕层厚度及土壤养分的空间变异进行分析,土壤养分选取有机质、pH、有效磷、缓效钾4个指标。结果表明:(1)各个指标的空间自相关性都是随着距离的增加而减小;(2)有效磷的半变异函数最优模型为高斯模型,其他指标的最优模型均为指数模型。各指标的块金系数由大到小依次为:有机质>有效磷>pH>耕层厚度>缓效钾;(3)耕层厚度、有效磷均为西北高东南低的空间格局,缓效钾为东北高西南低,有机质为西南高东北低,pH除北洸乡偏低外均偏高。地统计方法能良好地描述土壤性质的空间分布和变异特征,各土壤性质的空间变异过程中随机性与结构性并存,并且随机性均小于50%。     

土壤养分空间变异与大豆分区施肥技术研究

采用全球卫星定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术,对黑龙江省红星农场土壤进行了空间变异特征和分区施肥研究。结果表明,黑龙江省北部大豆主产区黑土养分含量比较丰富,氮、磷、硼含量较高,钾、硫、锌含量较低。土壤中N、P、K、S、B、Zn的空间分布具有明显的变异性。土壤养分偏斜程度与土壤养分变异系数的之间存在密切的线性相关关系,相关系数R=0.8980。大豆分区平衡施肥取得了显著效果,较习惯施肥平均增产298 kg/hm2,平均增产率10.8%,平均增收610元/hm2。     

县级区域粮田土壤养分空间变异特征评价研究

为了进一步了解县级区域粮田土壤养分的时空变异特征,以山东省惠民县为例,研究了20年来惠民县农业土壤养分循环、平衡与时空变异特征的关系。结果表明,自1985年以来,惠民县农业土壤氮磷过量盈余,而钾基本持平。惠民县土壤养分空间变异特征可以分为3类:①土壤速效钾空间变异符合典型的指数模型,最大自相关距离为16.6 km;②土壤全氮空间变异随空间间距的增大而增大,有一定的空间分布规律性;③土壤速效磷空间变异与间距无关,存在纯块金效应。与20年前土壤养分空间变异特征相比,土壤全氮和速效钾的养分空间分布规律变化不大,而土壤速效磷的空间分布规律变化较大。土壤养分时空变异特征与土壤养分循环趋势相一致,说明土壤养分循环与平衡是影响区域土壤养分空间变异发生变化的主要因素。     

富川植烟土壤主要养分与pH空间分布格局

利用地统计学方法结合GIS空间分析技术,对富川烟区土壤耕层(0～20cm)有效氮、磷、钾;有机质、pH空间变异特征进行了研究.结果表明,富川烟区有效氮、磷、钾;有机质、pH服从对数正态分布,2012年变异系数分别为42.05％、97.14％、63.46％、37.80％、11.87％,变异函数的最佳理论模型为指数模型(有机质为J-Bessel模型).土壤速效钾具有强烈的空间相关性,有效磷、pH有中等强度的空间相关性,有机质、有效氮具有弱的空间相关性.采用Kriging 最优内插法得到富川烟区2012年土壤主要养分、pH空间分布图和趋势图,并分析了土壤主要养分和pH改良措施.     

河套平原典型县域耕地土壤养分空间变异特征研究

为研究河套平原地区土壤养分状况,探究县域尺度土壤养分的空间变异性与分布特征,以杭锦后旗县域耕地为对象,采用实地调查和地统计学相结合的方法,研究该区耕层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾养分含量状况,分析土壤养分空间分布及其变异特征。结果表明,研究区耕层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾平均含量依次为13.90 g/kg、0.93 g/kg、16.25 mg/kg和170.79 mg/kg,土壤有机质和全氮处于缺乏状态,速效磷含量中等,而速效钾的含量较为丰富。从空间变异及相关性看,各土壤养分的变异程度都为中等变异,有机质和速效钾为中等相关性,全氮和有效磷均为弱相关性。从空间分布格局看,土壤有机质与全氮分布规律相近,呈现西北部高、东南部和东北部低的特点;土壤速效钾整体分布较为均衡;速效磷空间差异明显,呈东高西低格局。针对该地区土壤养分含量及分布规律,在进行养分管理过程中,应以控氮、稳磷、稳钾、全区规划与重点应对相结合的原则,坚持以有机肥为主、有机与无机相结合的施肥策略。对县域尺度耕地土壤养分状况的调查研究和统计分析,明晰了区域土壤养分空间分布特征及其与土地利用方式之间的关系,为河套平原耕地土壤养分管理、地力培育以及合理施肥运筹等提供科学依据。     

耕层重构对棉田土壤养分、微生物数量与酶活性的影响

【目的】研究耕层重构技术对棉田土壤微生态环境的影响,为改良土壤生态环境提供新途径和方法。【方法】2019年以冀棉315为试验材料,设置常规旋耕(对照)和耕层重构(将0～20 cm土层与20～40 cm土层土壤互换,同时松动40～60 cm土层土壤)2种耕作方式,调查棉花不同生育时期和不同土层的土壤养分含量,细菌、真菌和放线菌数量,脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以及棉花产量和生物量。【结果】与对照相比,耕层重构棉田0～20 cm土层的全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量均降低,而20～80 cm土层的养分含量升高。耕层重构处理0～20 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量低于对照,而20～40 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量高于对照。与对照相比,耕层重构降低了0～20 cm土层的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,提高了20～40 cm土层的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性。回归分析结果表明,土壤真菌数量、脲酶活性和碱性磷酸酶活性均与全磷、全氮、碱解氮、速效钾、有机质和速效磷含量呈显著线性关系。耕层重构处理棉花地上部生物量比对照显著提高8.91%,对棉花产量没有显著影响。【结论】上述研究结果初步表明,耕层重构能够提高较深土层的养分含量、微生物数量和土壤酶活性,促进较深土层的养分代谢,增加棉花生物量,改善土壤微生态环境。     

规模经营稻田土壤养分空间变异特征与高效平衡施肥效应

采用传统统计和地统计相结合的方法,对规模经营的黑龙江江川农场76.5hm2水稻田土壤养分空间变异特征与高效平衡施肥效应进行了研究。试区土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn,不同土壤养分的变异情况各不相同;三种网格(50m×50m、100m×100m和150m×150m)取样尺度下试区9个水稻田块间土壤主要养分含量差异总体上均显著,但同一田块三种网格取样尺度下土壤主要养分含量差异总体上均不显著;三种网格取样尺度的同一土壤速效养分在空间分布上具有较明显的空间相似性。表明按150m×150m网格进行土壤取样,能对规模经营稻田不同田块土壤主要养分状况进行正确评价;对规模经营的江川农场试区稻田可按田块(6.3～12.9hm2/田块)为管理单元进行土壤养分分区管理。在上述工作基础上,利用作物优质高产推荐施肥咨询服务系统,形成了试区水稻高效分区平衡施肥技术。该技术增产4.3%～11.2%,增收779～1532元/hm2,提高氮肥利用率12.6～14.0个百分点。     

基于GlS和地统计学的土壤养分空间变异特征研究--以新疆农七师125 团为例

基于地理信息系统(GIS)和地统计学,以地理信息系统软件ArcGIS为平台,采用Geostatisical Analyst地统计分析模块中的Kriging插值方法研究了新疆农七师125团土壤养分的空间变异性.应用GIS能够将系统变量的属性数据同地理数据相结合,使大区域范围内进行地统计学分析变得较为方便,研究结果表明,全氮、有机质、速效磷、速效钾均具有中等的空间相关性,但变异尺度不同.分析中还发现Kriging插值模型的选择及Crossin-ValNation交叉验证的检验与系数修正均影响分析工作的结果精度.     

湖北汉江流域潜在蒸散量时空变化特征分析

为了在全球气候变暖的背景下,探索湖北汉江流域蒸散发的变化趋势,为农业生产布局及水资源有效利用提供依据。以湖北汉江流域13个气象站点1960—2011年的逐日气象资料为基础,采用FAO推荐的Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量,用Mann-Kendall非参数检验法对其进行趋势分析和突变检验,并在ArcGIS环境下利用克里金插值分析潜在蒸散量的空间变化特征。结果显示：湖北汉江流域1960—2011年的潜在蒸散量整体呈波动下降趋势,变化速率为-16.792 mm/10 a,均值为 792 mm;夏季整体下降趋势明显,变化速率为-15.149 mm/10 a,春季整体呈上升趋势,变化速率为 4.171 mm/10 a,秋季和冬季变化趋势不明显;潜在蒸散量空间分布特征表现为自东南向西北递减,较高的地区主要集中在武汉、广水、天门一带;1968年前后,潜在蒸散量出现1次突变。     

石羊河流域日照时数的变化特征及影响因子分析

为了合理调整种植结构、优化农业生产布局、保护生态环境以及提高太阳能的开发利用效率。笔者利用1961—2010年石羊河流域5个气象站逐日日照及年总云量、低云量、降水、相对湿度、沙尘日数和平均风速等观测资料,运用线性系数法系统分析了石羊河流域各县区近50年来日照时数的时空分布及强度特征,然后采用相关系数和多元线性回归中的标准化回归系数分析了影响日照时数的主要气象因子。结果表明：受海拔高度、地形地貌以及天气系统等影响,石羊河流域日照时数低海拔地区大于高海拔地区。除凉州外,各地年、年代日照时数总体呈增加趋势,民勤、永昌的增加趋势尤为显著,年日照时数的时间序列存在5~8年的准周期变化;各季节日照时数变化趋势不太一致,总体上呈增加趋势,春季增加最显著;月日照时数变化也存在差异,除天祝外,6月为1个高峰,9月和12到次年1月为2个低谷。各强度日照时数的日数变率较大,随着日照时数长度的增长,各地日照日数呈先增加后减小。石羊河流域日照时数的主要影响因子是总云量和低云量,其次是相对湿度和沙尘日数,降水和平均风速的影响最弱。日照时数与低云量和平均风速呈正相关,与总云量、降水、相对湿度和沙尘日数呈负相关,影响各地日照时数的主要因子有所不同。     

汾河流域植被生产力时空变异特征分析

植被生产力(GPP、NPP)和碳利用效率(CUE)是监测和评估生态系统的重要指标,能够有效反应生态系统环境变化.汾河流域是黄土高原典型生态脆弱区的重要流域,是全国水土流失治理和生态保护的重点区域.本研究以流域尺度为出发点,基于MODIS数据重点分析了汾河流域2000-2015年GPP、NPP和CUE的时空特征及影响因素...     

石羊河流域下游不同年代退耕地土壤养分和盐分变异特征研究

由于气候及人类活动因素的影响,中国干旱灌区土壤盐渍化问题日趋严重,盐渍化退耕地面积不断扩大,通过研究不同年代盐渍化退耕地土壤盐分、养分的变化规律,为盐渍化退耕地土壤的恢复和合理利用提供理论基础。石羊河流域下游的民勤绿洲区属于土壤盐渍化严重区,选择不同年代退耕地,利用时空替代的研究方法,研究绿洲区盐碱化退耕地土壤盐分（土壤盐分离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-）和养分（土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾）在不同退耕时期的变异特征。结果表明：退耕年限的长短对土壤养分、盐分影响程度不同,退耕0~5年土壤有机质含量较高,5~10年土壤有机质含量最低,退耕10年以后土壤有机质含量基本趋于稳定;土壤可溶性盐分含量随着退耕年限的延长而逐渐升高。盐分8大离子组成中,阴离子以主要为SO42-、Cl-为主,阳离子以K+、Na+为主,分别占总含盐量的66.2%和19.2 %。退耕地土壤盐渍化程度随着退耕年限的延长越来越严重。     

1979—2014年汾河流域干旱时空特征

为全面分析近年来汾河流域的干旱特征,有效应对干旱风险,笔者采用汾河流域35个气象站1979—2014年的逐月降水数据,以标准化降水指数SPI为干旱评测指标,并采用Mann-Kendall检验等统计方法,获取流域在时间和空间尺度上的干旱分布特征。结果表明：36年来,流域年干旱强度和干旱范围呈减小趋势,四季的干旱强度减弱,夏、秋、冬季干旱范围减小;四季中冬季旱情最多且范围最广,夏季区域性干旱最多,秋冬春季发生连旱的可能性最高;多年平均下,干旱主要分布在流域北部,夏季南部干旱也分布较多,春、秋季局地干旱发生频率最高。SPI指数较好地反映了汾河流域近36年干旱的时空变化特征。     

西藏一江两河地区植被变化及其与气候因子的相关性分析

[目的][方法]本文以西藏自治区“一江两河”区域为研究区,利用2000-2016年的MODIS标准植被指数产品(NDVI)及研究区域内9个有人气象站点的监测的平均气温、降水量数据为数据源,采用Slope趋势分析方法和相关性分析方法,分析了一江两河地区的植被变化特征及其主要气候驱动因素,为该区域的生态保护、修复与造林种草工程提供科学的数据支撑。[结果]结果表明：(1)2000年以来一江两河地区植被变化(NDVI)整体呈波动中减小的变化趋势,其中沿一江两河河谷的植被有增加的趋势;(2)一江两河区域气候趋势表现为暖干化;(3)不同的时间尺度,植被变化与平均气温和降水量的相关性差异显著,在年尺度上：年最大NDVI与年总降水量呈显著的正相关关系,与年平均气温呈现出显著的负相关关系;在月尺度上：月最大NDVI与月平均温度和月总降水量都呈现出显著的正相关关系,与降水量的相关系数要明显大于气温。[结论]因此,降水量是西藏一江两河区域植被生长(NDVI变化)的主要影响因素。     

卫辉市能见度变化特征及与气象因子的相关性分析

为提高能见度的预测预报水平,减轻低能见度带来的危害,收集了卫辉市1991—2015 年水平能见度及地面气象要素资料,运用数理统计、相关系数等方法,分析了卫辉市能见度的变化特征及与气象因子的关联。结果表明：25 年来能见度的年际变化呈先减后增的特征,低谷出现在21 世纪初;四季中春季最好,冬季最差;一年中最低值出现在12 月,最高值出现在5 月;一日中上午和17 时以后较差,13—15时最好。大气低能见度和较差能见度出现的频率在2000 年以前呈波动上升趋势,2009 年以后呈波动下降趋势;一年中出现频率12 月最高,最小频率出现在7 月和5 月。能见度与相对湿度呈极显著负相关,与风速呈显著正相关,与气温和气压的相关关系不显著。     

四川省粮食单产时空变化及其动因分析

为了揭示四川省粮食单产时空变化特征和影响粮食单产变化的主要原因。基于1988-2008年四川省21个市州区统计数据,运用统计分析和灰色关联分析方法,分析该省粮食单产时空变化特征及其动因。研究结果表明：（1）四川省多年平均粮食单产高于全国平均水平,各市州区粮食单产总体呈增长趋势。（2）各市州区粮食单产水平差异显著,最高的是德阳市,最低的是甘孜州,前者为后者的2.5倍,市州区间单产水平差距逐渐减小。（3）粮食单产水平显著上升的市州区个数占总数的一半以上,除资阳市粮食单产略有减少外,其他市州区稳中略有增加。（4）化肥用量、农业生产资料价格指数和粮食收购价格指数是影响粮食单产时空变化的主要动因。笔者提出增加农业生产物质投入,完善农业基础设施和改良中低产田是挖掘粮食单产,提高粮食产量和增强粮食安全保障的重要途径。     

柴河流域土壤特性空间分布特征研究

利用GPS定位,2010年在柴河流域采集土样100个,分析了孔隙度、有机质、全氮和全磷的含量,应用传统统计学和地统计学方法对数据进行了分析。结果表明,按照1980年全国第二次土壤普查养分分级标准,土壤有机质的平均含量属中等水平,全氮和全磷以较丰富为主。通过半方差函数分析,土壤孔隙度、有机质、全氮和全磷在一定范围内存在空间相关性,而土壤孔隙度、有机质和全磷的空间变异是由结构性因素和随机性因素共同作用引起的。研究揭示了柴河流域土壤有机质、全氮和全磷的空间变异规律及其影响因素,为实现土壤肥力评价和养分资源精准管理提供了科学依据。