基于GIS的土壤有机质时空变异分析

为了研究城郊地区集约型土地利用方式对土壤性质的影响,以北京东郊的顺义区为例,利用GIS技术及地统计学对20世纪80年代土壤二次普查和2007年两期土壤有机质进行了空间分布特征的对比与分析研究。结果表明:经过20多年时间研究区土壤有机质含量整体呈上升趋势,东部与南部地区上升明显,两期土壤有机质空间分布特征总体一致,这种分布格局是自然和人为利用因素共同作用的结果。当地土地利用方式变化对土壤有机质产生正面影响,从精准农业角度出发研究结论对科学的农业管理措施具有指导性意义。     

近30年海南岛土壤有机质时空变异特征及成因分析

【目的】 土壤有机质（SOM）是评价土壤肥力和土壤碳库的重要指标。由于复杂的成土过程及人类活动的影响,SOM通常存在较强的时空变异性。研究SOM的时空变异特征可为农业种植结构调整、应对全球气候变化提供重要参考依据。【方法】以海南岛为研究区域,通过资料收集、野外调查、采样与分析获取全国第二次土壤普查（1980s）和2012年0—20 cm土层SOM含量数据,首先采用随机森林模型分别对两个时期训练集410个、128个样点SOM空间分布规律进行预测,并通过验证集103个、32个验证点对模型精度进行验证;采用统计学方法,结合农业统计数据,研究时隔30年海南岛不同土地利用类型SOM时空变异特征,并对驱动因素进行探讨。【结果】1980s SOM含量均值为20.57 g·kg ^-1,呈现出从西南向东北降低的空间分布趋势,全岛SOM含量主要集中在15—20和20—30 g·kg ^-1两个等级,共占全岛面积的75.29%;2012年SOM含量均值为15.89 g·kg ^-1,呈现出西南和东北高,西部、南部沿海低的空间分布趋势,SOM含量主要集中在10—15和15—20 g·kg ^-1两个等级,共占全岛面积的78.28%,而15—20和20—30 g·kg ^-1两个等级占全岛面积66.04%,同1980s相比减少了9.25个百分点。【结论】 （1）时隔近30年,海南岛SOM含量整体呈减少趋势。2012年SOM平均含量较1980s减少了4.68 g·kg ^-1,减少率为22.75%。其中水田的SOM含量减少最为明显,减少了6.42 g·kg ^-1,减少率为27.34%;其次为园地,减少了2.65 g·kg ^-1,减少率为14.25%;而旱地减少量最小,为1.28 g·kg ^-1,减少率为8.84%;（2）水稻连作改为稻菜轮作（水田连作改为水旱轮作）、林地开垦为园地、土地利用强度加大是造成海南岛SOM含量下降的主要原因。     

海南水稻土有机质的时空变异

根据2004年采集的300个海南不同地区水稻土耕作层样品分析数据和第二次土壤普查的706个剖面点资料,对全省水稻土有机质时空变异特征进行了研究和分析。结果表明,海南水稻土有机质近20多年来下降十分明显,根据第二次土壤普查标准,属于“丰”水平的样点数从31.9%下降到22.4%,“中”水平的样点数变化不大,基本保持在31%左右,而“缺”水平样点数明显增加,从37.3%升高到46.6%,说明改变当前海南农民重化肥、轻有机肥偏向,大力提倡秸杆还田,增施有机肥,补充土壤有机质是维持海南水稻田地力的当务之急。     

新疆艾比湖湿地土壤有机质与速效养分时空变异及其相关性

于不同时间采集了艾比湖湿地自然保护区博尔塔拉河、精河流域内3个典型样地的4个不同土层土壤,定量测定了其有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,分析土壤各养分指标的时空变异特征及有机质含量与速效养分的相关性。结果表明,艾比湖湿地有机质含量总体较低,为0.23%~4.27%;碱解氮平均含量为32.08 mg/kg,处于较低水平,与土层深度呈显著负相关;速效磷平均含量为24.21 mg/kg,处于中等水平,与采样时间呈极显著正相关;速效钾整体水平较高,平均含量达246.07 mg/kg,与土层深度呈极显著负相关。有机质含量与碱解氮含量和速效钾含量呈极显著正相关;与速效磷含量相关不显著。土壤有机质含量影响艾比湖湿地土壤速效养分的含量。     

北京郊区土壤有机质含量的时空变异及其影响因素

【目的】揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素，为土壤肥力评价和管理提供指导。【方法】通过收集和实测北京南郊-大兴区1980、1990和2000年3个不同时期耕层土壤有机质含量的资料，应用地统计学方法对共进行分析。【结果】3个时期土壤有机质的平均含量分别为9.64、12.76和12.89 g·kg-1，它们的空间相关距离分别为80.5、59.2和49.0 km，呈递减趋势。大兴区土壤有机质含量空间分布呈北高南低之势。从1980年到2000年，有机质含量表现为由低向高逐级累积的规律，具体变化为有机质含量一级和二级的土地面积从无增加到分别占土地总面积的8.0%和14.3%，含量三级的土地面积从23.0%增加到37.1%，四级土地面积减少很少，约为2.19%，五级土地面积减少幅度最大，为50.4%。【结论】秸秆还田和施用有机肥是有机质含量普遍上升的原因，随着作物产量的不断提高，部分地区的有机质入不敷出，呈下降的趋势，应注意土壤的培肥管理。     

黄土高原东部潇河流域农田土壤有机质时空变异及影响因素

为揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素,通过收集黄土高原东部潇河流域1982年第二次土壤普查数据和2017年不同时期耕层土壤有机质含量的实测资料,应用地统计学方法对其进行分析。结果表明：从1982年至2017年,耕层土壤有机质均值由11.06 g·kg^-1升高至15.69 g·kg^-1,增幅为41.86%;近35年潇河流域农田耕层土壤有机质含量均呈增加趋势,空间分布呈现由中部向四周逐渐升高的趋势。从第二次土壤普查时期到2017年,耕层土壤有机质含量表现为从低级向高级逐渐累积的规律。其中,土壤有机质含量>20 g·kg^-1和15~20 g·kg^-1的土地面积从无增加到分别占流域总面积的0.74%和43.72%,10~15 g·kg^-1土地面积减少幅度最大,为29.93%,6~10 g·kg^-1土地面积从13.82%减少到1.57%,<6 g·kg^-1土地从有到无。成土母质、地形变化、种植结构、施肥是影响土壤有机质时空分异的主要因素,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势,应注意土壤培肥,实行分区管理,以保证整个农业流域的可持续发展。     

纳帕海退化湿地土壤有机质空间变异研究

对云南省西北高原纳帕海湿地生态系统受不同强度人为活动干扰的土壤有机质空间分布状况进行研究,通过统计学特征值和土壤退化指数分析,结果表明:纳帕海湿地土壤有机质含量的水平空间分异为沼泽>沼泽化草甸>垦后湿地>草甸,变异程度为44.68%,垂直空间分异上差异显著,表层土壤有机质含量高于亚表层,变异程度沼泽化草甸63.32%,草甸54.95%,垦后湿地49.93%,土壤退化指数定量反映了不同强度人为干扰下湿地土壤有机质的退化程度,即原生沼泽随人为活动干扰强度加剧而退化程度加深.     

农田尺度下土壤有机质的空间变异

应用地统计学方法结合空间分析技术,对太湖流域典型土壤白土O～12.0 cm、12.1～20.0 cm、20.1～30.0 cm的3层土壤样本和乌栅土0～15.0 cm、15.1～28.0 cm、28.1～42.0 cm的3层土壤样本进行了数据处理和分析,并对土壤有机质含量的空间变异特征进行了探讨.结果表明:各层土壤有机质的空间相关性较弱,白土有机质含量的空间相关性低于乌栅土.     

关于农田尺度下土壤有机质的空间变异研究

本文将空间分析技术与地统计学方法相结合,以某流域的土壤白土及乌栅土的各三层 土壤样本开展了数据处理及系统化分析,深入探讨了土壤有机质含量所存在的空间变异特征, 望能为此领域研究有所帮助。     

南方丘陵地区水田土壤养分时空变异研究

利用奉新县水田土壤1985年的土壤普查数据和2006年耕地地力调查数据,选取了水田土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾4个养分因子,在SPSS统计软件对其统计特征分析的基础上,运用地统计软件GS+7.0进行半方差分析,最后在利用ArcGIS软件的空间插值和空间叠加功能对土壤养分变化的进行分析。结果表明:由于土地利用、管理方式以及耕作方式等改变促进奉新县水田土壤养分整体上有较大提高。     

土壤质量及其时空变异

近些年来,土壤质量评价已成为国内外研究的热点。综述了近年来国内外有关土壤质量的概念、评价指标和评价方法,重点分析了土壤质量的时空变异,并探讨和展望了土壤质量的研究前景。     

醴陵市耕地土壤有机质现状及其空间变异

本文采用野外采样、室内分析、地统计、地理信息技术等方法,调查研究了醴陵市耕地土壤有机质现状和空间变异特征,研究表明:醴陵市耕地土壤有机质总体呈正态分布,土壤有机质平均含量为38.1g/kg;土壤有机质(SOM)含量的空间分布有自西南部向东北部逐渐增高的趋势;参照全国第二次土壤普查土壤有机质含量和各养分分级标准,醴陵市土壤有机质含量是较高的,总体处于较丰富水平,处于Ⅰ级(丰富)和Ⅱ级(较丰富)的面积占耕地总面积的82.83%。     

拉萨5县土壤有机质时空变化分析

通过对土壤有机质时空变化分析,揭示拉萨5县土壤有机质自1987年土壤普查以来的变化情况,揭示土壤有机质的空间分布状况,揭示土壤有机质变化的影响因素,为开展测土配方施肥提供技术支撑。     

石家庄地区耕地土壤有机质含量时空变异特征及提升对策

石家庄自2005年开始实施测土配方施肥技术项目,在该项目实施过程中测定了大量的土壤样本。通过对土样有机质化验数据进行分析,研究了石家庄地区耕地土壤有机质含量时空变异特征。结果表明：从时间上看,近30a来石家庄地区耕地有机质含量呈逐步上升趋势,其中中西部增长迅速、东部增长缓慢;从空间上看,中南部（高邑、栾城等）褐土类耕地有机质含量较高,东部（晋州、辛集）潮土类耕地有机质含量较低,西部和北部山区丘陵地耕地有机质含量居中;粮食高产县（市、区）耕地有机质含量较中低产县（市、区）耕地有机质含量高。通过分析耕地土壤有机质时空变异规律及影响因素,提出了今后石家庄地区耕地有机质提升的对策和建议。     

扬州市邗江区耕地土壤有机质时空演变

本文利用了ArcGIS10.1等分析软件对第二次土壤普查样品(527个)与2019年采集的792个样品进行比较分析研究35 a邗江区土壤有机质时空演变,结果表明,邗江区2019年土壤有机质均值为28.60 g·kg^-1,比1984年增加了32.89%;2019年邗江区土壤有机质主要以Ⅱ(<40～30 g·kg^-1)级和Ⅲ(<30～20 g·kg^-1)级地为主,占比为89.52%,1984年邗江区土壤有机质主要以Ⅲ级地和Ⅳ(<20～10 g·kg^-1)级地为主,占比为84.09%。35 a邗江区土壤有机质整体呈现增加的趋势,35 a邗江区成土母质的有机质含量也表现为增加的趋势。35 a邗江区土壤有机质增加与化肥投入量和秸秆的还田量存在相关趋势。     

北京市房山区土壤养分的时空变异

[目的]为了给北京房山该区域科学施肥及改善土壤生态环境提供依据.[方法]基于2007年及201 9年北京市房山区土壤养分数据,结合地统计学和GIS方法,探明研究区土壤养分的时空变化特征.[结果]结果表明:研究区有机质和全氮总体上处于高等含量水平,速效钾总体上处于极高含量水平,而有效磷则处于中等较低含量水平,各养分含量均呈现显著的空间和时间变异.土壤有机质和全氮总体分布呈现山区高平原低的趋势,有效磷呈平原耕地高于山区的趋势,速效钾在整个地区都处于较高水平.有效磷的变异系数最大,属于高变异强度,其余养分含量均属于中等变异强度.研究区各项养分块基比在0.63～0.73之间,呈中等空间相关,空间变异情况受随机性因素和结构性因素共同影响,其中施肥管理、种植制度、土地利用方式等人为因素占主导.[结论]12年来,该区各养分含量总体呈上升趋势,有机质、全氮、有效磷、速效钾的含量分别在55％、67％0、45％、94％的耕地中有明显升高,但研究区内仍有31％的耕地出现了有效磷含量的下降.     

基于地统计学的山西省不同类型土壤有机质空间变异分析研究

为了展示山西省不同土壤类型条件下耕层土壤有机质含量的空间变异性以及影响因素,实现土壤肥力高效利用,进一步指导农业生产方式改良以及精准施肥。本研究以褐土、黄绵土、栗褐土、栗钙土四种山西省常见土壤类型进行研究,分别选取区位临近的县市采样,得到耕层土壤有机质含量数据,采用GIS与地统计学方法相结合的方法,研究不同土壤类型的土壤有机质含量的空间变异性,通过对比从三种函数模型(指数模型、球状模型、高斯模型)中选取最优拟合模型,并采用最优拟合模型进行插值制图以及趋势分析。结果表明,褐土平均有机质含量最高,其块金系数为25%,具有较强的空间结构性;黄绵土平均有机质含量最低,其块金系数为50%,具有中等强度的空间结构性;栗褐土平均有机质含量仅次于褐土,其块金系数为49%,具有中等强度的空间结构性;栗钙土平均有机质含量略低于栗褐土,其块金系数为32%,具有中等强度的空间结构性。由以上分析结果可以看出,土壤类型是土壤有机质含量空间变异的重要影响因素,除此之外,海拔、地形地貌、人为活动等因素同样对有机质空间变异会产生一定的影响。本研究可以为提高山西省土壤肥力、精准施肥、改良农业生产措施提供依据。     

浙江宁海农用地土壤有机质和土壤养分空间变异分析

研究农用地土壤有机质和养分的空间变异,为农田管理和测土施肥提供依据,减少农民不必要的成本投入,有利于生态环境保护。以浙江省宁海县为例,采用地理信息系统（GIS）空间分析、地统计学和Kriging插值方法对耕层土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾等4种养分要素的空间变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明：土壤有机质、全氮和速效钾变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效磷经对数转换后符合球状模型。土壤有机质、全氮、速效磷的块金值/基台值分别为50.5%,59.7%,50.5%,都具有中等的空间相关性,速效钾的块金值/基台值为77.3%,空间相关性较弱。利用Kriging插值方法,考虑趋势性各向异性,获得了各土壤养分质量分数的空间分布图,分析了空间分布规律,并对高程和土地利用类型对土壤养分空间分布影响进行了分析。研究区土壤养分的空间分布是自然和人为利用因素共同作用的结果。图4表4参7     

基于GIS分析的佳县土壤肥力时空变异研究

以佳县耕地土壤为研究对象,依托陕西省耕地地力调查与质量评价项目,选择收集土壤样点250个,进行基本统计特征分析、地统计学分析,应用 GIS 技术,研究佳县耕地土壤全效养分(有机质、全氮)和速效养分(有效磷、速效钾)的空间变异特征;结果如下：土壤全效养分有机质、全氮均处于较低水平,而土壤速效养分有效磷、速效钾均处于中等水平,且四种养分均逐年增加。就地区而言,南区各乡镇表现出更好的变化趋势。