华北土石山区森林土壤养分空间变异研究

基于河北省木兰围场国有林场管理局北沟林场4hm2天然次生林中100个采样点0-20cm、20-40cm和40-60cm的土壤养分测定分析数据,运用地统计学方法研究了土壤养分的空间变异特征,并分析讨论了该区域土壤养分的空间分布特点。结果表明:研究区内土壤养分(有机质、全钾、全氮、全磷、速效钾和有效磷)的变异系数在0.17~0.94之间,属于中等变异程度。0-20cm速效钾的结构比为0.534,具有中等空间相关性,其余各层的土壤养分结构比都在0.900以上,具有很强的空间相关性。各土壤养分的空间相关距离为40.53-287.1m,均表现出了明显的空间分布趋势。研究结果对在华北土石山区土壤取样设计及土壤养分的空间内插和制图具有一定的指导意义。     

县域土壤养分离群样点检测及其合理采样数研究

为进一步研究县域耕地土壤养分质量评价,增加采样数据的准确性和减少采样分析成本,本试验以白水县为研究区域,对2226个采样点的土壤样品中有效磷、碱解氮和速效钾采用四分位数法和局部Moran’s I方法进行全局和局部离群样点的去除,并对去除后的采样点进行空间特征分析。然后采用经典统计学(Cochran公式)方法和地统计学(普通克里金)方法对县域土壤养分合理采样数目进行讨论,比较两种方法各自的优越性。结果表明:碱解氮和速效钾均检测出3个全局离散样点,有效磷全局离群样点数目为7,三种养分局部离群样点检测数目分别为89、90和92;三种土壤养分均表现出很强的空间相关性,变异系数随着离群样点去除而降低;对于土壤养分大体概况研究,Cochran方法确定样本较为适合,而由克里金插值法确定的合理采样数目更能精确地反映局部土壤养分空间状况。     

县域土壤养分空间变异分析——以蒲城县为例

借助GIS和地统计学方法对蒲城县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种土壤养分的空间变异特征进行了分析。传统统计分析结果表明:4种土壤养分的变异系数在21%～80%之间,均属于中等变异性。地统计学半方差分析结果显示:碱解氮、有效磷和速效钾的基底效应介于25%～75%,具有中等空间相关性;有机质的基底效应为78%,空间相关性较弱。最后采用普通克里格插值方法,输出土壤养分空间分布图,据此分析土壤养分空间分布特征。     

灌丛化对贺兰山西坡草场土壤异质性的影响

以贺兰山西坡哈拉乌北沟为例,研究了干旱区灌丛化草场的土壤水分、养分空间分布特征.结果表明:灌丛化显著促进了干旱区草场的土壤养分富集,提高了小尺度的土壤异质性.地统计学分析也表明:0-20 cm的土壤水分、总氮、有机质和pH的空间自相关距离均大于灌丛的平均冠幅(30±12.3)cm,但远小于对照草场相应土壤理化性质的空间分布范围,揭示出灌丛化样地土壤理化性质的分布可能伴随着灌丛尺度上的生物作用过程.     

半干旱偏湿润地区旱地小麦土壤水肥耦合的时空变异特征

为农作物精准施肥和管理,采用定点定位采样、室内分析的方法,在关中头道塬农田冬小麦生育全过程中,分层监测0～100 cm范围内土壤水分和养分的时空变异过程.结果表明:①土壤中水分和各主要养分主要集中在0～50 cm的剖面上,小麦在返青、拔节、灌浆期对水分和养分的需求量教多,因此,剖面上水分养分在此阶段发生剧烈变动,在时间上出现了水分和养分同步变化现象.土壤速效磷前期比较稳定,返青以后变化幅度较大;土壤速效钾含量在分蘖期保持较高水平,抽穗期含量明显降低.②不同土层的水分和养分的变异性不同.在小麦生育期间表层0～10 cm水分含量变异性最大,很难保证稳定的土壤墒情,该层对于作物生长属于极度危险层;其下各层土壤墒情稳定性逐渐增强,能满足作物生长的要求;土壤的硝态氮和碱解氮最大变异性也出现在0～10 cm范围,证实作物对速效氮的耗竭和氮素的转化过程主要发生在该土层内,随土层深度增加,其变异性减小;速效磷在0～30 cm剖面上变异最大,速效钾在整个剖面上变异性不显著.土壤水分和养分,空间上存在着不够协调的问题,建议应当根据土壤墒情,在旱塬地区进行肥料深施,以缓解水分和养分的空间错位矛盾.     

基于主成分分析的土壤养分综合评价

基于蓝田县农耕区2012年924份土壤样本数据：有机质、碱解氮、速效钾、有效磷4个养分指标,通过主成分分析（PCA）法进行土壤含量综合评价;将各土壤养分指标作为协变量,根据相关性强弱控制进入模型的先后次序,对主成分分析综合得分（IFI）进行协同克里格（COK）插值,并将结果按自然裂点法（jenks）分为5类进行空间评价。土壤养分综合评价结果为：IFI值在22.88～87.51,平均值为47.10,标准差为10.72,变异系数为22.76%,属中等变异程度;空间评价结果为：样区土壤养分含量IFI有由孟村-金山镇一线向西北和东南降低的趋势,IFI值多为中等偏下,即在中等及其以下的土壤养分含量空间分布中占全区面积的73.63%,高养分含量土壤占全区面积的21.2%,极高养分含量土壤占全区面积的5.17%。     

区域尺度土壤养分的协同克里格与普通克里格估值研究

以松嫩平原土壤养分与地理坐标、土壤类型和微量元素等相关性为基础,对土壤养分分别进行协同克里格和普通克里格估值,并对比两种方法的估值精度,为区域尺度土壤属性模拟提供方法参考。结果表明:1)采用方差分析和相关分析,确定用于协同克里格估值的有机质的辅助变量为土壤类型、经度、pH值;碱解氮、速效钾的辅助变量为土壤类型;速效磷的辅助变量为土壤类型和Zn。2)有机质、碱解氮的块金效应分别为25.17%、72.48%,表现出中等空间相关性;速效磷和速效钾块金效应分别达83.06%、88.33%,为较弱空间相关性。3)协同克里格对区域尺度土壤属性空间模拟的效果要优于普通克里格。     

艾比湖湿地泥炭土壤养分特征分析

以新疆艾比湖湿地泥炭土壤为研究对象,结合分析化学的手段,对泥炭土壤中的有机质、碱解氮、速效钾、有效磷等养分含量、空间分布特征进行测定与统计分析。结果表明:土壤有机质、碱解氮含量呈现出较强的表聚性,养分含量中有机质含量较高;其它养分含量较低;泥炭土壤中表层土壤有机质与碱解氮、速效钾、有效磷存在显著相关性,泥炭深层土壤的有机质与碱解氮、有效磷相关性较强;空间变异特征显示,土壤各养分指标均表现为中等空间变异特征。     

额济纳三角洲土壤养分特征分析

选择黑河下游额济纳旗为研究区,采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究其土壤养分特征.通过对2003年额济纳土壤样品的分析得出:土壤pH值在7.97～9.35之间,呈碱性;全N、全P、全K,pH值比较集中,速效N、速效P、速效K和有机质的含量比较分散,差异大;对土壤养分成分进行了主成分分析,第一、第二主分量的累计贡献率达到73.65%.第一主成分代表土壤综合养分水平;第二主成分则主要反映土壤的K肥和速效P水平.通过对主成分低维聚类分析,将研究区的土壤大致划分为4类,并针对不同类型土壤分别提出了改善措施.     

基于遥感技术的干旱区土地盐碱化分级

通过分析干旱区土地盐碱化环境的地表景观特征和遥感信息特征,基于SPOT、ASTER多平台多波段遥感数据和DEM、土壤样品分析数据等多源数据,采用光谱角度制图(SAM)的遥感图像分类方法对实验区土地盐碱化程度进行了分级制图。该方法对常规数据的依赖性较小,适于西部干旱地区的土地盐碱化快速监测和评估。     

冀西北农牧交错带土壤养分时空变异与生产特性研究

以1290个土地样品分析数据为依据,对冀西北农牧交错带张北县土壤养分时空变异与生产特性进行了分析研究,结果表明:张北县土壤pH值为8.23,土壤有机质和全氮含量分别20.4g/kg和1.05g/kg,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为80.5mg/kg、20.6mg/kg和181.1mg/kg,和80年代相比均有明显地提高;土壤养分空间分布规律为东南部坝头区高于中部平原区,中部平原区高于西北部丘陵区。随着人类生产活动对土壤性质影响的提高,土壤养分的时空变异性增加,根据张北全县及不同分区的土壤养分时空分异提出适宜的农业生产发展建议。提高土壤有机质和氮含量仍是张北县土壤肥力提高的前提基础,保证土壤中磷和钾的稳定供应对保持土壤肥力、作物高产也是十分必要的。     

黄土高原南部耕地土壤养分空间格局分析——以陕西省富县为例

以陕西省富县为例,采用地统计学与GIS技术相结合的方法,研究黄土高原南部耕地土壤养分的空间变异特征和分布格局,为土壤培肥和农业生产提供理论基础。结果表明,富县耕地大部分土壤养分间存在显著的相关关系。20 a来,除土壤有机质平均含量降低19.08%,有效锰降低9.59%外,其他养分平均含量均有明显增加,增幅介于12.18%~44.20%。在平均间距为1 214m的采样尺度下,土壤有机质、磷、钾、锰和铁表现为中等强度空间相关性,速效氮表现为弱空间相关性。施肥、耕作管理、海拔及降水是影响养分空间变异的重要因子。土壤养分含量高低值区域分布明显,大致呈西高东北低的格局。总体上富县耕地土壤富钾,铁、锰适中,有机质整体缺乏,12%耕地氮素相对不足、88%缺乏,71.16%缺磷,需及时增施有机肥,制定增氮补磷措施。     

在不同尺度下宁夏引黄灌区农田土壤养分空间变异分析

以宁夏引黄灌区农田土壤为研究对象,在10 m和1 m两种尺度上网格取样,共取耕层土壤样品（0~20 cm）223个,利用经典统计和地统计相结合的方法,对土壤全氮（TN）、全磷（TP）和pH的空间变异性进行研究。经典统计表明两种尺度下pH的变异系数（CV）均为0.02,属弱变异,其尺度效应不明显。随着采样尺度的减小,TN的CV减小,TP的CV增大,二者具有明显的尺度效应。地统计分析表明,两种尺度下TN、TP表现出中等或强烈的空间相关性,其空间分布受结构和随机因素的共同影响。受灌溉、施肥等随机因素影响,1 m尺度上的pH在空间上呈弱相关性。各向异性分析表明,两种尺度下3种土壤元素都有一定程度的各向异性,且在东北方向空间变异性较强。交互验证的结果表明,克里格插值的平均误差接近0,均方根误差接近1,可以准确反映两种尺度下土壤养分的空间分布状况,说明宁夏引黄灌区农田土壤养分存在一定的尺度效应和各向异性。     

华北平原潮土速效N、P、K的空间分布及时间变化

通过2000、2002年田间定点试验,研究了华北平原潮土土壤碱解氮、速效钾、有效磷含量在空间上的分布和时间上的变化及其对农作物的产量效应。结果表明,我国华北地区土壤碱解氮含量水平稳中有升;速效钾含量水平较高,但有递减的趋势;有效磷含量水平很低,但空间变异性较大,制约了作物的增产。研究表明传统的施肥方法很难改善土壤养分的空间变异结构,甚至会使土壤养分水平更加不平衡,只有根据土壤养分的丰缺状况,有针对性地实施精准施肥和科学管理,才能改善土壤养分的空间分布。     

土壤pH与养分的空间异质性及土壤肥力分析——以内蒙古旺业甸林场为例

以内蒙古旺业甸实验林场为研究对象,探究不同林分起源土壤pH与养分空间异质性和肥力特征,并结合环境因子对其进行解释,旨在了解该区的森林土壤质量,优化人工林结构,为森林可持续经营提供科学依据。采用经典统计学、地统计学和改进内梅罗综合指数法相结合的方法,分析了81块天然林和72块人工林样地0～10cm土层土壤pH和养分的空间异质性和肥力水平。结果显示：1)天然林土壤pH均值为5.86,人工林均值为6.21,属弱变异;天然林土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均值高于人工林,均属于中等程度变异。2)天然林土壤速效钾表现出中等程度空间相关性,其它土壤养分指标呈弱空间相关性;人工林土壤速效钾、全氮呈中等程度相关性,其它指标呈弱空间相关性。3)研究区土壤肥力水平高和中等的共占林场总面积的51.20%,没有肥力较差的区域,肥力高值区主要分布在天然林。4)海拔、坡向、坡位、郁闭度、枯落物厚度对土壤养分有显著影响。5)旺业甸实验林场土壤呈弱酸至中性,土壤有机质、全氮含量高,但有效磷含量较低。天然林和人工林土壤pH与养分整体表现为弱和中等空间相关性,肥力水平较好。     

绿洲农区土壤资源数据库的建立——以河西走廊临泽样区为例

以河西走廊临泽样区为例 ,应用 Microsoft Access97建立基于 Windows平台的绿洲农区土壤资源 (土系 )数据库 ,为干旱地区 (特别是绿洲 )土壤资源的合理利用与管理、农业合理布局、农用土地土壤质量评价、田间养分管理中的应用问题等方面提供理论依据     

民勤绿洲耕作土壤养分时空变异特征及其影响因素

参照1980年土壤普查样点布设图,利用GPS定位,2006年采集民勤绿洲耕地土样209个,应用传统统计学、地统计学和ArcGIS的空间分析模块,对民勤绿洲25年来土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的时空变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明:与1980年土壤普查结果比较,2006年土壤有机质、速效氮和速效磷含量平均分别增加了12%,4%和230%,而速效钾均值下降了26%;除有机质变异系数增加4%外,其余养分均表现为下降,且速效磷变异程度高于其他养分;1980-2006年各土壤养分块金值/基台值增加明显,在一定范围内空间相关性减弱,表明由随机部分引起的空间变异逐渐高于由自相关部分引起的空间变异。速效氮、速效磷在北偏东-南偏西方向均呈现出较强的向异性,前者主要受土壤类型影响,后者主要受石灰性土壤固磷作用的影响。土壤养分含量西南(昌宁、环河灌区)-东北(泉山、湖区)呈降低趋势,绿洲中部(坝区)呈增加趋势,表明土壤养分空间分布变化的过程主要是从西南-东北方向向中心递增,不同灌区化肥投入、种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。     

MapGIS在造林工程设计中的应用

本文选择陕西省西部造林工程－千阳县造林示范区为研究对象,阐述了GIS在林业专题制图中的应用前景;以国产GIS软件－MapGIS为例,探讨了GIS在林业专题制图中应用的基本原理和方法：尝试了基于MapGIS的造林规划设计途径：建立了造林示范区的图形数据库和属性数据库：完成了造林示范区上地利用现状、造林规划设计等专题图。这一成果为该示范的造林工程管理、生态环境建设将起到积极的作用。     

陕西黄土区农田土壤主要养分特征及影响因素

为了探究陕西黄土区农田主要土壤养分特征及其影响因素,基于研究区5096个农田0～20 cm耕层采样点数据,利用GIS与地统计学方法对有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行空间分析,并应用地理探测器模型探究18种影响因素对养分空间变异的解释程度。结果表明：SOM、TN、AP和AK含量均值分别为14.43 g·kg^-1、0.92 g·kg^-1、18.21 mg·kg^-1和190.28 mg·kg^-1,呈现中等程度变异;4种养分最佳拟合模型均为指数模型,各养分呈现中等程度空间相关性,结构性与随机性因素的共同作用导致了养分含量的空间差异;养分全局空间相关性大小表现为：TN>SOM>AK>AP;养分含量区域差异明显,呈现由北向南逐渐递增的趋势;年日照时长、年均气温、化肥用量和地貌类型等单因子作用对各养分含量空间变异具有更强的解释力,两因子交互作用对养分的解释力强于其单因子解释力。研究表明,陕北地区宜适当增加肥料投入,关中地区宜进行精耕细作,农田建设应考虑多方面...     

富锦市湿地不同开垦年限土壤养分时空分布特征研究

采用地统计学和GIS相结合的方法,以2012年富锦市实地调查和采样数据为基础,分析了富锦市土壤表层(0-20cm)中有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)的空间分布情况。利用空间置换时间法,研究了不同开垦年限土壤养分含量的变化规律。结果表明,富锦市土壤养分含量均处于较高水平,变异程度均为中等变异,各土壤属性均符合对数正态分布。结构分析表明,4种土壤养分均具有中等程度的空间自相关性,受结构性因素和随机性因素的共同影响。克里格插值结果表明,富锦市土壤有机质和全氮呈现由南向北逐渐降低的趋势,有效磷含量由西向东逐渐增加,速效钾含量由西向东逐渐减少。在本研究的时间尺度内,有机质、全氮、有效磷的含量随着开垦年限的变化均呈现出先上升后下降的趋势。速效钾含量随着开垦年限的增加呈现出先增加后减小再增加的趋势,在开垦50年以上的地块,速效钾平均含量最高为202.44mg/kg。研究表明,富锦市土壤养分有明显的空间分布特征,部分土壤养分性状出现退化现象。掌握土壤养分的时空分布状况,对保证区域农业持续、稳定的发展有着重要的意义。