土壤物理性状空间变异性研究

根据64个样点的测定数据,应用经典统计分析方法,探讨了褐土容重和含水量的空间变异性,并给出了不同置信水平和不同精度要求下两者的合理取样数目。在此基础上,应用半方差分析方法,进一步讨论了容重和含水量的空间变异结构和半方差函数模型。结果表明,容重和含水量的空间变异都是有结构的,容重的相关域为13m,含水量的相关域为10m。两者的半方差函数均可用球函数模型拟合。     

浦东新区果园村土壤养分状况评价及其空间变异分析

采用传统统计和地统计相结合的方法,对果园村农田耕层土壤养分进行了空间变异特征分析。结果表明:果园村土壤N、K养分供应不足,P的供应充足,且盈余较大。因此,果园村土壤养分管理以施N为主,平衡P、K,注意B肥使用。果园村土壤养分空间变异相关性拟合度较低,空间变异结构差异性不明显,说明其土壤养分空间变异性程度受人为因素的影响较大。果园村土壤N、P、K的最大相关距离在100～130m,这可作为村级土壤N、P、K养分分区管理中分区大小的依据。     

中国农业大学上庄实验站土壤理化性质的空间分布特征

对中国农业大学上庄实验站面积约70 hm2的试验区布设了68个观测点,测定了其表层土壤基本理化性质(质地、容重、pH、电导率、速氮、速磷、速钾、有机质、微量元素等)。应用传统统计学和地统计学方法对数据进行分析,结果表明:除pH变异系数为0.02外,其余土壤理化性质的变异系数范围为0.12~0.77,均属中等变异强度。半方差函数分析结果表明:除微量元素Mn和Zn表现为纯块金效应外,其余土壤理化性质在一定范围内均存在空间相关关系,其中表层土壤颗粒组成和阳离子交换量的空间相关距离最大,表现在全区均有相关性;其次,CaCO3含量和速效Fe的空间相关距离较大,分别为603 m和541 m;其余土壤理化性质的相关距离范围为180~477 m。采用Kriging最优内插方法对未测点进行了估值,并绘制了土壤理化性质的空间分布等值线图,分析表明其含量产生差异的主要原因是土壤母质、土地利用方式、施肥、耕作等因素的影响。     

江汉平原耕地土壤氮素空间尺度套合与变异规律研究

 【目的】为克服尺度效应对氮素空间变异规律认识的影响，更加充分的利用多尺度空间信息。【方法】利用地统计学方法，以江汉平原后湖农场流塘分场为样区进行多尺度嵌套取样，探讨了全氮在不同采样尺度上的结构差异，提出了多尺度套合模型，研究了区域氮素的空间分布现状。【结果】各尺度上样点数据均符合正态分布，且以球状模型拟合效果最佳；全氮在不同尺度上都存在空间变异性，但其特征参数不同，尺度差异明显；采用多尺度套合模型进行kriging估值，可以有效提高拟合精度，且不局限于套合尺度的距离范围（本研究为100 m和50 m），部分区域内估计误差仅为普通克立格方法误差的1/2，精度提高的程度与套合尺度的设置有关。【结论】应用多尺度套合法研究土壤养分的空间变异，可有效提高拟合结果的可靠性和变量描述的准确性，可为精准农业方案的制定与实施提供科学依据。     

玉米南繁基地土壤速效氮空间变异性对采样间距的响应研究

【目的】探明玉米南繁基地土壤速效氮含量的空间变异性及其尺度效应,确定合理的采样间距,为精确土壤采样设计提供理论依据。【方法】以玉米南繁地块为试验样地,按10 m采样间距采集土样且为原始尺度,并以20、30、40 m距离依次抽样形成不同采样间距数据集,再利用空间自相关莫兰指数、半方差函数及分形维数分析不同采样间距条件下土壤速效氮含量的空间结构变化规律。【结果】试验地的土壤速效氮平均含量为90.24 mg/kg,属中等水平,变异系数为19.77%,属中等变异范围;在10、20、30、40 m等采样间距中,土壤速效氮样本数据结构变化不大,仅变异系数差异较大,其中以20 m采样间距的变异系数最大、为29.37%,其他采样间距相差不大;随着采样间距增大,土壤速效氮含量的空间自相关莫兰指数呈减少趋势,其空间聚集性变弱,而块金值、块基比和分形维数呈增加趋势,表明随机因素所引起的空间变异逐渐增多,随机因素逐渐削弱结构因素引起的空间变异,使空间相关性逐渐变弱;20 m采样间距的土壤速效氮含量空间分布与10 m采样间距原始尺度一致,其空间预测的均方根误差值最小,空间预测精度为最高。【结论】随着采样间距增大...     

太湖流域典型蔬菜地土壤养分及pH空间变异特征研究

采用传统统计与地统计学相结合的方法,对太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地耕层土壤养分及pH空间变异特征进行了研究。结果表明,研究区域8种不同土壤因子的空间变异结构存在较大差异,全P、全N、NH+4-N、速效P和速效K有明显的空间变异结构,其中,速效P经对数转化后符合线性有基台模型,NH+4-N经对数转化后符合线性无基台模型,其他均符合指数模型;全P、NH+4-N、速效P和速效K具有中等的空间相关性,土壤pH和全N有强烈的空间相关性;8种土壤因子的空间自相关范围具有明显差异,土壤NH+4-N的变程最大,为1226m,速效P和速效K的变程分别是587和498m,其他土壤因子变程为84～201m。     

丹江口库区土壤养分状况及空间变异性研究——以丹江口市小茯苓村小流域为例

采用传统统计学和地统计学相结合的方法,对南水北调工程丹江口库区丹江口市小茯苓村面积约6km~2的小流域耕层土壤养分状况空间变异性进行了分析和研究.结果表明,土壤N、P、Zn普遍缺乏,是目前土壤培肥的重点.不同土壤养分含量的变异情况存在较大差异,其中土壤有机质、速效P、有效Cu、Mn、Fe测试值变异较大,而pH值的测试值变异较小.不同土壤养分的空间变异结构存在较大差异,土壤全K、缓效K、速效N、速效P、速效K、有效Zn含量空间变异结构差,其含量渐变性分布规律差;有机质、全N、全P、有效Cu、Mn、Fe,pH值等的空间变异结构明显,呈较明显的渐变性分布规律,其最大相关距离在596m以上.     

基于地统计学方法的农田防护林网环境场特征分析

将地统计学方法引入到农田防护林环境场的分析中,分析了辽宁省昌图县典型林网内春夏两季风速、土壤含水量、土壤温度等环境因子的空间分布特征。结果表明:1)春夏两季风速、土壤温度、土壤含水量的频率分布均基本服从正态分布,其各变异均与空间取样尺度相关,且结构性因素的影响占主要地位。2)春季风速明显大于夏季,但变异程度小于夏季;风速随着高度的增加而增大,但变异程度夏季随高度增加而减小,春季相反。春季1m高风速、春季2m高风速和夏季1m高风速的变异均可拟合为指数模型,夏季2m高风速可拟合为球状模型。空间自相关范围为春季1m高风速夏季1m高风速春季2m高风速夏季2m高风速;其正相关尺度分别为春季≤200m,夏季≤128m。结构性因素所占比重为夏季2m高风速夏季1m高风速春季1m高风速春季2m高风速;分维数D为夏季1m高风速春季1m高风速春季2m高风速夏季2m高风速。3)春夏两季土壤温度变异均为球状模型;空间自相关范围为春季夏季;结构性因素所占比重为夏季春季;分维数D为夏季春季。在中尺度内具有明显的空间相关性格局,其空间正相关性存在尺度为春季282m、夏季127m。4)春夏土壤水分变异均可拟合为指数模型;空间自相关范围为春季夏季;结构性因素所占比重为夏季春季;分维数D为春季夏季;在中尺度上具有明显的空间相关性。春季和夏季土壤水分空间正相关尺度100m。     

东北黑土区农田土壤有机质的空间变异性及适宜样本容量研究

利用经典统计学和地统计学方法研究64 m×64 m、80 m×80 m和112 m×112 m取样面积土壤有机质含量的空间变异特征及其适宜样本容量。结果表明,不同取样面积土壤有机质含量均具有中等变异程度,随取样面积增加,土壤有机质含量平均值先增加后降低,变异程度逐渐增加,但两者变化幅度较小;不同取样面积空间相关范围分别为66.69、85.02和12.00 m,空间相关性均为中等,随取样面积增加,空间相关范围先增加后减小,空间相关程度先降低后增加;精度系数相同时,随取样面积增加,适宜样本容量逐渐增加,但增加幅度较小,取样面积相同时,随精度系数增大,适宜样本容量逐渐减小,且减小幅度较大。     

不同尺度下低山茶园土壤阳离子交换量空间变异性研究

 【目的】研究茶园土壤阳离子交换量（CEC）的空间变异性特征，可以为茶园生态建设以及茶园土壤肥力管理提供理论依据。【方法】本文利用地统计学方法探讨了两个取样尺度下四川蒙顶山茶园土壤CEC的空间变异性特征。【结果】（1）小尺度下，茶园土壤CEC具有强烈的空间相关性（C0/（C0+C）值为18.84%），相关距离高达1 818 m，结构性因子是影响其空间变异的主要因素；（2）微尺度下，茶园土壤CEC仍具有强烈的空间相关性（C0/（C0+C）值为16.52%），空间相关距离达311 m，结构性因子是影响其空间变异的主要因素。【结论】小尺度下土壤CEC在坡度方向变异明显，横坡方向变异最弱；普通Kriging插值分析表明其在东北至西南方向呈明显的条带状分布，并在垂直方向随海拔高度的上升而增加；微尺度下土壤CEC的变异方向与小尺度下不同，在接近坡度的方向空间变异明显，接近横坡方向变异最弱；土壤CEC沿横坡方向呈条带状分布并伴随部分斑块状分布，从坡面至上而下，呈先增加后减少再增加的趋势。     

克拉玛依市玛依湖区土壤有机质空间异质性分析

目的 研究克拉玛依市东部生态屏障的水源地玛依湖区土壤有机质的空间分布规律, 为湖区的生态环境保护提供科学依据和数据支撑。方法 以玛依湖区为研究对象,通过野外采样和室内分析,利用趋势分析法、反距离权重插值法、空间自相关法和半变异函数法分析玛依湖区不同土层深度土壤有机质的空间分布规律。结果 趋势法分析表明,玛依湖区土壤有机质含量在0~20、20~40、40~60和60~80 cm土层的变化速率存在差异,整体趋势为土壤有机质含量南北方向呈增加趋势、东西方向呈减少趋势。反距离权重插值法(IDW)研究表明,玛依湖区不同土层土壤有机质水平分布差异较大,局部地区土壤有机质含量存在明显的垂直分布特征,土壤有机质含量变化趋势同趋势法分析结果高度一致,整体表现为土壤有机质含量南北方向呈增加趋势、东西方向呈减少趋势。空间自相关法研究表明,0~20、20~40、40~60和60~80 cm土层的Moran指数分别为0.1643、0.1236、0.1955和0.2461,均在空间上呈现出显著正相关;4个土层的Z值分别为3.1510、2.5934、3.5903和4.6355,底层(40~60和60~80 cm)的土壤有机质空间正相关较显著、空间聚集程度最高,表层(0~20和20~40 cm)空间相关性不显著、空间聚集程度较低。半变异函数分析法表明,底层(40~60和60~80 cm)土层的块金效应分别为0.427和0.420,说明土壤有机质具有一定的空间相关性;表层(0~20和20~40 cm)土层的块金效应分别为0.033和0.045,土壤有机质的空间相关性较弱。结论 不同土层土壤有机质含量水平差异较大,南北方向呈增加趋势,东西方向呈减少趋势,局部地区存在明显的垂直分布特征。土壤有机质在表层(0~20和20~40 cm)空间相关性不显著,空间聚集程度较低;在底层(40~60和60~80 cm)空间相关性较显著,空间聚集程度较高。土壤有机质空间异质性受土壤类型、土壤质地、外围植被类型以及湖区面积变化的影响较大;在湖区外围生态屏障建设时,防护林树种、种植深度、种植密度的选择应当结合土壤有机质含量的空间分布状况进行。     

基于GIS的中尺度土壤空间分布规律研究——以在西安市的研究为例

土壤资源是人类生存和可持续发展的基础。土壤空间分布规律的分析一直是土壤学研究的重要课题。研究应用GIS的复合叠置分析、聚类聚合分析、统计学分析等方法,探索了中尺度土壤分布规律及土壤理化性质随海拔高度、坡向变化而变化的规律。研究发现:地理信息科学方法和技术应用于土壤学研究是可行的,有传统分析方法所无法比拟的优越性;西安市土壤有明显的空间分布规律(垂直地带性明显,随地形因子变化土壤理化性质发生相应变化)。     

土壤养分含量的协同克里格法插值研究

土壤养分含量的空间分布是农业领域研究的重要内容,空间插值是获取土壤养分含量空间分布的重要方法。空间插值方法很多,不同的空间插值方法结果精度各不相同。文章以石家庄城乡交错带土壤全氮、速效磷、速效钾三种养分含量为主变量,土壤有机质含量为辅助变量,选取普通克里格法和协同克里格方法,对85个采样点的土壤养分数据进行空间插值分析,获取土壤养分含量空间分布图。采用交叉验证法对其插值结果精度进行分析和评价,结果表明,采样点数量相同时协同克里格方法的结果精度明显高于普通克里格插值法;利用协同克立格法, 主变量数目在减少至70个,辅助变量不变的情况下,精度仍高于普通克里格法,且空间分布高度相似。说明在适当减少土壤样本的情况下,协同克里格法仍能保证插值精度,适合土壤养分空间插值。     

基于土层空间变异性的大比例尺土壤调查制图研究

该文提出了根据土层的空间变异性进行大比例尺土壤制图研究.该制图方法可顺次分为以下几步:①用GPS定位观察土壤剖面,划分土层;②确定调查区土壤类型,建立空间和属性数据库;③进行主要土层(诊断层)厚度的空间变异分析,选择和确定调查区土壤划分依据(诊断标准);④叠置分析,获得土壤类型图.通过对一个发育于页岩低丘陵土壤样区的应用研究表明,该方法制图可获得较高的准确性(94%).     

地统计学在湿地土壤养分空间异质性研究中的应用

在地统计学的区域化变量理论和变异函数的基础上建立了一套对湿地土壤养分的空间异质性进行定量化的较系统且完整研究的方法,通过向海湿地的案例研究证实了该方法在湿地土壤养分空间异质性研究中具有较强的操作性和准确性。     

基于ArcGIS的污染场地土壤铬空间格局分析

以某铬盐生产废弃场地为例,运用空间数据管理平台ArcGIS以普通克里格插值法、趋势分析法评估污染物铬（Cr）在场地土壤中的空间分布格局并实现其可视化表达.普通克里格插值分析表明场地污染物Cr主要集中在中上层土壤且Cr污染在各层中部污染较其他区域严重,Cr在场地中的空间分布与原厂工艺布局关联度较高;趋势分析与克里格插值空间分析结果具有较好的一致性,场地空间数据分层统计,合理地利用了空间插值分析中区域变量的自相关假设,提高了评估成果的可靠性.     

黄泥岭红壤小流域土壤的空间异质性与格局研究

以浙江省安吉县黄泥岭红壤小流域为研究对象,通过栅格取样法,分析了不同样点的土壤性状,利用地统计学和地理信息系统(GIS),研究了该小流域土壤的空间异质性和格局.结果发现,小流域内土壤的空间异质性明显;统计变异的大小顺序为:速效钾>速效磷>全氮和有机质>pH值;土壤有机质与全氮量空间变化趋势相似,且相关性极显著;速效磷和速效钾的空间格局相似性较大;人类干预严重影响土壤的空间格局.     

桂林喀斯特地区干湿循环过程中土壤水含量的空间变异

[目的]研究桂林喀斯特地区干湿循环过程中土壤水含量的空间分布变化,为解决该地区农田水土流失及农作物防旱抗旱提供理论依据.[方法]选取种植有大豆、梨树和甘蔗3种不同农作物的耕作地为试验地,分析3种试验地在干湿交替条件下土壤表层0~6 cm土壤水含量的空间变异,并利用地统计方法研究不同土地利用方式下的土壤空间分布变异.[结果]大豆、梨树和甘蔗3种试验地的土壤质地差异不显著(P>0.05),土壤容重表现为梨树地最小,但土壤有机质含量和总孔隙度均以梨树地最高.3种试验地湿润阶段的土壤水含量是干旱阶段土壤水含量的2~3倍.在整个干旱—湿润循环过程中,3种试验地的土壤水含量均表现为梨树地>甘蔗地>大豆地,土壤水含量空间分布比为37.18%~95.99%,呈中等偏上的空间相关性,说明试验地的空间分布在一定范围内表现稳定,但因不同的土地利用方式存在一定变异性,变异强度也因其耕作方式或管理方式的不同而异.[结论]桂林喀斯特地区土壤自身具有维持其土壤水含量空间分布稳定的能力,但耕作方式、灌溉等人为因素在一定程度上会削弱土壤水含量的空间稳定性.     

农田土壤重金属空间变异多尺度分析——以北京顺义土壤Cd为例

为了揭示土壤重金属的空间分异性及其空间结构特征,对2007年北京市顺义区农田土壤采样数据中Cd含量进行多尺度分析,采用半方差分析法和尺度方差分析法定量刻画了土壤Cd空间变异的空间等级结构和特征尺度。结果表明:顺义区土壤Cd含量的变异系数为44.9%,达到中等强度变异,土壤Cd含量具有较强的空间自相关性,且存在空间多尺度结构,3.5、9.6 km左右为土壤Cd的两个特征尺度,其在小尺度上受土地利用强度的影响,大尺度上主要受土壤类型的影响。多尺度分析方法可定量化解析农田土壤重金属空间变异,有效识别不同尺度上的主导因素。     

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。