于田绿洲盐渍土主要参数的空间异质性分析

通过对盐渍土主要参数的空间异质性进行分析,反映出绿洲地区各种不同的程度的土壤盐渍化的空间分布。借助地统计学、经典统计学方法,同时结合野外的实测数据,对于田绿洲2013年表层盐渍土(0~10 cm)的电导率、含盐量、p H、含水量的空间异质性进行分析。对研究区的土壤盐渍化监测采样控制在95%的置信水平、15%的相对误差的范围内。研究表明:(1)于田绿洲为重盐土类型,其均值达到7.02 g kg-1,同时表层土壤电导率,含盐量和含水量均表现为较强空间变异性。(2)表层土壤电导率、含水量和含盐量以及p H均表现出由结构性因素引起空间变异。(3)通过插值结果可以看出土壤含盐量、电导率和土壤含水量均表现为绿洲外围高于绿洲内部的空间分布,同时土壤含盐量电导率和p H值三者之间呈明显的正相关。通过分析土壤空间变异性,有利于快速诊断土壤盐渍化,也能够为提升土地的利用效率以及农田的管理提出决策的依据。     

基于回归模型的渭-库绿洲土壤特性预测研究

区域土壤特性的时空变异及相互之间的关系研究,为了解区域土壤的结构和功能、保护和有效利用土壤资源提供科学依据。本研究以新疆典型盐渍化土壤-渭-库绿洲为研究靶区,利用研究区7次不同采样时间的土壤特性数据,采用传统统计学方法,对研究区土壤含盐量、电导率、TDS、pH值、含水量及主要盐基离子的特征值及土壤盐渍化程度进行分析,同时,对不同采样时期表层土壤电导率与含盐量、矿化度、主要盐基离子、含水量及pH值的变化进行一元线性回归分析。结果表明,研究区土壤pH值相对稳定;土壤含盐量具有不均匀分布特征;研究区土壤含盐量略有往加重方向发展,盐分具有强烈表聚性;研究区土壤中硫酸盐、氯化物在表层积聚相对强烈;土壤盐渍化类型是属于氯化物型。绝大部分采样时间,电导率与矿化度、含盐量之间所建立的回归模型的拟合效果较好,这表明用电导率值测定研究区总盐分浓度及矿化度是可行的。土壤电导率与土壤含水量、pH值之间所建立的回归模型的拟合效果不好,土壤电导率与土壤盐基离子之间的回归模型拟合效果也不好。这表明土壤电导率来反映土壤pH值、含水量以及盐基离子浓度是不准确的。     

干旱区典型植物群落土壤水盐空间差异

以渭干河—库车河三角洲绿洲—荒漠过渡带典型植物群落以及土壤因子作为研究对象,通过野外调查、样品采集和室内分析,对典型植物群落物种与土壤因子的空间关系进行了统计分析,探讨了土壤盐渍化的影响因素及其变化规律。结果表明:(1)随着土壤剖面深度的增加,土壤含水量整体逐渐升高,土壤含盐量和电导率在各层均具有较高的含量分布,土壤pH值在不同样线不同剖面整体呈碱性。(2)随着土壤的含盐量、电导率和pH值的增加,植物多样性指数与优势度指数等呈相应下降趋势,典型植物群落的物种多样性与土壤含水量和pH值具有显著的相关性(p0.05),而与土壤含盐量和电导率无明显的相关关系(p0.05)。(3)研究区土壤表层的盐渍化现象非常严重,对植物群落的物种多样性影响较大,土壤水盐空间分布呈由东向西逐渐增加的趋势。     

水土化学场理论在干旱区绿洲盐渍土研究中的应用——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

针对目前塔里木盆地北缘地区存在的土壤盐渍化问题,以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为例,根据水土环境中盐渍成分时空分异的区域化特征,应用盐渍水土化学场理论,建立变异函数模型定量化模拟其空间分异,求得变异函数后,采用Geostatistical Analyst地质统计分析模块中的Kriging插值方法定量化预测某种盐渍水土环境特征的空间分布,即对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤特征(含盐量和电导率)的空间变异性进行分析.结果表明:渭-库绿洲表层土壤电导率和含盐量采用Exponential模型拟合效果比较好.电导率和含盐量的分维数为1.938和1.907,说明表层土壤含盐量的空间依赖性要比电导率的强,即引起表层土壤电导率空间变异中随机因素起决定性作用.而表层土壤含盐量则受结构性因素和随机因素共同作用.表层土壤电导率和含盐量的块金值与基台值之比分别为44.72%和38.61%,具有中等的空间相关性.并且变异系数分别为0.634和0.618.故具有中等变异强度,主要原因在于表层干扰因素较多(大气降水、灌溉、植被覆盖、蒸散发、根系吸水及地表微地形的差异等).利用在渭干河-库车河三角洲绿洲的实测数据进行验证,可为盐演水土环境的定量化研究提供理论依据.     

绿洲土壤表层含盐量空间变异分析的插值方法研究

为了比较土壤表层含盐量空间变异性研究的各种空间插值方法的优劣,以渭库绿洲为例,运用基于ArcGIS的4种空间插值方法（反距离加权、样条函数、克里格、协同克里格空间插值方法）,分析了土壤表层含盐量的空间变异性。并通过分析各个交叉检验统计量来验证评估数据的误差,从而选取最优的空间插值方法。结果表明:4种插值方法的插值结果基本能反映含盐量的空间分布特征,简单克里格法更适合绿洲表层土壤含盐量的空间插值;通过空间插值可以发现表层土壤含盐量呈现出东南高、西北低的态势。对渭库绿洲土壤盐分空间分布特征及空间变异进行了解,有利于土壤盐渍化的快速诊断,是盐渍化土壤治理和改良的重要基础。     

南京市溧水区土壤重金属污染不同插值方法的对比研究

为探讨不同插值方法对南京市溧水区土壤重金属污染模拟结果的影响,本研究分析了该区245个表层土壤样点的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属的空间相关性,分别比较了反距离权重法(IDW)、局部多项式法(LPI)、径向基函数法(RBF)和普通克里格法(OK)的插值精度、插值结果、空间分布,以及不同插值方法对污染评价的影响。研究得出:空间插值后数据的范围、均值和变异系数一般低于采样数据,且空间插值会增大安全区而减小污染区,平滑效应是主要原因。LPI的平滑效应中最严重,OK次之,IDW和RBF不明显。溧水区As、Cd和Zn的最优插值方法为OK,Cr、Cu和Hg的最优插值方法为RBF,Ni和Pb的最优插值方法为IDW。在实际操作中,应该根据插值精度、插值结果的数据统计和空间表达去具体选择合理的插值方法。     

基于不同插值方法的三江平原白浆土磷素空间分布预测及其适用性分析

土壤磷素含量是反映农业生态系统土壤肥力的重要指标。准确预测磷素空间异质性是评价土壤生产力和质量的关键。本研究采用反距离加权法(IDW)、径向基函数法(RBF)、普通克里金法(OK)、全局多项式法(GPI)、局部多项式法(LPI)、地理加权回归(GWR)和地理加权回归克里金法(GWRK)等插值方法,分别预测了三江平原白浆土典型灌区八五三、七里沁以及大兴灌区土壤磷素分布,并运用交叉验证法,通过平均误差(ME)、均方根误差(RMSE)和改进效果(RI)对各种方法精度进行比较,以期确定同一土壤类型不同采样密度土壤中磷素空间异质性最佳插值方法。对比7种插值方法,在空间插值平滑性方面,LPI、GPI、GWR、GWRK表现较好,在插值速度方面, IDW、RBF、LPI、GPI、OK较快, GWR和GWRK方法运算复杂、速度较慢。IDW、RBF等6种方法与OK相比,根据RI判定, GWRK方法提高了磷素空间分布模拟精度, IDW、GPI和LPI方法降低了磷素空间分布模拟精度, RBF方法在提高磷素空间分布模拟精度上表现不一致。采样密度会影响预测结果,对于本文而言,不论采样密度如何,GWRK方法均方根误差(RMSE)均最低,为最佳插值方法,而RBF方法是在采样密度较低时一种可选方法。GWRK法在本文是最佳的插值方法,但其结果会受到辅助变量多少和各变量之间是否存在共线性的影响。     

新疆克里雅绿洲土壤盐分、pH和盐基离子空间异质性分析

以克里雅绿洲盐渍化土壤为研究对象,以野外调查与实地数据为基础,采用空间自相关分析与径向基函数插值法,定量分析了克里雅绿洲土壤的含盐量、pH及盐基离子的空间异质特征。结果表明:绿洲盐渍土表聚性强、呈碱性,土壤含盐量从南至北呈现逐渐增大趋势。土壤含盐量、Na~+、Ca(2+)、K~+、Mg2~+、Cl–、SO_4~(2-)均属于强空间变异,HCO_3~–属于中等强度的空间变异,而pH属极弱变异。土壤盐分含量、pH和盐基离子的Moran’s I指数均通过了显著性检验,研究区土壤含盐量、p H与盐基离子在空间上呈现低聚集性。Pearson相关性分析结果显示,土壤盐分含量与Na~+、K~+、Cl~–和SO_4~(2-)含量具有强正相关性(P0.01),与Ca~(2+)和Mg~(2+)含量中等程度正相关(P0.05);土壤pH与土壤含盐量及盐基离子含量极弱相关。该研究结果可为绿洲水资源合理开发与农业可持续发展提供科学依据,同时可作为盐渍土改良和沙漠化防治等环保工作的决策支撑。     

荒漠绿洲农田盐渍化过程中的水盐动态

以空间代替时间的方法,在干旱绿洲区选择大麦和苜蓿2种作物不同盐渍化阶段农田,并以非盐渍化农田作为对照,研究盐渍化过程中的水盐动态。结果表明:(1)不同盐渍化阶段的农田土壤含水量随土壤深度的变化有所不同,并且在大麦地10-40cm和80-100cm土层,苜蓿地20-120cm土层不同阶段农田间土壤含水量的差异显著性不同。在季节变化上,非盐渍化农田土壤含水量的变异显著高于盐渍化农田。(2)随着盐渍化程度的加剧,土壤电导率的峰值逐渐向上层移动;不同盐渍化阶段农田土壤电导率的垂直变化不同。在季节变化上,非盐渍化农田剖面电导率的变异要明显于其他盐渍化农田。(3)沿盐渍化梯度的增加,土壤中Na++K+含量表现为逐渐增加和表聚。(4)分析表明,盐渍化农田土壤水盐动态与作物生长状况、地下水电导率和土温有显著的相关性(P<0.05)。     

土壤特性的空间变异性与绿洲生态稳定性研究——以张掖绿洲为例

绿洲良性存续的核心是协调绿洲人地关系,维持绿洲稳定性.为从绿洲-荒漠过渡土壤空间变异的角度来探讨人类活动下绿洲生态空间稳定性问题,选择甘肃省张掖市龙渠乡的典型绿洲-荒漠过渡带作为试验区,运用地统计学方法对7种土壤特性值(土壤水分含量、水溶性盐分含量、pH值、机械组成、容重、速效磷含量、水解氮含量)在不同景观的空间变异程度进行分析.得出土壤特性值的空间变异同绿洲边缘不同利用程度下的生态稳定性紧密相关,其土壤特性值在不同景观表现出明显的分层规律,研究这一机理有助于人们更加科学地认识绿洲-荒漠过渡带生态保护问题.