临汾市尧都农业区土壤有机质和大量营养元素空间变异性研究

[目的]揭示临汾市郊农业区耕层土壤有机质及大量营养元素的空间变化规律,为其土壤肥力评价和管理提供指导。[方法]利用大量的土壤养分分析数据,通过实测研究区土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷、速效钾和缓效钾6个肥力指标的含量,运用地统计学方法对其进行计算分析。[结果]在尧都区6种土壤肥力指标中,有机质、全氮和水解氮的块金值、基台值的比值分别为0.931、0.839、0.866,表明具有弱的空间相关性;有效磷、速效钾和缓效钾的C0/(C+C0)值分别为0.663、0.666、0.729,表明具有中等程度的空间相关性。研究区养分分布特征为:土壤有机质、全氮和水解氮含量表现为由西向东逐渐降低,有效磷、速效钾含量分布表现为中心高四周低,有效磷中心呈破碎的散块,速效钾则呈以汾河南部为中心的扩散状。[结论]在施肥过程中,农户应充分考虑土壤的本底差异,避免盲目地平均施肥。     

尧都区西南部褐土耕层土壤养分的空间分布特征

【目的】为探讨褐土耕层土壤养分的空间分布特征及其变异规律.【方法】以临汾市尧都区为研究区,应用地统计学、克里格插值法和地理探测器等方法,研究褐土耕层有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾等土壤养分要素的空间分布特征及其影响因素.【结果】褐土耕层土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾均服从对数正态分布,平均含量分别为12.34g/kg,1.15g/kg,53.54mg/kg,23.45mg/kg和229.58mg/kg,变异系数在38.36%~85.40%之间,均呈中等变异强度.【结论】有机质与全氮的空间变异主要受结构性因素影响,而速效养分主要受随机因素影响;速效钾表现为单一斑块,其他养分均呈从两边区域向中间区域逐渐增加的趋势.人为管理措施对速效养分格局起主导作用,成土母质和灌溉水源条件是影响有机质和全氮分布的主要因素.此外,灌溉水源条件对各养分影响均较大,土壤质地的影响均较小.     

广东省新会地区耕地土壤全钾和有效磷的时空变异特征

运用地统计学,结合GIS技术研究了20年来广东省新会地区土壤全钾和有效磷的时空变异规律.结果表明,研究区域耕地土壤由于20年来的耕作施肥使得土壤全钾和有效磷含量显著增加,土壤全钾在研究区域的南部变化最明显,与该地区的土壤类型为咸田有很大关系;耕地土壤全钾和有效磷的空间分布都表现为中等空间相关性;土壤全钾和有效磷变程的变化与土壤养分在土壤中化学行为有关.     

眉山市东坡区土壤有效磷空间变异特征及其影响因素分析

采用地统计学与GIS相结合的方法,对眉山市东坡区耕层(0-20cm)土壤有效磷含量空间变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)土壤有效磷含量平均值为13.92 mg/kg,变异系数为87.43%,属中等变异程度。(2)土壤有效磷含量成片状分布,从东北到西南方向,土壤有效磷含量呈升高趋势。土壤有效磷含量缺乏的区域面积占总面积的23.50%,土壤有效磷含量中等的区域面积占总面积的62.02%,土壤有效磷含量丰富及很丰富的区域面积占总面积的14.47%,东坡区土壤供磷能力处于中等偏下水平。(3)耕层土壤有效磷含量的半方差最佳理论模型为指数模型。在区域尺度下,土壤有效磷含量具有强烈的空间相关性(C0/(C0+C)值为50.0%),受到结构性因子和随机性因子的共同影响,系自然和人为利用因素共同作用的结果。     

洞庭湖区典型菜园土壤主要养分的空间变异——以岳阳广兴洲为例

为加强洞庭湖区菜园土壤的养分管理,控制其养分流失,采用传统统计和地统计学相结合的方法,研究其土壤养分含量的空间变异特征和分布规律.结果表明,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为54.2～315.3、10.9～64.8、19.5～87.9 mg/kg,有机质含量为14.53～26.22 g/kg,养分含量较高.土壤主要养分属于中等变异,变异系数为0.1～1.0.从趋势分析看,土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质含量从东向西和从南到北均呈一阶线型变化.从空间分布结构看,碱解氮和有机质含量呈基本一致的空间环状分布,以菜园地中心区较低;有效磷由东南向西北呈条带状分布,中部含量较高,速效钾含量由东南向西北呈马鞍形分布.     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶林土壤养分空间分布特征

在茂兰喀斯特森林1.28 hm~2固定样地内,按10 m×10 m等距离网格布点取样测定了128个土壤氮磷钾养分数据,采用经典统计学和地统计学方法,对喀斯特森林土壤养分含量及其空间分异规律进行研究.结果表明:(1)研究区土壤养分含量较低,6种土壤养分变异系数从大到小依次为有效磷(89.95%)、全钾(55.04%)、全氮(40.58%)、有效钾(40.15%)、碱解氮(33.02%)、全磷(30.75%),属于高中等程度变异.(2)土壤养分的空间依赖性(Moran′I指数)随着距离的增加逐渐降低,全磷、有效磷、全钾对空间的依赖程度较大,空间结构相似,全氮和碱解氮依赖程度较小.(3)土壤养分有效磷半方差模型为线性模型,全氮、全钾为指数模型,全磷、碱解氮为高斯模型,有效钾为球面模型,决定系数均在0.68以上,可以较好地反映土壤养分的空间结构特征.(4)土壤养分全钾、全氮、有效钾、有效磷的空间分布呈带状,中部、南部含量高,北部含量低.碱解氮、全磷分布呈块状,破碎化程度较高,中部含量高,东西方向含量较低.(5)全氮与碱解氮为显著负相关关系,全磷与碱解氮、全钾与有效磷为显著正相关关系,全磷与海拔、碱解氮与海拔、全磷与坡度、全钾与坡向均呈显著负相关,喀斯特森林土壤养分空间分布受地形因子的影响.     

北京平谷区土壤有效磷的空间变异特征及其环境风险评价

 【目的】探明土壤有效磷的空间分布,为合理科学配方施肥和识别农业面源磷污染重点控制区提供依据。【方法】在北京郊区平谷区布设1 058个采样点,测定其耕层（0～20 cm）与亚耕层（20～40 cm）土壤有效磷含量。应用地统计学方法对数据进行分析。【结果】平谷区耕层和亚耕层土壤有效磷的变异系数分别为1.15和1.29,均属强变异程度,其平均含量分别为32.80和9.74 mg?kg-1,耕层含量高于亚耕层,表现出一定的表聚性。耕层和亚耕层有效磷的空间相关距离分别为14.6和15.8 km。平谷区耕层土壤有效磷含量空间分布表现为：低山区＞平原区＞山区,主要与高程、土地利用方式及施肥量有关。亚耕层有效磷空间分布格局与耕层相似,但其含量远小于耕层。耕层土壤有效磷含量超过临界值（60 mg?kg-1）的概率为70%～90%的区域占研究区总面积的1.9%,主要分布在西北部的半山区。概率＜20%的区域占研究区总面积的70.1%,分散分布于东北部山区、东部半山区及中部、西南部平原区。【结论】平谷区果园、菜地和大田土壤磷素均有不同程度的盈余,有机肥和化肥的大量投入是平谷区土壤有效磷含量高的主要原因。大华山镇中部及刘家店乡东南部部分区域作为农业面源磷污染的重点控制区,应引起足够重视。     

基于Sentinel-2遥感影像的黑土区土壤有效磷反演

【目的】土壤养分含量的整体状况对供给作物的生长有着重要意义,对农田土壤速效养分含量的估算是作物生长发育状况评价过程中的关键环节,高光谱遥感技术的发展为区域有机质和土壤养分的动态监测提供了有效的手段。相比传统方法耗时、耗力及测量复杂等缺点,该文提出了基于遥感影像的大面积土壤速效养分含量的精准估算方法,对促进玉米作物的精准施肥和黑土地肥力保护具有重大理论意义。【方法】文章以东北黑土区的吉林省农安县玉米农田为研究区,基于Sentinel-2遥感影像和土壤有效磷含量实测数据,利用偏最小二乘回归方法构建土壤有效磷含量的反演模型,最终获取土壤有效磷含量的空间分布图,实现了黑土区土壤有效磷含量的大面积、快速、精准估算。【结果】Coastal aerosol波段(海岸/气溶胶波段)、可见光波段及红边波段与土壤有效磷含量的相关性较强,模型的决定系数R²为0.649、均方根误差为2.44 mg/kg。【结论】利用偏最小二乘回归模型估算所得土壤有效磷含量空间分布情况与其空间插值结果相一致,从空间分布情况上看,农安县西北部的土壤有效磷含量最高,东北部的土壤有效磷含量高于中部与南部地区;模...     

冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素（尤其土壤特性、气候）起主要作用。     

海南儋州农用地土壤速效磷和速效钾的空间变异

综合运用统计学和地理信息技术,以海南省儋州市作为研究区域,对农业用地土壤速效磷、速效钾空间变异进行分析。结果表明:儋州农业用地土壤速效磷平均含量为13.15 mg·kg~(-1),总体水平中等,变异系数达163.99%,属强度变异,空间变程约为12.03 km,C0/(C0+C)值为66.68%;速效钾平均含量为36.49 mg·kg~(-1),总体水平较低,变异系数为78.02%,属中度变异,空间变程约为12.10 km,C0/(C0+C)值为63.80%。两者均属中等程度的空间相关性,Kriging插值分析得两者在空间上均呈嵌套分布,其中,速效磷变异较大,以3级水平分布范围最广,中北部、中东部较高,其余区域(北部、中部、南部、中西部)逐渐降低;速效钾变异比速效磷稍弱,以5级水平分布范围最广,南部、东部、北部集中呈大块状分布。这种空间分布可能与当地的地表形态、地质状况及土地利用、管理方式等有关。     

云南植烟土壤有机质与养分的关系及主要养分的空间变化

为明确云南主要植烟产区土壤有机质含量空间分布变化及与其他土壤养分的关系,利用GPS技术采集196个云南烟区土壤样品,运用地统计学、经典统计方法、灰色关联分析方法及Kriging插值法分析云南烟区植烟土壤有机质含量的总体特征、丰缺评价、空间分布变化规律及与土壤养分的相关关系。结果表明,云南烟区植烟土壤有机质含量涵盖缺乏、偏低、适宜、偏高和丰富所有范围,总体上属适宜水平,平均值为24.21 g/kg,变异系数为38.04%,属中等变异,处于适宜范围内的样本占36.13%;文山植烟土壤有机质含量高于红河、昆明、保山和曲靖烟区;土壤有机质含量随着碱解氮的增加而升高,为正相关关系;土壤养分与有机质含量的关联度从高到低依次排列为碱解氮速效磷速效钾氯离子有效硼有效镁有效钙;烟区土壤有机质、碱解氮、氯离子和速效磷呈现明显的区域差异性,为斑块状分布态势;植烟土壤有机质含量总体上从文山的东部和保山的西南部向中部及南部减少,碱解氮从文山的东部、昆明的西部和保山的西南部向中部及南部逐渐减少,速效磷从昆明的西北部和保山的北部向中部及南部逐渐减少,氯离子从红河、文山的中部和昆明、曲靖的北部向南部逐渐减少。     

煤炭基地村庄复垦前后土壤养分时空变化研究——以山西省西郜村为例

以位于山西省晋城市泽州县西郜村为研究区,基于土壤-景观模型,利用GIS与地统计学的方法预测了复垦后土壤养分状况,并将其与复垦前土壤养分状况进行对比分析。研究结果表明:复垦后,土壤有机质、全氮、速效钾、有效磷的变异程度、块金系数与变程均会降低,且块金系数与变程在复垦后均具有中等程度空间相关性;复垦后较复垦前土壤有机质、全氮、速效钾、有效磷分布更为均匀,村庄与农田土壤养分含量差异降低。基于上述研究结果以及研究区实际状况,提出了相应的土壤培肥建议,对今后研究区农田管理与施肥工作具有实际意义,并为其它区域复垦前后土壤养分变化研究提供参考。     

震后土壤有效氮、磷、钾空间分布特征——以彭州市新黄村为例

运用地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的方法研究了彭州市新黄村震后土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)的空间分布特征.结果表明,该区土壤碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为(126.19±67.89) mg/kg、(37.18±17.18)mg/kg、(165.69±79.80) mg/kg;导致碱解氮空间变异的因素以随机性因素为主,而有效磷和速效钾为随机性因素和结构性因素共同影响的结果,但影响程度有所差异.基于ArcGIS 9.2平台的克里格插值分析结果显示,该区碱解氮含量总体上呈现由北向南逐渐增加的趋势,且呈条带状分布,高值区(＞165mg/kg)主要分布在该区的中部和南部,低值区(＜90 mg/kg)零星分布在研究区域内;有效磷含量在总体上呈现以低值区为中心向四周环状递增趋势,且呈两端高中间低的斑块状分布,高值区(＞44mg/kg)主要分布在北部山坡林地的中部,低值区(＜20 mg/kg)主要分布在低山丘陵与平坝的过渡地带;速效钾含量总体上呈斑块状分布,且呈现两端高中间低,西面高东面低的分布特征,以北部山坡林地和西南平坝一角的高值区(＞220 mg/kg)为中心,分别向南部和东部呈带状递减,并在低山丘陵区东部的旱地以及丘陵向平坝过渡的东部边缘区出现相对低值(＜110mg/kg)分布.显著性检验结果表明,震后压实对土壤速效养分有显著或极显著影响,且水田明显于旱地;不同土地利用方式对土壤速效养分含量也有显著影响.     

北京市核心区土壤养分空间变异特征

根据地统计学原理,通过GIS方法研究探讨了北京市五环内土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量分布情况及空间变异特征.结果表明,研究区内4种土壤养分的变异系数在24.19%～56.14%之间,属于中等变异,说明4种养分的地域分布相对均衡;通过半变异函数拟合,发现4种养分呈中等空间相关性,且有机质与有效磷的空间相关性相对更强,速效钾的空间相关性尺度最大,变程达到17 325 m,其他3种养分空间相关性尺度依次为有机质有效磷碱解氮;通过空间插值分析,得出4种土壤养分在研究区内的分布特征,经过与全国第2次土壤养分分级标准对比分析,发现研究区内有效磷和速效钾的含量较高,有效磷在全区域达到三级至二级水平,速效钾在97.71%的区域达到三级以上水平.有机质与碱解氮的含量较低,有机质的含量有80.97%的区域处于四级及更低水平,其中四级区域占比达到72.36%;碱解氮整体含量偏低,四级及以下的区域达到99.48%,其中四级占比40.09%,五级占比52.55%,六级占比6.84%,养分缺乏形势比较严峻.总体上,研究区内有效磷与速效钾的含量较为丰富,有机质与碱解氮的匮乏现状有待改善.     

黄土高原沟壑区土壤养分空间变异及其与地形因子的相关性

【目的】研究黄土高原沟壑区土壤养分空间分布特征及变异规律,分析地形因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用与管理提供理论依据。【方法】运用地统计学和GIS技术相结合的方法,研究地处黄土高原沟壑区的安塞县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的空间变异特征,并利用数字高程模型(DEM)提取坡度、水平曲率、垂直曲率、地形湿度指数和河流动能指数等5个地形因子,分析土壤养分含量与这些地形因子之间的相关性。【结果】(1)土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种土壤养分的变异系数为14.14%～26.84%,块金效应值为16.45%～45.87%。(2)研究区西南部土壤养分含量较高,北部土壤养分含量相对较低。(3)坡度与有机质、碱解氮和有效磷含量呈显著或极显著负相关;水平曲率与有机质和速效钾含量呈显著负相关;地形湿度指数与有机质和速效钾含量呈显著正相关。【结论】安塞县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾养分均具有中等变异性,速效钾具有很强的空间相关性;坡度较小、土壤水分较多、水土流失较轻微的地区,土壤养分含量较高;在施肥时,应增大研究区北部氮、磷的施用量。     

黄土高原小流域土壤养分空间特征及其与地形因子的相关性

【目的】分析黄土高原地区小流域内土壤养分含量的空间特征及其与地形因子的相关性,为养分精确管理和土地资源高效利用提供参考依据。【方法】以位于黄土高原的陕西彬县红岩河小流域为例,于2011年结合GPS共采集了121个田间土样,对其土壤养分(有机质、碱解氮、速效磷、有效钾)含量进行测定,并应用地统计学方法对土壤养分含量半方差函数模型及其参数进行了确定,用普通克里格插值(Kriging)绘制了研究区土壤养分空间分布图,统计分析高程、坡度、坡向、坡形等地形因子与土壤养分含量的相关性,并进行了插值结果检验。【结果】陕西彬县红岩河小流域土壤碱解氮的空间变异性很弱,有机质、速效磷和有效钾具有强烈的空间变异性。各养分含量空间分布均呈斑块状,条带性分布趋势不明显。总体上土壤有机质和速效养分含量与高程和坡度呈负相关,与坡向呈正相关,与坡形相关不显著。【结论】随机性变异(人为因素)对碱解氮的空间变异起主导作用,且变程较小,有机质、速效磷和有效钾的空间变异主要由结构性变异(自然因素)引起,且变程较大。高程、坡度及坡向明显影响土壤养分的含量和分布。     

黄河下游县域耕层土壤养分的空间变异分析——以山东省东阿县为例

以山东省东阿县为研究区,运用全国第二次土壤普查养分分级标准及地统计分析方法探测土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾4种土壤养分的空间变异特征。结果表明,东阿县耕层土壤有机质含量介于9.50~29.80g/kg,分布相对稳定,大部分区域介于15.00~20.00 g/kg,属于4级水平;仅高集镇东北部、顾官屯镇西部、刘集镇西南部、鱼山镇中西部及鱼山镇、刘集镇、姜楼镇三镇交界地区有机质含量较低;仅铜城街道办事处西北部、新城街道办事处东南部、陈集乡西南角、大桥镇西北部以及牛角店镇西南部有机质含量较高。全氮含量介于0.64~1.82 g/kg,整体上分布较均匀,大部分区域介于1.00~1.50 g/kg,属于3级水平,仅刘集镇北部地区略低。有效磷含量介于2.50~78.20 mg/kg,具有较大的空间变异,但绝大部分介于20.00~40.00 mg/kg,属于2级水平;仅高集镇北部、牛角店镇东南部、鱼山镇南部和刘集镇南部地区处于3级水平。速效钾含量在空间上呈岛状和条带状相结合的分布特点,大部分地区在150.00 mg/kg以上,属于2级及其以上水平,含量总体上很丰富,其中东阿县中部和南部大片地区处于1级水平;仅高集镇中部、姚寨镇中部、牛角店镇东部、顾官屯镇中西部、鱼山镇北部及南部、姜楼镇西部和南部少量地区速效钾含量稍低,属于3级水平;4级区域非常稀少。     

湖南省不同纬度脐橙园的土壤养分及果实品质

对湖南省不同纬度的6个纽荷尔脐橙园(按分布位置由北向南分别定义为A~F果园,A果园位于E111°27′19.59″,N 29°27′42.77″,F果园位于E111°15′31.71″,N25°15′35.89″)的土壤养分含量及果实品质进行分析。结果表明,16个脐橙园中有5个的土壤均有不同程度的酸化,p H为3.81~5.14;6个脐橙园土壤的有机质、有效硼、有效钼含量适宜,而土壤碱解氮、有效磷、有效钾和有效铁含量因树体的吸收而导致缺乏,土壤交换性钙、交换性镁、有效铜和有效锌含量缺乏。26个脐橙园树体的氮、磷、钾、铁养分含量均适宜,而钙、镁、铜、锌养分含量均缺乏;6个脐橙园树体氮、磷、钾含量呈现出由北部果园向南部果园逐渐升高的趋势。36个脐橙园果实品质指标值呈现由北部果园向南部果园升高的趋势,F果园果实的糖酸比最高,为17.78,而A果园果实的糖酸比仅为8.96;6个脐橙园果实中氮、钾含量也呈现由北部果园向南部果园升高的趋势,而果实中磷含量低,且无明显变化规律。4土壤与叶片中的钙含量呈显著的线性相关,相关系数为0.68;土壤与叶片中的钼含量也呈显著线性相关,相关系数为0.62,叶片与果实中的钾含量呈极显著线性相关,相关系数为0.85,而其他矿质养分在土壤、叶片和果实中未呈现明显相关关系。     

张家界永定区耕地土壤有效磷现状及其空间特征

[目的]弄清永定区耕地土壤有效磷含量特征与空间分异规律,为测土配方施肥和农业面源污染控制提供依据。[方法]采用野外调查取样、室内分析测定、3S技术等方法进行。[结果]永定区耕地土壤有效磷平均为15.3 mg/kg,水田略高于旱地;土壤有效磷空间分布总体呈小团块状或条带状,不同土类与行政区域差异较大,以三级含量水平分布面积最大,为13 281.0 hm2。[结论]永定区耕地土壤有效磷含量总体处于中等偏高水平,但空间变异较大。在磷肥施用中应结合土壤有效磷含量与空间分布规律进行,以防止高值区土壤有效磷盈余过高,造成肥料浪费与农业面源污染的危险。     

川南地区土壤氮素的空间分布特征及影响因素分析

运用传统统计分析和地统计学相结合的方法,对四川南部宜宾市土壤氮素分布特征及影响因素进行了分析。结果表明:研究区土壤全氮含量平均值为(1.43±0.47)g/kg,处于中等水平;碱解氮含量平均值为(135±56)mg/kg,处于高等水平。土壤全氮含量总体上呈斑块状分布,低值区(0.49~1.10g/kg)主要位于中部宜宾市境内,高值区(2.20~3.87g/kg)主要位于南部的筠连县,大部分区域属于中等水平(1.10~1.60g/kg)。土壤碱解氮含量总体上呈斑块状或条带状分布,低值区(16~90mg/kg)主要位于中部宜宾市、高县区域,高值区(160~413mg/kg)主要位于南部筠连县、珙县、兴文县等区域。总体而言,该区域碱解氮含量处于中上水平。研究区土壤全氮和碱解氮含量与地形、种植制度、土壤质地等因素密切相关,其差异均达显著或极显著水平。