基于指示Kriging的土壤盐渍化风险与地下水环境分析

土壤盐渍化是制约干旱区农业发展的主要障碍,而浅埋地下水区域的地下水环境是影响土壤盐渍化的直接因素。为调控合理的地下水埋深和矿化度,以防控区域盐渍化,以河套灌区永济灌域为研究区,运用指示Kriging法比较了春灌前和生育期不同阈值条件下土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度的概率分布,从概率空间分布的角度研究了不同时期防治土壤盐渍化的地下水临界埋深和矿化度。结果表明：地下水埋深属于中等变异性,土壤表层含盐量和地下水矿化度属于强变异性。春灌前较生育期土壤表层盐渍化高风险区扩大、浅埋地下水高概率区缩小、地下水矿化高风险区缩小。春灌前永济灌域土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.6、2.2 m,地下水矿化度临界值分别为2.0、2.5 g/L;生育期土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.2、1.8 m,地下水矿化度临界值分别为2.5、3.0 g/L,春灌前更易发生土壤盐渍化。春灌前较生育期土壤盐分受外界因素（气象因素和人为因素）影响小,且土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度变异性也相对较小,地下水环境对土壤盐渍化的影响更强烈。研究区北部、东南部和中部小部分区域为地下水埋深小于临界值且大于矿化度临界值的高概率区,是土壤返盐的高风险区,建议进一步完善该地区的排水系统。     

土壤含水量的Kriging和Cokriging估值研究

分析了田间同深度土壤含水量的半方差和不同深度土壤含水量的交互半方差特征 ,探讨了土壤含水量的Kriging和Cokriging估值方法。研究表明 ,同深度土壤含水量与不同深度的土壤含水量之间均具有显著的空间相关性 ,用Kriging方法进行土壤含水量的估值精度较传统方法高。加入浅层土壤含水量用Cokriging方法来估测深层土壤含水量 ,可进一步提高估值精度     

黄河三角洲地区典型地块地下水特征的空间变异性研究

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了包括埋深和含盐量的地下水性质空间变异特征,绘制了各地下水特征的随机性和结构性的半方差图和空间分布图。结果表明:受不同尺度的结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深和含盐量均具有中等的变异强度和空间自相关性,地下水埋深的自相关距大于含盐量。对Kriging插值结果分析表明:地下水埋深的空间变异性受微地形因素及农田工程措施影响较大,长期的农业生产措施会影响地下水含盐量的空间分布,地下水含盐量空间变异性与埋深有一定的关联。地下水特征的空间结构性和定量化研究对黄河三角洲地区地下水资源评价、土壤的次生盐碱化防治及区域水盐运动调控有着直接的现实意义。     

胶东果园土壤电导率的时空分布特征及Kriging估值

应用传统统计学和地统计学方法,分析了2005年4~11月期间烟台农科院苹果园土壤电导率的空间变异性,并进行了Moran’s I系数分析和Kriging估值。结果表明:土壤电导率具有明显的空间变异性,半方差函数和Moran’s I系数分析说明了4月30日、6月29日和11月16日的空间自相关范围较大,相关性较强;4月20日、7月14日和8月16日的变程偏小,空间相关性较弱。土壤电导率的均值和变异系数随时间变化总体上近似呈现出先增加后减小的趋势,在空间分布上不同时期果园表层土壤电导率分布格局差异较大,土壤电导率的破碎化比较严重。     

利用Kriging插值方法研究山东龙口北马镇农田土壤养分的空间变异

以山东省龙口市北马镇1 000 hm2的科技示范区为研究区,在地理信息系统平台ArcGIS上,采用Geostatistical Analyst地统计分析模块中的Kriging插值方法研究土壤养分的空间变异性.该分析过程中,发现影响分析工作结果精度的是Kriging插值模型的选择及Cross-Validation交叉验证法的检验与系数修正.数据分析结果表明,龙口市北马镇0～20 cm耕层土壤中碱解氮、速效钾含量空间相关性中等,速效磷含量具有强烈的空间相关性,有机质含量空间相关性较弱.     

太湖流域土壤养分空间变异特征分析——以浙江省平湖市为例

以位于太湖流域的浙江省平湖市为例,采用GIS与地统计学相结合的方法对其耕层土壤(0～20 cm)的有机质、全氮、速效磷、速效钾等4种养分要素的空间变异特征进行了分析.结果表明:有机质和全氮变异函数曲线的理论模型能很好地符合球状模型;速效磷经对数转换后也符合球状模型;而速效钾的变异函数曲线则符合指数模型.有机质、全氮和速效磷具有很强的空间相关性,说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大;速效钾具有中等的空间相关性,说明由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间异质性起很大作用.整个研究区东南部土壤质地较轻,大量施肥在提高其作物产量的同时,也可能会带来农业非点源污染等问题.     

基于环境因子的土壤养分预测制图——以河南省封丘县为例

土壤养分空间变异由气候、母质、地形、植被等结构性因素和施肥、耕作措施等随机因素共同作用。以河南省封丘县为研究对象,选择高程、坡度、平面曲率、剖面曲率、地形湿度指数、归一化植被指数(NDVI)等环境因子为辅助变量模拟土壤结构性分量,并分别采用普通克里格插值法和反距离权重法处理空间相关的随机分量,提出了结合环境因子的空间插值方法,并对土壤有机质和全氮进行预测制图。交叉验证结果表明,结合环境因子的空间插值方法能够提高土壤养分空间分布的预测精度,是一种有效的土壤养分预测制图方法。     

基于GIS和地统计学的土壤养分时空变异分析

运用ArcGIS的地统计学和空间分析模块,研究了封丘县20年前后土壤表层有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾5种养分的含量水平、分布以及演变趋势。研究结果表明,封丘县土壤有机质含量明显上升,氮素有所积累;磷素有升有降,以升为主;但速效钾含量急剧下降,这些变化与封丘县长期以来的肥料施用和土地利用有关。运用地理信息系统和地统计学方法能够很好地模拟土壤养分的空间分布特征,便于研究者直观地发现土壤养分时空变化趋势。     

金属体积成形过程的无网格RPIM方法分析

建立了基于无网格径向点插值RPIM法的二维体积成形动态显式计算模型.采用具有Delta函数性质的RPIM形函数构造位移域，因此可以很方便地施加本质边界条件.基于防御节点法给出了二维接触碰撞问题的接触力计算方法，避免罚函数法罚因子选择问题，以及拉格朗日乘子法不适合显式算法的问题.采用完全拉格朗日格式和弹塑性本构关系解决金属体积成形过程所涉及的几何非线性和材料非线性问题，并通过将工件变形分解为偏量部分和体积部分，有效消除金属体积成形中的体积自锁现象.数值算例表明，该算法可方便准确处理大变形畸变问题，是模拟金属体积成形过程的一种有效方法.     

基于不同空间插值类型的耕地土壤有机质空间变异性分析

基于地理信息系统(GIS)与地统计学原理,使用ArcGIS的统计分析模块研究了福安市耕地土壤有机质含量的空间变异情况。结果表明:福建省福安市耕地土壤有机质含量属于中等变异;有机质的半变异函数最佳理论模型为指数模型。对半变异函数理论模型及参数进行分析发现有机质空间相关性较强,说明其空间变异主要受土壤母质、地形、气候等结构性因素作用的影响。利用交叉验证和独立验证,对比验证3种Kriging插值类型(Ordinary Kriging、Simple Kriging、Universal Kriging),结果表明:Ordinary Kriging的插值制图的精度和稳定性最佳。绘制了福安市耕地土壤有机质含量分布图,直观地显示了福安市耕地土壤有机质的空间分布情况及丰缺状况,可为农业生产合理布局、科学施肥提供理论依据及指导。