基于GIS和地统计学的土壤养分的空间异质性研究:以红河县迤萨镇为例(英文)

云南红河哈尼稻作梯田系统是全球重要农业文化遗产保护试点之一。土壤养分是土壤肥力的重要标志,对遗产地土地的可持续利用具有重要作用。运用GIS和地统计学相结合的方法,对红河县迤萨镇的土壤p H、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的空间变异及分布特征进行了分析。研究结果表明,该区域内的土壤p H、有机质、全氮、碱解氮、速效钾显示出中等变异,其变异系数分别为12.54%、40.14%、40.00%、34.89%、50.48%;有效磷显示出强变异,其变异系数为102.13%;土壤p H、有机质、全氮和速效钾的理论模型为指数模型,有效磷的理论模型为球状模型;土壤全氮、有效磷和速效钾的空间分布状况主要受结构性因子的影响,p H、有机质和碱解氮的空间分布状况受结构性因子和随机因子的共同影响;Kriging插值图较为直观地描述了迤萨镇土壤养分的空间分布状况。通过对土壤各种养分的空间分布状况,对于及时调整施肥等农业管理措施具有一定的指导作用,是进行精准施肥研究的基础工作。     

祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性

为了探讨青海云杉林对土壤pH和养分的影响,选择祁连山青海云杉林动态监测样地(340 m×300 m)为试验样地采集土样,利用经典统计学和地统计学方法对其空间异质性进行了研究。结果表明:(1)pH、水解氮和全磷为弱变异性,有机碳、全氮、速效磷、全钾和速效钾为中等变异性,它们的大小依次为速效钾 >有机碳 >速效磷 >全氮 >全钾 >水解氮 >全磷 >pH。(2)半方差最优模型拟合分析表明,pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾均符合球状模型,有机碳和全钾均符合指数模型;pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变程依次为108.8 m、88.5 m、112.8 m、131.9 m、143.3 m、73.3 m、73.3 m和134.7 m。从空间结构特征看,pH具有中等强度的空间自相关,而养分表现出强烈的空间自相关。(3)pH和养分均呈斑块状分布,有机碳和氮素具有相似的空间分布格局,全磷和速效钾分布变化较为明显,速效磷和全钾分布变化较为平缓。上述研究结果可为祁连山青海云杉林土壤pH和养分的取样设计和空间分布图制作等提供参考,也可为青海云杉林的土壤环境恢复与重建提供科学依据。     

橡胶园土壤养分精准管理合理取样数目的确定（英文）

实施合理的养分综合管理是提高橡胶树生产力的重要手段。养分精准管理的前提是详细了解橡胶园土壤属性空间分布特征。本文应用地统计学方法对海南典型丘陵区橡胶园土壤的全氮、有机质、速效磷和速效钾进行空间变异分析,结果表明在该尺度上橡胶园土壤养分属性均属于中等变异程度,但速效磷和速效钾的变异程度明显大于全氮和有机质。从土壤养分属性的空间分布特征来看,除了速效钾外,高程和修筑等高梯田明显影响橡胶园土壤性质的空间异质性。为了获得更好的取样精度,应沿着高程落差和垂直等高梯田方向上布置较多取样样点。应用克里格方法指导土壤属性的取样效率比传统统计学方法提高约2～5倍。     

宁夏盐池沙地3种植物群落土壤表层养分的空间异质性

采用经典统计学和地统计学方法,通过半变异函数及其模型、克里格局部插值估计、空间分布图及分形维数等对宁夏盐池沙地3种植物群落(牛枝子、牛枝子-黑沙蒿、黑沙蒿)土壤表层养分的空间异质性进行了研究。结果表明:0~5 cm土壤有机质、全氮、速效磷含量的空间自相关尺度分别是67 m、519 m、143 m;结构方差比分别为0.558、0.882、0.514,说明结构性因素和随机性因素在0~5 cm土壤有机质和速效磷的空间分布中共同发挥作用。全氮表现出较强空间自相关性,在空间分布上具有明显的结构特征,表明结构性因素在其空间总变异中发挥主导作用。空间格局图反映出0~5 cm土壤有机质、全氮含量表现为牛枝子群落较高,经牛枝子-黑沙蒿群落,含量逐渐减少,至黑沙蒿群落含量又有所增加;0~5 cm土壤速效磷含量表现为牛枝子群落和黑沙蒿群落含量较高而牛枝子-黑沙蒿群落含量较低的趋势。反映出研究区从牛枝子群落经牛枝子-黑沙蒿群落至黑沙蒿群落,植被从以草原种为主的群落,逐渐灌木化,植物群落结构组成由复杂到简单的过程,深刻影响了土壤养分的分布格局,导致了土壤“肥力岛”的形成和发展,又反作用引起研究区植物群落的进一步灌丛化,并逐步向沙漠化的方向发展的趋势。     

基于地统计学的北运河下游土壤养分空间分布

通过对北运河下游土壤的取样,采用地统计的方法分析北运河流域农田土壤pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质五种养分的空间分布规律,结合武清区土壤类型和其他的相关资料的数据进行分析,结果表明:土壤类型对土壤pH、有效磷分布有影响,对土壤pH影响尤为明显;北运河流域的水系对碱解氮、有机质空间分布影响较大,水系发达的区域含量明显高于水系不发达的区域;速效钾多是由其他因素引起。     

小流域自然土壤与耕作土壤养分比较及影响因素分析

通过对河北省易县观坐岭小流域自然土壤和耕作土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾及微量元素有效含量的测定分析,得出了该小流域自然土壤和耕作土壤的肥力状况.结果表明:自然土壤中有机质和速效氮含量处于较高水平;速效钾含量丰富,速效磷比较缺乏;有效Fe、Mn含量处于高水平,有效Cu、Zn含量中等.自然土壤开垦为耕作土壤后,有机质和速效氮含量下降;由于施肥原因,速效磷含量明显增高;速效钾含量因母质影响有所下降.海拔与土壤养分变化的相关性小明显,不同坡位土壤养分表现出向下汇集的趋势.并从自然环境、人为影响、地形母质等方面分析土壤养分变化的影响因素.     

河南襄城植烟田土壤肥力空间变异性与适宜性综合评价

采用统计学与地统计学相结合的方法,结合GIS技术,对河南省襄城县植烟田耕层(0～20 cm) 159个土壤样本进行了数据处理,分析了土壤有机质、pH、速效氮、有效磷和速效钾含量的空间分布特征,结果表明:土壤pH的变异系数最小,而有效磷由于不同的耕作措施和不均衡施肥,其变异系数最大.半方差分析表明,土壤有机质、pH和有效磷符合球状模型,最大相关间距分别为21 020、19 150和8460 m,而有效氮和速效钾符合指数模型.最大相关间距分别为7 484和25 320 m,土壤pH的C0/sill为0.193 5,具有强烈的空间自相关性,而其他四种土壤肥力因子的C0/sill为0.352 8 ～0.526 0,为中等强度的空间自相关性.并采用Kriging方法进行最优内插,绘制了襄城植烟田各土壤肥力因子含量的空间分布图.建立了烤烟土壤肥力适宜性评价指标体系,运用模糊数学和层次分析法对土壤肥力水平进行了综合评价、分级.采用地理信息系统软件mapGIS绘制襄城县烤烟种植区土壤肥力状况图.结果表明,烟草种植区土壤肥力适宜性水平存在着相当程度的差异,表现出明显的空间异质性.土壤肥力适宜性最高的地区位于研究区的东南部,占研究区总面积5.02％;适宜性为适宜的位于研究区的北部和中南部,占研究区总面积的80.15％;而次适宜的植烟田横穿于研究区的中部,占研究区总面积的14.28％.     

苏北低山丘陵区森林次生演替过程中土壤养分的空间变异

为了探明苏北低山丘陵区森林次生演替过程中土壤养分状况以及空间变化规律,对该地区森林土壤养分特征以及空间变化进行系统研究。结果表明,该区森林演替过程中土壤养分在演替方向上表现出较强的规律,土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾随着植被从低级向高级演进逐渐积累,同时,土壤养分的空间变化趋势是与植物群落的演替进程相适应的,随着大量凋落物在表层聚集,土壤有机质积累,全氮、碱解氮、有效钾也有所提高,土壤肥力呈明显上升趋势。     

河北省遵化平原土壤养分的时空变异特征——变异函数与Kriging插值分析

运用地统计学 ,结合 GIS研究了 2 0年前后河北省遵化县 (市 )土壤表层 ( 0～ 2 0 cm)速效钾、速效磷和有机质 3种养分的时空变异规律。配对样本的 t检验以及 kriging插值的结果表明 ,1 999年土壤速效钾、速效磷和有机质的含量比 1 980年有一定提高。 3种养分的空间分布特征也不同程度地发生了变化。有机质的空间分布特征变化较大 ,其块金值 ( Nugget)与基台值( Sill)之比从 1 980年的 60 %下降到 1 999年的 32 .3% ,变程也由 4.8km变为 2 .7km。速效钾和速效磷的块金值与基台值之比也有一定变化 ,但变程没有太大改变。人类的施肥、耕作措施的改变及土地利用变化是引起土壤养分变化的主要原因。     

区域尺度土壤养分空间变异及其影响因素研究

江苏北部5市土壤表层(0~20cm)全氮含量连云港东北部、淮安南部和盐城西部显著高于其它地区;全磷含量呈现由北到南、自西向东升高的趋势;速效磷含量高值区位于北部的灌云县和南部的金湖县;速效钾含量东部沿海高于其它地区。土壤类型和成土母质对土壤养分产生显著影响:对于土类而言,沼泽土和水稻土养分较高;各成土母质中,湖相沉积物发育的土壤养分含量最高。在研究区1:5万尺度范围内,土壤类型对全氮和全磷的变异起主导作用,而速效磷受成土母质的影响较大,土壤类型和成土母质对速效钾的影响较小,土壤类型和成土母质对全量养分的影响要大于速效养分。     

Spatial variability and pattern analysis of soil properties in Dehui city, Jilin province

1IntroductionSoil nutrient, as the synthetic results under the influence of various anthropogenic activities and the factors such as climate and topography, etc., possesses certain spatial distribution characteristics, and certain structural and stochastic characteristics. The study of the differences existing in different parts of the region lays the foundation for adjusting all management measures and all material input capacities and for gaining the maximal economic benefit. Presently, the …     

Spatial variability and pattern analysis of soil properties in Dehui city, Jilin province

Based on regionalized variable theory, semivariograms of geo-statistics were used to research the spatial variation of soil properties quantitatively. The results showed that the semivariogram of soil organic matter is best described by spherical model, the best model for semivariograms of soil total N and available K is exponential models and that of available P belongs to linear with sill model. Those soil properties have different spatial correlations respectively, the lag of organic matter is the highest and that of available P is the lowest, the spatial correlation of N and available K belongs to moderate degree. Spatial heterogeneities are different too, the degree of organic matter and total N are higher, the degree of available K is in the next place and that of available P is the lowest. Influenced by the shape, topography and soil of the study area, all isotropies of available P are obvious in all directions while anisotropies of others are manifested. According to the analytical results, supported by GIS, Kriging and IDW methods are applied to describe and analyze the spatial distribution of soil properties. The results indicate that soil organic matter, total N and available K are distributed regularly from northeast to southwest, while available P is distributed randomly.     

吉林省德惠市土壤特性空间变异特征与格局

Based on regionalized variable theory, semivariograms of geo-statistics were used to research the spatial variation of soil properties quantitatively. The results showed that the semivariogram of soil organic matter is best described by spherical model, the best model for semivariograms of soil total N and available K is exponential models and that of available P belongs to linear with sill model. Those soil properties have different spatial correlations respectively, the lag of organic matter is the highest and that of available P is the lowest, the spatial correlation of N and available K belongs to moderate degree. Spatial heterogeneities are different too, the degree of organic matter and total N are higher, the degree of available K is in the next place and that of available P is the lowest. Influenced by the shape, topography and soil of the study area, all isotropies of available P are obvious in all directions while anisotropies of others are manifested. According to the analytical results, supported by GIS, Kriging and IDW methods are applied to describe and analyze the spatial distribution of soil properties. The results indicate that soil organic matter, total N and available K are distributed regularly from northeast to southwest, while available P is distributed randomly.     

民勤绿洲不同演化阶段白刺灌丛沙堆表面土壤理化性质研究

以民勤绿洲作为研究区域,对不同演化阶段灌丛沙堆表面土壤样品进行了采集和分析。结果表明,随着灌丛沙堆的不断演化,土壤性质发生了显著的变化。不同演化阶段灌丛沙堆表面颗粒组成仍以砂粒为主,从雏形阶段到稳定阶段,砂粒含量逐渐减少,在稳定阶段达到最小,pH值和砂粒的变化趋势一致,粉砂、粘粒、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量增加,在稳定阶段均达到最大;灌丛沙堆活化后,其砂粒含量和pH值重新出现增加趋势,而粉砂和粘粒的含量开始减少,有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量也迅速下降;除稳定阶段迎风坡和背风坡有机质、全氮和全磷含量差异比较显著外,其他演化阶段不同坡向粒度和养分差异均不显著;有机质、全氮、速效氮的含量在灌丛沙堆演化过程中变幅最大,全磷和速效磷次之,全钾和速效钾的变幅最小。     

甘肃灌漠土土壤肥力的空间变异性典型研究

结合传统统计与地统计学方法对甘肃省河西地区武威灌漠土土壤肥力的空间变异性进行了分析。描述性统计结果显示，该地土壤肥力具有较大的空间变异，土壤NH4^ -N的变异系数最高，为62．656％，速效磷的变异系数次之，为47．369％，pH的变异系数最小，仅为1．284％，有机质和速效钾的变异系数分别为13．208％和38．075％。地统计学分析表明该区域土壤特性的块金方差／基台值比值[C0／(C0 C)]在0．0413％～13．7801％之间，说明该土壤性质的各项指标均有强烈的空间相关性，其中NH 一N和pH值的空间相关性相对最强，[C。／(G C)]分别为0．0413％和0．0978％；速效磷相对最弱，[C0／(C0 C)]为13．7801％；有机质与速效钾居中。土壤肥力性质的相关距变化范围为176～294m。该土壤性质的克立格插值结果显示出一定的空间相似性，显示地统计学方法可用于分析土壤肥力在空间上的变异。     

Species diversity and its relation with soil factors under different site conditions in a desert-oasis ecotone

Vegetation and soil surveys were conducted under different site conditions in 2007–2011 to study species diversity using richness, evenness and diversity indices, in the middle portion of the Heihe River Basin. The relationship between species distribution and soil environmental factors was also studied by Canonical Correspondence Analysis (CCA). Results show that vegetation coverage and species diversity were the highest in the interdune lowland, and the lowest in the mobile dune. Results of the Hill’s index (diversity ordering) shows that species diversity is reduced along decreasing soil water content, and the order of species diversity was interdune lowland, flat slope, fixed dune, semifixed dune and mobile dune. The influence degree of soil factors on vegetation distribution was soil water content > pH > total K > organic matter > available N > total N > available K > total P > saline content > available P. Soil water content and pH were important factors significantly affecting spatial distribution difference of vegetation, the environmental explanation was 98%.     

新疆耕地土壤养分时空变化

土壤养分状况是土壤肥力的重要标识,并决定着农作物产量高低,对其进行调查分析可以为今后土壤养分资源的综合评价和科学施肥管理提供基础资料。采用Meta-analysis方法,通过对1999-2005年期间有关新疆耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的研究文献的收集分析,并与20世纪80年代全国第二次土壤普查数据对比分析,研究了近20多年来新疆耕地土壤养分的时空变化。结果表明耕地土壤有机质、速效磷和碱解氮总体呈现增加的趋势,土壤肥力在不断提高,全氮含量略有下降趋势,速效钾含量下降明显,但存在区域差异,准噶尔盆地北部区和伊犁地区具有较高的土壤肥力,塔里木盆地区域土壤肥力较低。分布于新疆的7种主要耕地土壤类型,其养分含量变化总体表现为与全疆耕地土壤养分相似的变化趋势。人类的施肥、耕作措施的改变及土地利用变化是引起土壤养分变化的主要原因。     

土地利用方式对西藏东部河谷山地土壤肥力性质的影响

通过现场调查取样和室内理化分析,研究了西藏东部主要河谷地区不同土地利用方式下土壤肥力性质及其随土地利用方式变化的机制。结果表明:不同土地利用方式下土壤理化性质有明显的差异,耕地和裸地土壤砂粒含量高于其他利用方式,本区域土壤砂质特征明显;受有机质积累影响,乔木林地、灌丛地土壤具有相对较高N素养分;受施肥等因素影响,农耕地土壤具有相对较高P、K养分;在所有利用方式中,裸地土壤尽管具有相对较高的粉粒含量,但所有养分指标均最低,显著低于林地土壤。总之,对于西藏脆弱生境而言,耕作使得有机质更易于消耗。由于有机质与植被之间存在明显互相促进的作用,因此维持土壤有机质平衡对于恢复植被、保护青藏高原东缘生态屏障具有重要的意义。     

临泽绿洲农田土壤肥力质量时空变化特征

干旱区荒漠绿洲农田土壤肥力质量的研究是绿洲功能和生产力评价的一个重要方面。通过1982年和2008年临泽绿洲农田287个样点耕层土壤（0~20 cm）有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾数据,利用地理信息系统和地统计学分析手段,研究了26 a来土壤肥力质量的变化特征。结果表明,研究区土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的含量为13.8 g·kg-1、0.81 g·kg-1、64.4 mg·kg-1、32.3 mg·kg-1、199 mg·kg-1,较1982年分别提高了13.5%、7.8％、9.3%、225.6％和26.8％;土壤肥力指标的变异性较大,变异系数均大于25%;模糊数学综合评价方法适合研究区土壤肥力质量评价,土壤肥力质量综合值由1982年的强度空间变异发展为中等空间变异;根据全国农业地力等级划分标准,研究区土壤属于4、5、6、7级,较1982年的土壤肥力呈上升趋势。土壤肥力综合值分布图可以为该区域土壤资源的合理利用提供理论依据。