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《西南农业大学》 2002年
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紫色土土壤养分空间变异性研究

朱益玲  
【摘要】: 土壤并非一个匀质体,而是一个时空连续的变异体,具有高度的空间异质性。传统描述土壤空间异质性的方法基本上是定性地土壤分类,而不是定量地研究土壤空间变异。 70年代,地统计学方法被引入土壤科学研究领域,克服了应用经典的fisher统计理论在研究土壤性质空间变异性规律方面的不足,其理论依据是区域化变量理论。地统计学既可用来估测土壤性质的分布,也可用于确定土壤变异的空间尺度和形式,以提高采样的有效性;还可用于研究引起土壤变异的各种过程。目前,应用地统计学的原理和方法仍是国内外定量化研究土壤空间变异的趋势之一。随着地理信息系统(GIS)的广泛应用和地理学学科的发展,利用地统计学,结合GIS技术来研究土壤性质空间变异已成为目前的土壤学的研究热点之一。但现今土壤空间变异规律的研究主要集中在土壤物理性质方面,而土壤化学性质方面的研究还较少。而且,大部分的研究对象主要集中于北方平原地区,南方丘陵地区的土壤空间变异的研究才刚刚开始。 以下是运用GIS技术,采用地统计学方法,对丘陵地区紫色土表层(0~20cm)土壤中的氮、磷、钾等13种土壤养分的空间变异性规律进行研究的结果: 1.本次试验的采样区位于江津市,为低山丘陵地貌,土壤类型主要为紫色土和水稻土,土地利用现状主要为水田和旱地。土壤耕作多年,每个田块的土壤肥力不同导致生产力的不同,说明土壤养分含量具有高度的空间异质性。 2.养分的变异系数范围在12.9%~106%之间,速效磷的变异系数最高,为106%,有效铁的变异系数也较高,为98.5%,pH值的变异系数最低,为12.9%,其它大多数养分的变异系数属中等强度变异。养分全量的变异系数变化范围不大,说明养分全量在土壤中比较稳定,但速效养分变异程度较大。土壤中养分分布类型涉及到对土壤养分的正确评价。变异函数的计算一般要求数据符合正态分布,否则可能会使变异函数产生比例效应。在分布类型上,除全磷、速效磷、有效铁服从对数正态分布外,其余全为正态分布。 3.各向同性分析的结果表明:12种(除全氮)土壤养分在一定的范围内观测值之间存在着空间相关性,变异函数γ(h)随间距增大而增大,且有基台值,说明存在空间变异结构特征,在50m的采样间距内存在空间相关性。其变异函数可用球状模型、指数模型、高斯模型拟合,有效铁存在漂移现象,可用孔穴效应模型拟合。变程在270m~770m之间。12种土壤养分的块金值都较小,块金值与基台值之比大多在25%~75%之间,都具有中等强度的空间相关性,是结构性因素和随机性因素共同作用的结果。速效钾的块金值与基台值之比为81.2%,说明人为活动作用占主要因素。CEC、全钾、有效铜的块金值与基台值之比小于25%,说明由空间自相关引起的空间变异占主要部分。全氮的空间变异与间距无关,存在纯块金效应,块金值为0.2,对于全氮,采样间距应小于50m。各向异性分析的的结果表明,除全氮外的12种土壤养分含量在不同方向上具有明显的各向异性结构特征,有机质和速效磷为典型的几何异向性,其它则同时具有几何异向性和带状异向性。 4.在今后研究土壤养分空间变异结构时,对于采样点的设置,不仅要在大尺度上采样观测, 还应同时在小尺度上进行套合取样,这样才能较准确地了解区域化变量在不同尺度上的变异特 征。利用GIS的图形数据与属性数据相联的特性,进行随机采样,样点对之间的距离可很方便地 测量出。这样,克服了用网格法采样时,样点数过多,工作量过大的弱点。土壤养分各向异性分 析的结果,为今后采样点的设置也提供了一定的依据,在不同的方向上采样密度也应有所不同。 在小尺度距离上相对要多一点,在大尺度距离上相对少一点,这样才能保证在变程a范围内的变 异函数值能准确反映区域化变量的空间变异性。 5.根据各向异性结构分析后所得到的变异函数理论模型,采用普通克立格法和对数正态克立 格法进行最优内插,绘制了各种土壤养分含量的空间分布格局(Krinng)图,可得到不同土壤养 分含量的分布图、各级面积及比例,能对士壤养分的丰缺状况有整体性了解。Kropng插值的结 果受变异函数模拟精度、样点的分布、邻近样点的选取数的影响。Kriging插值的结果表明:pH 值由东到西逐渐增高;阳离于交换量和微量元素的空间变异规律与pH值的空间变异规律较为一 致;有机质含量在采样区的东北部和南部较高,并和氮的空间变异规律较一致。全氮和碱解氮主 要在东南部含量较高,全磷和速效磷在北部和中部偏南含量较高,全钾和速效钾则在北部和西南 部含量较高,可以看出养分全量和速效养分在空间分布上有着一定的相关性。Kropng插值结果 进一步表明土壤表层养分含量具有高度的空间异质性,决定了空间格局的存在,养分含量的斑块 (patch)的大小、形状及空间分布等具有显著的差异,但是不论在什么方向,养分含量由低到高的 分布梯度规律总是存在的。这种养分空间分布的特征与紫色土壤在不同空间位置上的各种土壤发 生过程(物理、化学、生物等)有着重要的联系。 运用GIS技术,利用地统计学方法,研究西南丘陵地区紫色
【学位授予单位】:西南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S158

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 郑洲;天等县龙马屯岩溶洼地土壤养分空间变异研究[D];广西师范学院;2011年
2 沈亲;兰陵溪小流域茶园坡面养分分布特征与空间异质性[D];华中农业大学;2011年
3 马媛;干旱区土壤肥力变异规律研究——以阜康地区为例[D];新疆大学;2004年
4 张慧文;雅玛里克山污水灌溉区土壤肥力的空间变异规律研究[D];新疆大学;2006年
5 王子芳;彭水县植烟土壤肥力变异特征研究[D];西南大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 李菊梅,李生秀;几种营养元素在土壤中的分布类型[J];干旱地区农业研究;1998年01期
5 李菊梅,李生秀;几种营养元素在土壤中的空间变异[J];干旱地区农业研究;1998年02期
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10 吴承祯,洪伟;不同经营模式土壤团粒结构的分形特征研究[J];土壤学报;1999年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙泽强;康跃虎;赵爱国;刘海军;;电阻法在喷灌土壤水分入渗再分布测定中的应用[J];山东农业科学;2009年11期
2 刘庆生;刘高焕;范晓梅;;黄河三角洲土壤盐分剖面类型时空分布研究[J];山东农业科学;2010年01期
3 刘勇;;黄土高原植被群落演替规律和演替中土壤理化特性变化研究进展[J];山东农业科学;2010年06期
4 舒彦军;张立亭;;基于时空特征的有效磷与速效钾变异分析——以陕西省陈仓区为例[J];山东农业科学;2012年03期
5 李明;王季槐;沈海亮;;宁夏野生蒺藜种群格局的统计分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
6 张莉娜;;土壤表层有机质空间分析的遥感技术应用综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
7 马静;张仁陟;陈利;;耕地地力评价中土壤养分的空间插值方法比较研究——以会宁县土壤速效钾为例[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年17期
8 兰慧娟,吴楚,夏彭飞;天葱生境土壤中速效N·P·K的空间分布[J];安徽农业科学;2005年10期
9 余昊;王运兵;王国昌;刘洋;;中黑盲蝽空间格局的地质统计学分析[J];安徽农业科学;2006年24期
10 史春霞;王碧茜;张雪;杜洪艳;柏彦超;盛海君;封克;钱晓晴;;淹水种植水稻条件下氮元素的渗漏及在土壤中的垂直分布[J];安徽农业科学;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季翔;刘黎明;;1980-2010年我国耕地利用的空间特征及其变化趋势[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 孙周亭;张超;杨建宇;朱德海;;基于空间插值法的耕地等别快速评价方法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 许咏梅;马兴旺;陈署晃;何生丽;郭海峰;李毳;严莉;李平;蒋文;杨红丽;;乌鲁木齐蔬菜主产区土壤镉污染评价及空间变异分析[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
4 张淑娟;何勇;方慧;;基于GPS和GIS的田间土壤特性空间变异性的研究[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
5 王让会;李凤英;张慧芝;;基于景观格局遥感制图分析的城市生态安全动态变化[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
6 杜志勇;刘苑秋;郑诗樟;王红胜;;退化红壤区不同模式重建森林土壤水分空间变异性[A];城市生态建设与植被恢复、重建技术交流研讨会论文集[C];2007年
7 赵玉杰;师荣光;刘凤枝;白志鹏;李野;万晓红;姚秀荣;王跃华;郑向群;;江苏北部农业区土壤砷含量空间变异性研究[A];全国耕地土壤污染监测与评价技术研讨会论文集[C];2006年
8 李鹏;赵同科;张成军;张国印;刘宝存;刘孟朝;李新荣;孙世友;;河北省地下水硝酸盐空间变异及分布特征[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
9 张惠琳;朱健菲;;吉林省伊通县土壤特陛空间变异特征与格局分析[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
10 朱小花;王荣辉;;基于GIS的开发区土地集约利用潜力微观评价及空间分异规律研究[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 张忠华;喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析[D];华东师范大学;2011年
3 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
4 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 赵科理;土壤-水稻系统重金属空间对应关系和定量模型研究[D];浙江大学;2010年
6 杨有刚;施水播种灌水入渗和土壤松耕方法的研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 鲍新华;吉林—长春—四平城市经济带表土环境质量评价与生态地球化学分区[D];吉林大学;2011年
8 唐雪海;北京市城六区三维绿量估算与分析研究[D];北京林业大学;2011年
9 赵占军;重庆市长寿区城市河岸生态修复技术研究[D];北京林业大学;2011年
10 杨浩;保水剂对黄绵土、褐土及沙土物理特性影响研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏强;水蚀导致的土壤储水和导水变化对红壤季节性干旱的影响[D];华中农业大学;2010年
2 田晓堃;三峡库区两种森林中土壤细菌与环境因子的空间分布关系[D];华中农业大学;2010年
3 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
4 孙建波;山东省高密市农田土壤养分时空变异规律及可持续利用对策研究[D];山东农业大学;2009年
5 刘治政;黄水河流域平原区地下水监测网优化研究[D];山东农业大学;2010年
6 王庆芳;丘陵区土地整理对土壤质量的影响研究[D];山东农业大学;2010年
7 李登秋;镇域耕地生态因子的协同性分析与管理分区研究[D];山东农业大学;2010年
8 杨慧玲;蒙阴县毛坪小流域生态修复示范工程生态效益监测与评价[D];山东农业大学;2010年
9 蔺艳春;不同覆膜方式对旱地小麦籽粒灌浆的影响[D];甘肃农业大学;2010年
10 赵威;湿地保护工程的遥感监测与抽样体系构建[D];浙江农林大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龙训建;钱鞠;张春敏;王根绪;李元寿;;高寒草甸区典型景观单元土壤养分空间变异性研究[J];冰川冻土;2008年01期
2 张振明;余新晓;徐娟;甘敬;王小平;李金海;;不同植被类型土壤碱解氮空间变异性及预测[J];北京林业大学学报;2009年05期
3 苏荣瑞;金卫斌;艾天成;李猷;孙光浩;余大龙;;基于GIS的湖北省江陵县土壤养分空间变异研究[J];长江大学学报(自科版)农学卷;2007年03期
4 史利江;郑丽波;柳云龙;俞立中;贾正长;;长三角地区农田土壤养分空间变异及养分综合评价[J];长江流域资源与环境;2008年06期
5 李海东;张波;沈渭寿;张金池;张晓勉;林杰;;苏南山丘区小流域土壤养分特性空间分布[J];长江流域资源与环境;2009年09期
6 王永东;廖桂堂;李廷轩;张锡洲;黄平;;四川蒙顶山低山茶园土壤主要微量元素空间变异特征及影响因素研究[J];茶叶科学;2008年01期
7 张敏;贺鹏飞;陈伟强;;基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异分析[J];东北农业大学学报;2010年03期
8 徐尚平,陶澍,徐福留,曹军;内蒙土壤微量元素含量的空间结构特征[J];地理学报;2000年03期
9 郭旭东,傅伯杰,陈利顶,马克明,李俊然;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[J];地理学报;2000年05期
10 郑袁明,陈同斌,陈煌,吴泓涛,周建利,罗金发,黄泽春;北京市近郊区土壤镍的空间结构及分布特征[J];地理学报;2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 黄绍文;土壤养分空间变异与分区管理技术研究[D];中国农业科学院;2001年
2 俞海;农地制度及改革对土壤质量演变的影响[D];中国农业科学院;2002年
3 刘杏梅;基于GIS和地统计学的不同尺度水稻田土壤养分时空变异及其机理研究[D];浙江大学;2005年
4 高峻;太行山低山丘陵区两种农林复合模式中水肥光分布特征研究[D];北京林业大学;2009年
5 陈晓燕;不同尺度下紫色土水土流失效应分析[D];西南大学;2009年
6 马璠;作物植被对坡耕地土壤侵蚀的影响研究[D];西北农林科技大学;2009年
7 韩凤朋;黄土高原小流域土壤养分分布及WEPP模型模拟研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2009年
8 曾立雄;三峡库区兰陵溪小流域养分的分布、迁移与控制研究[D];中国林业科学研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱远达;水力侵蚀对土壤中碳和养分含量的影响及其过程的空间模拟[D];华中农业大学;2001年
2 冯洋;丘陵地区土壤养分空间变异与取样数量的研究[D];西南农业大学;2005年
3 谷加存;采伐干扰对次生林土壤水分、温度和养分空间异质性的影响[D];东北林业大学;2005年
4 冯娜娜;不同尺度下低山茶园土壤主要肥力因子空间变异性特征研究[D];四川农业大学;2006年
5 史志民;局地土地利用对土壤养分的影响[D];西南大学;2007年
6 饶江;广西承包蔗地土壤养分空间变异与分区管理研究[D];广西大学;2008年
7 李竹娟;蒙顶山茶园土壤基本化学特性及氮素矿化特征研究[D];四川农业大学;2008年
8 王斐;兰陵溪小流域不同植被恢复模式生态功能效益的研究[D];华中农业大学;2008年
9 詹林庆;水田土壤养分变异特征及肥力评价研究[D];西南大学;2009年
10 杜凌燕;长白山区不同森林类型下土壤养分空间变异性的初步研究[D];东北师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 赵军伟;灌区土壤化学特性空间变异规律研究[D];新疆农业大学;2005年
2 刘阳;基于地统计学的县/团区域土壤养分空间变异研究[D];新疆农业大学;2006年
3 杜刚;九寨沟县党参土壤肥力特征研究[D];四川农业大学;2010年
4 聂春;内蒙古典型草地坡面土壤理化性质空间异质性研究[D];内蒙古农业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 司炳成,褚达华;田间土壤某些特性的空间变异分析与Kriging和Cokriging分析——Ⅰ.空间变异分析[J];河北农业大学学报;1990年01期
2 傅伯杰,陈利顶,马克明;黄土丘陵区小流域土地利用变化对生态环境的影响——以延安市羊圈沟流域为例[J];地理学报;1999年03期
3 杨玉盛,林先富,邹双全,俞新妥,庄孟能;杉木—山苍子套种模式土壤物理性质和短期收益的研究[J];福建林学院学报;1991年03期
4 杨玉盛,林先富,俞新妥,邹双全;杉木套种山苍子模式的结构与生物量初步研究[J];福建林学院学报;1991年04期
5 周东雄;杉木深山含笑混交林土壤肥力的研究[J];福建林学院学报;1994年03期
6 张沈龙,林开敏,郑郁善;杉木套种三年桐模式土壤肥力研究[J];福建林学院学报;1995年02期
7 林光耀,杨玉盛,杨伦增,杨优其;杉木林取代杂木林后土壤结构特性变化的研究[J];福建林学院学报;1995年04期
8 李菊梅,李生秀;几种营养元素在土壤中的分布类型[J];干旱地区农业研究;1998年01期
9 ;The effect of land use structure on the distribution of soil nutrients in the hilly area of the Loess Plateau,China[J];Chinese Science Bulletin;1999年08期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱益玲,刘洪斌,江希流;江津市紫色土中N、P养分元素区域空间变异性研究[J];环境科学;2004年01期
2 张伟;陈洪松;王克林;侯娅;张继光;;桂西北喀斯特洼地土壤有机碳和速效磷的空间变异[J];生态学报;2007年12期
3 余新晓;张振明;朱建刚;;八达岭森林土壤养分空间变异性研究[J];土壤学报;2009年05期
4 司建华;冯起;鱼腾飞;常宗强;席海洋;苏永红;;额济纳绿洲土壤养分的空间异质性[J];生态学杂志;2009年12期
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6 王炜明;;基于GIS的地统计学方法在土壤科学中的应用[J];中国农学通报;2007年05期
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10 王军,傅伯杰,邱扬,陈利顶,余莉;黄土高原小流域土壤养分的空间异质性[J];生态学报;2002年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 史利江;郑丽波;柳云龙;;长三角平原地区农田土壤养分空间变异特征研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
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3 邢竹;李春杰;郭建华;王贵政;;土壤养分信息系统在平衡施肥中的应用(摘要)[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
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5 马友华;胡勤远;贾盛宁;梁红霞;黄界颍;张自立;;安徽省土壤养分和肥料信息系统研究[A];第八届全国青年土壤暨第三届全国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2002年
6 祝廷成;李志坚;张为政;;“粮食、牧草和经济作物”三元结构草田轮作的初探[A];第三届中国苜蓿发展大会论文集[C];2010年
7 郭晓敏;牛德奎;郭熙;胡东南;熊国辉;严伍明;;平衡施肥毛竹林土壤养分空间异质性研究(摘要)[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 谭玉英 段学文 凌广辉;广昌5000亩紫色土种烟创产值850万元[N];抚州日报;2006年
2 本报记者 孟朝红;测土十年只为农民用好肥多打粮[N];农资导报;2009年
3 赵强;土壤养分的分析方法[N];山西科技报;2004年
4 通讯员 唐志强 记者 武盾;扶风农民时兴为耕地“体检”配“套餐”[N];陕西日报;2009年
5 记者 陈忠权;宅基地废墟变“沃土”[N];天津日报;2010年
6 曾恒贵 段学文;广昌推广紫色土种烟效益高[N];抚州日报;2010年
7 冯国明;蔬菜合理轮种 降害增肥减病[N];中华合作时报;2006年
8 记者  王悦森 万冲;林口林业局成功试种黑紫色马铃薯[N];黑龙江日报;2006年
9 夏海鳌;培肥高产旱土[N];湖南科技报;2009年
10 彭山县农林局 李红春;柑桔春季高换品种[N];眉山日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 王玄德;紫色土耕地质量变化研究[D];西南农业大学;2004年
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5 江厚龙;基于GIS小尺度下豫中烟田管理分区与推荐施肥研究[D];河南农业大学;2011年
6 王小燕;紫色土碎石分布及其对坡面土壤侵蚀的影响[D];华中农业大学;2012年
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8 熊明彪;长期施肥条件下紫色土—小麦系统中钾素利用的研究[D];西南农业大学;2002年
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10 许红卫;田间土壤养分与作物产量的时空变异及其相关性研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱益玲;紫色土土壤养分空间变异性研究[D];西南农业大学;2002年
2 郑洲;天等县龙马屯岩溶洼地土壤养分空间变异研究[D];广西师范学院;2011年
3 董莉丽;宁夏银川平原灌淤土耕层土壤养分空间变异性研究[D];兰州大学;2006年
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7 张铁婵;耕地土壤养分空间变异与地力评价研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 李军健;不同种植模式下紫色土坡耕地水分及养分流失特征研究[D];西南大学;2006年
9 张明;豫中烟区土壤养分空间变异及其管理分区[D];河南农业大学;2010年
10 陈晓燕;紫色土坡面土壤侵蚀预测模型应用研究[D];西南农业大学;2003年
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