万方数据
万方数据
１６０４湖北农业科学２００９正
某观测变量在研究范围内总的空间变异强度。函数的这些特征值反映了观测变量的变异特征１９－ｌｏ］。２．２土壤养分基本特征统计
在建立变异函数理论模型之前．应对数据的统计学特征有一个初步的了解．因此对１００个样本的养分数据进行常规统计分析．表１是常规统计分析的结果。
对于土壤特性空间的描述．最初是根据１９２５年Ｆｉｓｈｅｒ的传统统计学原理。传统统计学分析包括平均值、中值、最小值、最大值、标准差、变异系数、峰度系数和偏度系数。
通过统计分布特征分析能了解土壤养分的数值特征，为结构分析、Ｋｒｉｇｉｎｇ插值方案的确定提供一定的依据，并能减少计算中的不确定性…Ｊ。从表１可以看出。土壤养分含量整体变异系数都比较低．这与试验区长期人为耕种和应用膜下滴灌有关。其中速效钾的变异系数最低，为０．１０８７：碱解氮的变异系数为０．１０９７；速效磷的变异系数为０．２１ｌ０，这与磷的不易吸收．人为土地利用、施肥不均等过程有关。总体来看。各养分含量的变异系数的变化范围都不大，说明养分含量在土壤中比较稳定。根据变异性等级划分标准，Ｏ．１≤ＣＶ≤１，属于中等偏弱的空间变异．这是由于人为多年耕作措施以及膜下滴灌的灌溉方式的使用造成土壤养分分布趋于均一，使养分测试值间的差异减小。
表ｌ采样点养分数据描述性统计
最小值最大值平均值中值
土壤养分—ｍｇ．—ｋｇ－Ｉ再再—ｍｇ．—ｋｇ－ｔ标准差变异系数碱解氮３０．５７０５４．３４７４０．５３６３９．５９４４．４４６０．１０９７
速效磷１．７５５１９．２６０１４．２２４１４．４６２２．９９８０．２１１０
速效钾１６３．３００２５０．４００２１６．６７０２２０．１００２３．５５２Ｏ．１０８７
２．３土壤养分数据正态化检验及趋势剔除
采样区面积为７３ｈｍ２。土壤养分包括碱解氮、速效磷、速效钾。检验数据的正态分布性是使用空间统计学Ｋｒｉｇｉｎｇ方法进行土壤特性空间分析的前提．只有当数据服从正态分布时．Ｋｒｉｇｉｎｇ方法才有效。数据经数据检查丁具（ＥＳＤＡ）和域法识别无特异值存在。从表２可以看出，碱解氦偏度为０．６５４。峰度为４．０４３，均值与中值分别为４０．５３６和３９．５９４．近于相等，符合正态分布：速效磷、速效钾的偏度和峰度分别是一１．４０８、６．６６１和一０．５６５、３．０１３。均值和中值也都基本相似，差异不大．均符合正态分布。可以进行半方差分析和Ｋｒｉｇｉｎｇ插值。
在做半变异函数分析之前要将数据分布的全局趋势剔除．建立趋势剔除后的残差来继续后面的
裹２采样点数据描述性统计
分析．这样才能用模型来模拟剩余部分即短程随机变异。从数据分布三维趋势图（图３）中可以看出．速效磷和速效钾在东西（绿线）和南北（蓝线）方向上数据的分布均有上升再下降或先下降再上升的趋势．即表现为倒“Ｕ”字或正“Ｕ”字的形状．故在趋势剔除中采用一个二次多项式来拟合数据。碱解氮在两个方向上均呈一次线性分布．因此可采用一个一次多项式来拟合数据。
速效磷
图３土壤养分数据三维趋势分析图
２．４土壤养分空间变异分析
土壤异质性是结构性因素和随机性因素共同作用的结果。在半方差函数模型中．Ｇ表示块金方差（间距为０时的方差）．是由试验误差和小于取样尺度上施肥、作物、管理水平等随机因素共同作用
引起的变异，较大的块金方差表明较小尺度上的某
万方数据
第７期王海江等：绿洲滴灌棉田土壤养分空间变异性研究１６０５
种过程不容忽视：Ｃ为结构方差，由土壤母质、地形、气候等非人为的结构性因素引起的变异；（Ｃ＋Ｃｏ）为基台值（半方差函数随间距递增到一定程度后出现的平稳值），表示系统内总的变异；块金方差与基台值之比Ｃ／（Ｃ＋Ｃｏ）表示空间变异性程度（由随机性因素引起的空间变异性占系统总变异的比例）。该比值越高．说明由随机部分引起的空间变异性程度较大．相反则由结构性因素引起的空间变异性程度较大．如果该比值接近１．则说明该变量在整个尺度上具有恒定的变异。表中的变程即最大相关距离表示某土壤养分观测值之间的距离大于该值时．说明他们之间是相互独立的（１２】：著小于该值时。则说明它们之间存在一定的空间相关性。按照区域化变量空间相关性程度的分级标准，当Ｃ／（Ｃ＋Ｃ。）＜２５％，变量具有强烈的空间相关性：在２５％一７５％之间，变量具有中等的空间相关性；而在＞７５％时。变量空间相关性很弱。
表３土壤属性的半方差模型参数
土壤块金方差基台值ｃＤ／（“ｃ０）变程相关指数养分模型ｃ０ｃ＋ｃｏ——；ｉ一。．ｋ。（Ｒ：）碱解氮球状Ｏ．０１０５６６Ｏ．０１６５６３６３．７９２．４０．６４８
速效磷指数１２５．０１００００２１４．１４００００５８．３７５．５Ｏ．７１９
速效钾球状８２１．６７００００２４２９．１７００００３３．８２２．３０．７４２
表３是土壤属性的变异函数理论模型及相应参数【１３】。由表２可知，棉田土壤养分的块金值与基台值之比在２５％．７５％之间．表现为中等的空间相关性．表明其分布是由结构性因素和随机性因素共同作用的结果。从数值上看．碱解氮、速效钾养分空间相关性都不高．说明人为活动对土地的影响程度逐渐加大．削弱了结构性因素造成的自相关作用．速效钾的块金值与基台值之比达到３３．８２％．具有相对较强的空间相关性．说明其空间变异主要是由母质、地形、土壤类型等结构性因素所引起。刘付程对太湖流域典型地区土壤的研究显示．对于农田土壤而言．少量连续地施用化肥会增强土壤养分空间变异的随机性．并进而削弱其在大尺度水平上的空间自相关性。
２．５土壤养分空间插值结果分析
图４是研究区域土壤养分数据的插值结果分布图。由图４可见．研究区域土壤碱解氮含量表现为明显的片状分布．总体来看碱解氮含量较高。养分分布趋向均一化，碱解氮含量在３７．０６—５４．３４ｎｌｇ－ｋｇ－ｌ范围内占总面积的８６．３％．由东向西方向。土壤碱解氮含量逐渐降低。土壤速效磷含量表现为明显的条带状和片状．总体看中部速效磷含量较高，由中向东、由中向西都在减小。高值区速效磷含量在
１４．８１－１９．２６ｍｇ?ｋｇ一１范围内占总面积的５１．４３％。速效钾插值结果图表现出较明显的片状和块状分布．从总体上看绝大部分土壤速效钾含量在２００。２３０ｍｇ?ｋｇ～２５ｆ日－Ｉ，占总面积的８７．３４％。
图４土壤养分插值结果图
３小结与讨论
，１）由于膜下滴灌提高了灌水质量．减少了对土壤结构的破坏，改善了土壤通透性和田间小气候。特别是棉花根系活动层的土壤温度、空气和水分状况得到了进一步协调．使之更有利于土壤微生物的活动．土壤肥力得以充分发挥和释放。因此。施肥技术较之传统灌溉棉田有很大不同．也使滴灌棉田土壤养分的分布趋向于均一化。
２）氮肥的施用以滴施为主。基施为辅．即将氮肥总施用量的２０％．３０％做基肥．７０％。８０％通过灌溉水施用．因此．土壤中碱解氮的空间分布表现出明显的片状．空间变异性较弱。Ｋｒｉｇｉｎｇ插值的结果表明土壤速效钾、速效磷含量总体较高。速效钾和速效磷的提高主要是人们对磷钾肥的重视程度提高、施用量增加的原因。速效磷、速效钾的空间分布表现出条带状和块状．总体上表现出比碱解氮较强
（下转第１６１２页）
万方数据
万方数据
绿洲滴灌棉田土壤养分空间变异性研究
作者：王海江， 崔静， 李军龙， 吕新， WANG Hai-jiang， CUI Jing， LI Jun-long， L(U) Xin
作者单位：石河子大学农学院,新疆,石河子,832000
刊名：
湖北农业科学
英文刊名：HUBEI AGRICULTURAL SCIENCES
年，卷(期)：2009,48(7)
参考文献(13条)
1.张书慧;马成林;吴才聪地理信息系统在精准农业变量施肥中的应用[期刊论文]-农业机械学报 2003(03)
2.赵其国现代土壤学与农业持续发展 1996(01)
3.盛建东;蒋平安;文启凯基于GIS的区域土壤养分管理与作物推荐施肥信息系统研究[期刊论文]-土壤 2002(02)
4.张淑娟;何勇;方慧基于GPS和GIS的田问土壤特性空间变异性的研究[期刊论文]-农业工程学报 2003(02)
5.GORSEVSKI P V;GESSLER P E;JANKOWSKI P Integrating a fuzzy k-means classification and a Bayesian approach for spatial prediction of landslide hazard 2003(05)
6.刘刚;邝继权;刘文菊地理信息系统在生成田间肥力分布图上的应用 1999(03)
7.王芳;王逸飞;盂新伟新疆北疆土壤养分空间变异特性的初步研究[期刊论文]-石河子大学学报(自然科学版) 2004(01)
8.徐占炎土壤调查数据地域统计的最佳估值研究--彰武县表层土全氮量的半方差图和块状Kriging估值 1983(04)
9.胡克林;李保国;林启美农田土壤养分的空间变异性特征[期刊论文]-农业工程学报 1999(03)
10.黄绍文;金继运;杨俐苹乡(镇)级区域土壤养分空间变异与分区管理技术研究[期刊论文]-土壤肥料 2002(02)
11.姚丽贤;周修冲;蔡永发不同采样密度下土壤特性的空间变异特征及其推估精度研究[期刊论文]-土壤 2004(05)
12.吕晓男;麻万诸;魏孝孚GIS技术支持下的农业科技示范园区土壤肥力的空间变异[期刊论文]-浙江农业学报2004(03)
13.李翔;潘瑜春;赵春江基于空间连续性聚类算法的精准农业管理分区研究[期刊论文]-农业工程学报 2005(08)本文读者也读过(10条)
1.陈彦.吕新基于SuperMap IS的棉田土壤肥力信息管理及施肥决策系统[期刊论文]-新疆农业科学2004,41(6)
2.吕新.李军.罗晓东.李富先基于Web GIS变量施肥决策系统的研究[期刊论文]-石河子科技2010(1)
3.温庆活.林朝中.杨兆波棉田施用钾肥技术与效果[期刊论文]-河北农业科技2001(6)
4.李应升棉花"3414"试验总结报告[期刊论文]-新疆农业科技2009(2)
5.范君华.刘明.李新建.田淑芳.马玲.周惠杰土壤微生物对海岛棉生长及产量的影响[期刊论文]-中国棉花2003,30(1)
6.陈砣.吕新.CHEN Tuo.LV Xin基于WEB的棉花信息管理及施肥推荐决策支持系统建立研究[期刊论文]-土壤2008,40(5)
7.王海江.吕新.WANG Hai-jiang.LV Xin基于MapInfo的棉花土壤施肥推荐及信息管理系统的研究[期刊论文]-土壤2006,38(2)
8.刘吉平.陈智文.王海霞.李筱琳.LIU Ji-ping.CHEN Zhi-wen.WANG HAI-xia.LI XIAO-lin吉林省精准农业核心技术示范区土壤养分空间变异性研究[期刊论文]-吉林师范大学学报（自然科学版）2007,28(3)
9.范君华.刘明.贺江舟南疆棉田土壤质量特征初步研究[期刊论文]-中国棉花2009,36(6)
10.吕新.陈彦.原俊凤.LU xin.CHEN yan.YUAN Jun-feng基于WebGIS的棉田土壤肥力信息管理及施肥决策系统[期刊论文]-土壤通报2005,36(4)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/a512354686.html,/Periodical_hbnykx200907023.aspx