基于GIS和地统计学的低山茶园土壤肥力质量评价

亚热带低山区是我国茶园的主要分布区域,研究其土壤肥力质量状况是茶园精准化和信息化管理的基础。利用地统计学、GIS以及多元统计分析相结合的方法,对蒙顶山茶园土壤肥力质量进行了定量化综合评价研究。结果表明：（1）蒙顶山茶园土壤肥力质量沿海拔高度垂直变化明显,大部分土壤肥力区沿蒙顶山阳坡面水平方向呈带状分布。土壤肥力较高的区域分布在山体的中上部,随着海拔高度的降低土壤肥力质量水平也逐渐降低。（2）蒙顶山茶园土壤肥力质量总体水平不高。区域内土壤各项肥力指标与优良茶园相比还存在差距,同时肥力质量偏低的区域所占面积较大：第四、五两级肥力区所占面积最大,占总面积的42．35％。肥力较低的后5级占总面积的近70％,而肥力最高的3级不到10％。（3）采用该方法进行土壤肥力质量评价能较客观地反映土壤肥力状况,为地统计研究成果实际运用提供了思路。     

土壤细菌多样性空间预测方法对比

为探索适合土壤微生物多样性的空间预测方法,本文以内蒙古中部赤峰市周边为研究区域,采集35个草地土壤样品,利用高通量测序技术,结合从相关网站获取的气候、植被和高程相关数据集,采用多元线性回归(MLR)、普通克里格(OK)、回归克里格(RK)和经验贝叶斯克里格回归预测(EBKR)4种方法,对土壤细菌多样性进行空间预测,并比较其预测精度。结果表明：干旱指数、年平均降水和净光合作用是解释土壤细菌多样性变化的最佳环境变量组合;4种方法预测的细菌多样性空间分布总体趋势相似,均表现为东南高西北低,但涉及回归的3种方法可以更好地反映细菌多样性的局部变异特征;MLR、OK、RK和EBKR的留一交叉验证决定系数(R~2)分别为0.408、0.439、0.476和0.638,ME分别为-0.065、0.033、0.017和-0.009,RMSE分别为5.23、5.04、4.95和4.05,表明OK的预测精度稍高于MLR,而整合了辅助环境变量的RK和EBKR的预测精度得到进一步提升,且由于EBKR克服了RK用单一半方差函数概括所有位置数据空间结构的局限性,其预测精度最高。综上可知,结合辅助环境变量并同时考虑空...     

基于神经网络模型和地统计学方法的土壤养分空间分布预测

采用径向基函数神经网络模型与普通克里格法相结合的方法,预测川中丘陵区县域尺度土壤养分(有机质和全氮)的空间分布,并与普通克里格法和回归克里格法进行比较.结果表明：各方法对研究区土壤养分的预测结果相似.与多元回归模型相比,神经网络模型对验证样点土壤有机质和全氮的预测值与样点实测值的相关系数分别提高了12.3%和16.5%,表明神经网络模型能更准确地捕捉土壤养分与定量环境因子间的复杂关系.对469个验证样点预测结果的误差分析表明,神经网络模型与普通克里格法相结合的方法对土壤有机质和全氮预测结果的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差较普通克里格法分别降低了6.9%、7.4%、5.1%和4.9%、6.1%、4.6%,降低幅度达到极显著水平(P<0.01);与回归克里格法相比则分别降低了2.4%、2.6%、1.8%和2.1%、2.8%、2.2%,降低幅度达显著水平(P<0.05).     

基于神经网络模型和地统计学方法的土壤养分空间分布预测

采用径向基函数神经网络模型与普通克里格法相结合的方法,预测川中丘陵区县域尺度土壤养分(有机质和全氮)的空间分布,并与普通克里格法和回归克里格法进行比较.结果表明：各方法对研究区土壤养分的预测结果相似.与多元回归模型相比,神经网络模型对验证样点土壤有机质和全氮的预测值与样点实测值的相关系数分别提高了12.3%和16.5%,表明神经网络模型能更准确地捕捉土壤养分与定量环境因子间的复杂关系.对469个验证样点预测结果的误差分析表明,神经网络模型与普通克里格法相结合的方法对土壤有机质和全氮预测结果的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差较普通克里格法分别降低了6.9%、7.4%、5.1%和4.9%、6.1%、4.6%,降低幅度达到极显著水平(P<0.01);与回归克里格法相比则分别降低了2.4%、2.6%、1.8%和2.1%、2.8%、2.2%,降低幅度达显著水平(P<0.05).     

基于回归和地理加权回归Kriging的土壤有机质空间插值

基于地形因子与土壤有机质的相关分析,选取相对高程和汇流动力指数作为辅助变量.以普通克里格(OK)作对照,比较地理加权回归克里格(GWRK)与回归克里格(RK)在土壤有机质空间插值及制图上的精度与效果.结果表明:土壤有机质含量与相对高程呈显著正相关,与汇流动力指数呈显著负相关;经半方差分析,土壤有机质及其插值残差具有强烈的空间自相关;对验证集中98个样点的精度加以分析,RK法插值结果的平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)较OK法分别降低39.2％、17.7％和20.6％,相对提高度(RI)为20.63,GWRK法插值结果的ME、MAE、RMSE较OK法分别降低60.6％、23.7％、27.6％,RI为59.79.与OK相比,考虑了辅助变量的RK和GWRK明显提高了插值精度;GWRK考虑了样点位置,成图效果更加精细,对土壤有机质的局部模拟效果优于RK.     

土壤肥力对板栗枝干病害的影响

通过对土壤肥力与板栗枝干病害关系的研究表明,在土壤物理因素中,土壤类型以粘土、石砾土的栗园发病较重,壤土、沙壤土、黄棕壤的栗园发病较轻;土壤容重与感病指数呈正相关;土层厚度与感病指数呈负相关。在土壤化学因素中,有机质、速效磷与病情呈负相关;pH值、全氮和钾含量与病情关系不显著,并通过对土壤肥力因素与病情关系的逐步回归分析,筛选出土层厚度、土壤容重、粘性土、有机质和速效磷5个因素对病情贡献较大。以此建立了病情预测的回归模型,根据这一模型,可以预测研究范围内的任一给定条件下病害可能发生的水平,该研究将为今后的板栗生产和管理提供指导。     

基于局域模型的凉水国家自然保护区土壤全氮空间分布

以凉水国家自然保护区激光雷达数据为基础,建立数字高程模型,提取基本地形属性如坡度、坡向和复合地形属性湿度指数和相对径流强度指数等,在成土因素学说基础上,对全氮含量(TN)进行地理加权回归建模(GWR),同时运用反距离加权(IDW)、普通克里格(OK)和泛克里格(UK)对TN进行空间插值.结果表明： 对于研究区TN的预测,GWR模型预测精度(77.4%)高于其他3种空间插值方法,IDW预测精度(69.4%)高于OK(63.5%)和UK(60.6%)的预测精度.利用GWR模型预测研究区域土壤TN平均达到4.82 g·kg^-1;在高海拔、地形湿度大以及相对径流强的区域,土壤TN相对较高.对预测结果进行探讨发现,不同坡位、坡向的土壤TN也存在一定差异.因此,基于地形属性的局域模型是土壤属性空间分布预测的更为有效的方法.     

干旱区典型流域土壤肥力空间变异特征

以新疆阜康三工河流域为研究对象,分析了不同样点的土壤肥力特征,利用地统计学和地理信息系统(GIS),研究流域土壤的空间异质性和格局。结果表明,土壤肥力要素的变异系数在5.00%~66.77%,各土壤肥力质量要素接近正态分布;8种土壤肥力要素均存在空间变异结构特征;土壤有机质与氮素空间变化趋势相似,且相关性极显著;速效磷和速效钾的空间格局相似性较大;人类干预极大影响土壤空间格局。     

五指山苦丁茶茶园地表水环境指标监测

对五指山苦丁茶及茶园生态环境做一介绍,依据国标对五指山苦丁茶茶园地表水污染状况做一检测,检测结果,对照国家环境保护局发布的GB3838—2002地表水环境质量标准,各项指标符合Ⅰ类地表水环境中的相应指标。     

基于GIS长春市郊农地土壤肥力综合评价

以长春市郊区农地为例,应用ArcInfo进行空间数据采集、处理与分析,以土地利用类型作为评价单元,采用层次分析法确定评价因素的权重,引入模糊数学方法,建立各评价因素对肥力的隶属函数,计算各个肥力评价因素的评分,最后用指数和法求出各评价单元的综合评价值,根据综合评价值的大小划分土壤肥力等级,并分级统计其面积.应用ArcView GIS绘制了评价结果图.     

新疆西天山峡谷海拔梯度上野核桃种群统计与谱分析

为了掌握国家Ⅱ级渐危植物新疆野核桃种群的现存状态、预测未来种群的发展趋势,在野核桃自然保护区4条沟谷的不同海拔分别设置样地进行大样本调查.以胸径级结构代表年龄结构,采用匀滑技术编制野核桃种群静态生命表,应用谱分析方法分析野核桃种群的波动周期.结果表明: 野核桃种群的胸径级随着海拔的升高逐渐减小,海拔1241～1380 m (H₁)为19个龄级,最大胸径91.7 cm,海拔1381～1490 m (H₂)为18个龄级,最大胸径82.8 cm,海拔1491～1670 m(H₃)为13个龄级,最大胸径58.9 cm.不同海拔梯度生境同一龄级及同一海拔梯度不同龄级野核桃的期望寿命均存在波动.在3个海拔梯度生境,野核桃种群的存活曲线均趋于Deevey-Ⅱ型,呈增长型年龄结构,有3个死亡高峰,最高死亡率H₁和H₃均为9龄级,分别为55.9%和89.8%,H₂为12龄级,最高死亡率为79.4%.种群的数量动态变化明显受野核桃种群整个生命周期生物学特征的基波影响,并具有大周期内多谐波迭加的小周期波动特征.野核桃为长寿命树种,是野核桃自然保护区植被的主要优势种,现时种群自然更新良好,若无强烈人为干扰或严重自然灾害,将在群落中长期保持优势种地位.     

不同耕作方式对茶园土壤物理性状及茶叶产量的影响

研究了免耕、旋耕和深松3种耕作方式对茶园土壤紧实度、土壤含水率、土壤容重、茶叶产量构成因素及茶叶产量的影响.结果表明: 3种耕作方式对土壤容重和土壤紧实度的影响效果为深松>旋耕>免耕.旋耕和深松能够打破粘盘层,降低深层土壤紧实度.0～30 cm耕层深松土壤容重较免耕下降16.4%,土壤紧实度下降13.4%～27.5%;深松可以显著增加土壤的储水空间,进而增强土壤持水能力,扩大土壤水库容,深松15～30 cm层含水量与免耕相比增加7.7%.不同耕作方式对土壤孔隙度影响不大.旋耕和深松方式下土壤比表面积增加,土壤气体和液体的比例均明显升高.茶叶的光合速率和蒸腾速率的日变化曲线均为“双峰”型,气孔因素是导致“午休”的主要原因.在深松方式下,茶树叶片蒸腾速率降低,芽叶密度增加,百芽干质量和水分利用效率升高,茶叶产量分别比免耕和旋耕增加17.6%和6.8%.深松是皖东地区茶园较为适宜的耕作方式.     

苹果园二斑叶螨种群的空间格局

种群空间格局的研究是昆虫生态学的重要内容,它不仅揭示出种群的空间结构特征,而且还是确定抽样技术和资料代换的基础,二斑叶螨是苹果园的重要害螨,应用4种聚集度指标和Iwao法分别考查了该螨在苹果树内的空间格局及动态规律,结果表明,二斑叶螨在树内不同方向和高度上均以个体群的形式存在,个体群的分布为聚集分布,其中上层和南面树冠的聚集度最高,而下层和内部树冠的聚集度最低,造成这种差异与该螨的生物学特性和环境条件的异质性有关,不论螨体在上层,中层或下层树冠,都明显地表现出前期高聚块,6月中旬以后聚集强度逐渐降低的趋势。     

Effects of environmental variables and soil characteristics on virus survival in soil

Because of the increasing emphasis placed upon land application as a means of wastewater disposal, it is important to evaluate the influences of different factors upon virus survival in soil. The objective of this study was to measure the effects of various environmental variables on virus persistence. Test samples of soil were placed in vials, and the soil was wetted with suspensions of virus in either distilled water, unchlorinated secondary sewage effluent, or mixtures of effluent and water. The viruses used were coxsackieviruses A9 and B3, echovirus 1, poliovirus 2, rotavirus SA11, and bacteriophages T2 and MS2. The rate of virus inactivation was evaluated statistically with regard to conditions under which the vials were incubated and to the soil characteristics. The factors that were found to influence virus survival were temperature, soil moisture content, presence of aerobic microorganisms, degree of virus adsorption to the soil, soil levels of resin-extractable phosphorus, exchangeable aluminium, and soil pH. Overall, temperature and virus adsorption to soil appeared to be the most important factors affecting virus survival.     

不同培肥措施对红壤茶园土壤微生物量碳的影响

研究了经过4年不同培肥措施后红壤茶园土壤微生物量碳变化.结果表明:稻草覆盖后不同比例有机无机肥配施、间作三叶草以及全施化肥处理对土壤微生物量碳均有明显提高;全年土壤微生物量碳年变化都呈现"低-高-低-高"的趋势,且在不同时期对微生物量碳的影响不同;与对照(CK)相比,稻草覆盖 100%有机肥(T1)、稻草覆盖 75%有机肥 25%化肥(T2)、稻草覆盖 50%有机肥 50%化肥(T3)、稻草覆盖 25%有机肥 75%化肥(T4)、100%化肥(T5)和间作三叶草 不施肥(T6)土壤微生物量碳全年平均值分别高出17.05%、32.38%、32.05%、24.30%、26.23%和24.63%,且差异均达到显著水平(P＜0.05);土壤微生物量碳与活性有机质、土壤全氮、微生物量氮、微生物量磷呈显著正相关,与速效氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤含水量之间关系不显著;与单施化肥和全量投入有机物料相比,有机物和化肥配合施用更有利于提高土壤肥力.     

基于TM影像的表层土壤有机碳空间格局

土壤有机碳是土壤肥力的核心指标之一,理解其空间分布格局对促进精准农业的发展和科学施肥具有重要意义.本研究旨在检验TM影像结合地面采样数据分析黑龙江省黑土分布区表层土壤有机碳空间分布格局的可行性.结果表明:1)表层土壤有机碳浓度与TM5波段呈显著正相关(r=0.553,P＜0.01),与TM4、TM5波段影像像素值之间满足二次多项式回归关系(R2=0.6791,P＜0.05);2)回归模型对表层土壤有机碳空间分布格局具有较好的预测效果(R2=0.7097,P＜0.05);3)海拔高于200 m的地区表层土壤有机碳浓度显著高于海拔低于200 m的地区(P＜0.05).     

地表覆盖对茶园土壤水分、养分变化及茶树生长的影响

以山东青岛2年生茶园为对象,设置对照(CK)、覆盖秸秆(T1)、覆盖地膜(T2)和覆盖秸秆+地膜( T3 )4个处理,分析了不同覆盖模式对茶园土壤水分和养分以及茶树生长的影响.结果表明:地表覆盖可以保持茶园土壤水分,提高水分利用效率,其中T1、T3处理的茶树生长水分利用效率比CK提高43％ ～48％,产量水分利用效率提高7％ ～ 13％;T1和T3处理土壤有机质、碱解氮、硝态氮、铵态氮的含量显著增加,提高了土壤肥力;叶片硝酸还原酶活性增强,叶片中硝态氮的含量增加,有效地促进茶树生长,茶叶产量比CK增加12％～13％,使茶树新梢生长高峰提前.从茶树生长、茶叶产量、水分和养分利用率、环境安全和经济效益等因素考虑,覆盖秸秆是幼龄茶园地表覆盖的有效方式.     

Effects of environmental variables and soil characteristics on virus survival in soil.

Because of the increasing emphasis placed upon land application as a means of wastewater disposal, it is important to evaluate the influences of different factors upon virus survival in soil. The objective of this study was to measure the effects of various environmental variables on virus persistence. Test samples of soil were placed in vials, and the soil was wetted with suspensions of virus in either distilled water, unchlorinated secondary sewage effluent, or mixtures of effluent and water. The viruses used were coxsackieviruses A9 and B3, echovirus 1, poliovirus 2, rotavirus SA11, and bacteriophages T2 and MS2. The rate of virus inactivation was evaluated statistically with regard to conditions under which the vials were incubated and to the soil characteristics. The factors that were found to influence virus survival were temperature, soil moisture content, presence of aerobic microorganisms, degree of virus adsorption to the soil, soil levels of resin-extractable phosphorus, exchangeable aluminium, and soil pH. Overall, temperature and virus adsorption to soil appeared to be the most important factors affecting virus survival.     

基于多光谱遥感影像的表层土壤有机质空间格局反演

利用多光谱LandSat TM遥感影像反演辽宁省阜新镇表层土壤有机质的空间格局,筛选出与土壤有机质分布相关的TM波段,分析并确定表层土壤有机质含量与TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7波段亮度值(digital number,DN)的相关关系,建立了土壤有机质含量的光谱预测模型.结果表明:研究区表层土壤有机质含量与TM4、TM5波段DN值呈极显著的负相关关系(r分别为-0.617和-0.623,P0.001),与TM3、TM5波段DN值之间满足负二次多项式回归关系(R2=0.9134,P0.001);基于TM3、TM5波段DN值的回归模型对研究区表层土壤有机质含量的预测结果可靠(R2=0.9151,P0.001).研究区表层土壤有机质含量10g·kg-1的农田主要分布在山地边缘地带,而平坦地区农田表层土壤有机质含量一般10g·kg-1,部分达到15～20g·kg-1.     

利用辅助变量对污染土壤锌分布的克里格估值

采用协同克里格及与回归相结合的克里格方法,以36个下层(10～20 cm)土壤锌数据为目标变量、另36个下层土壤锌数据为校验数据、72个上层(0～10 cm)土壤锌为辅助变量,对沈阳市南郊某有色金属加工厂附近农田0.1 mol·L^-1 HCl浸提态土壤锌进行插值分析,并对这两种利用辅助变量的克里格方法在土壤锌空间分布研究中的适用性进行评价.结果表明,与回归相结合的克里格的估值效果明显优于协同克里格及普通克里格法.结合回归模型的变异函数理论模型决定系数较大、残差较小,估值精度比普通克里格法提高4%,且基于回归克里格的土壤锌分布图与利用72个样点普通克里格插值图具有高度的相似性.而协同克里格与普通克里格相比未表现出明显优势.借助辅助变量,采用基于回归模型的克里格方法是进行土壤重金属空间分布估值的一种有效方法.