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高寒草甸区典型景观单元土壤养分空间变异性研究 总被引：9，自引：2，他引：7
应用GIS技术和地统计学空间内插法,对黄河源区达日县跨热洼尔玛流域高寒草甸小流域典型景观单元土壤有机质、全氮和全磷的空间分布特征进行了研究.结果表明: 高寒草甸土壤养分(全氮、有机质、全磷)最佳拟合模型为球状模型;在小流域尺度范围内,土壤养分空间变异性依次为: 全氮＞有机质＞全磷;其中高寒草甸土壤全氮含量具有强空间变异,块金系数(C0/(C0 C))为23.5%,有机质和全磷属于中等空间变异,其块金系数(C0/(C0 C))分别为35.9%、41.7%;全氮、有机质和全磷的有效变程分别为2 133 m、1 412 m和1 239 m.区域土壤养分影响因素分析显示: 不同植被覆盖下土壤有机质和养分的积累和平衡状况存在差异,其空间变异主要受海拔、地形、坡度、植被、根系分布状况等因素影响. 相似文献
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土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,也是评价区域土壤质量、土地退化程度和作物产量的重要指标。高寒生态系统土壤有机碳含量估算,对于高寒地区土壤碳库核算和土壤质量评价等都具有重要意义。本研究以青藏高原三江源区作为研究区,基于野外采集的272个土壤样本的SOC和土壤光谱室内测试数据,首先对原始光谱数据进行一阶微分(FD)、二阶微分(SD)、倒数对数(RL)、去包络线(CR)和多元散射校正(MSC)等多种数学变换;然后基于8种光谱变换数据与SOC含量的相关性分析提取特征波段,利用多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)4种方法,分别构建SOC含量的高光谱反演模型;对各种模型的模拟精度和稳定性进行评价,明确SOC含量反演的最佳光谱变换和模型组合模式。结果表明：三江源区SOC含量较高,且不同植被类型和不同土壤类型的SOC含量差异较大;总体上,单一数学变换形式中基于一阶微分(FD)变换构建的反演模型的模拟精度最高(尤其是FD-RF组合模型,其验证集R2=0.86,RMSE=8.40,RPD=2.64);多种数... 相似文献
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文章采用文献检索法收集20世纪90年代以来石漠化区植被修复和土壤研究相关论文,以全国二次土壤普查养分分级标准为基础,探讨林下土壤养分改良情况及土壤化学计量特征。结果表明：（1）中国西南石漠化区林下土壤总有机碳、全氮均值均高于全国二次土壤普查养分一等级,全磷处于二级范围,土壤养分改善效果明显,而全钾含量属于五级低钾区;（2）广西壮族自治区总有机碳和全氮均值为五省（区、市）第一,全磷和全钾位于二等级和四等级,土壤养分含量增加最明显;贵州省总有机碳、全氮高于一等级34%和37%,全磷值在二等级范围,全钾值位于第五等级,贵州省石漠化林下土壤养分改良明显;云南省总有机碳、全磷指标分别高于一等级9%、21%,全氮属于二等级,全钾属于五等级,土壤养分指标有不同程度提高;重庆市总有机碳高于一等级1.75%,全氮和全磷属于二等级,全钾为五省中最高且属于四级,土壤养分指标改良较其他三省慢;湖南省总有机碳指标为二等级,全氮、全磷、全钾值分别属于二等级、五等级、五等级,湖南省需加强石漠化治理的力度;（3）西南石漠化区土壤总有机碳和全氮指标呈正相关,植被生长亦受钾元素限制。其中,广西壮族自治区总有机碳、全氮和全... 相似文献
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《物探化探计算技术》2017,(5)
本研究采集冕宁牦牛坪稀土矿区34个样本点的土壤与高光谱数据,利用化学方法实测土壤重金属含量,计算各重金属之间皮尔森相关系数,建立Fe元素与各金属元素(Pb、Zn、Cd、Mn、Cu、As)估算模型;针对高光谱数据,进行光谱一阶微分、二阶微分、倒数对数、均方根变换、包络线去除、光谱深度计算等处理,获取特征波段,采用交叉有效性检验原则选择恰当的主成分个数,应用偏最小二乘法建立光谱一阶微分同Fe元素关系模型,最后通过计算建模样本与检验样本的相关系数及RMSE值判定各金属含量模型精度。旨在探索利用高光谱遥感技术反演土壤重金属含量的可行性,为应用高光谱遥感技术进行环境污染监测、信息提取和定量反演提供借鉴。 相似文献
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6.
垦殖前后典型黑土主要养分元素特征研究对东北黑土资源的可持续利用和保护东北大粮仓具有重要作用.在松嫩平原东部海伦地区对比研究了典型黑土区40年间土地利用未发生改变的地区（本次对比研究林地和耕地），布设了4条典型黑土剖面，对垦殖前后典型黑土剖面中土壤肥力的主要指标元素（有机质、全氮、全磷、C：N及pH值）分别对比分析.结果表明：有机质、全氮、全磷含量表现为随土壤深度急剧下降—缓慢下降—基本稳定的变化趋势；垦殖虽然改变了各土层土壤中养分元素的含量，但是并未改变其随土壤深度的变化规律；垦殖在一定程度上影响了表层黑土土壤的pH值，导致耕地表层黑土土壤慢慢酸化.研究结果可为黑土资源的可持续利用、保护及修复提供科学依据. 相似文献
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基于地统计学烟区土壤养分及pH值空间异质性分析——以重庆市酉阳县岩溶区为例 总被引：2，自引：2，他引：0
调查了解土壤养分及pH值空间异质性特征是制定烟区土壤养分管理与施肥决策的前提。本研究基于经典统计学和地统计学方法,分析了酉阳烟区土壤表层pH值及土壤养分要素的空间异质性特征。结果表明:酉阳烟区土壤有机质含量丰富,有效磷较缺乏;土壤养分指标的变异系数在13.11%～71.46%之间,有效磷的变异系数最大,而有机质、全氮、碱解氮在土壤中比较稳定;土壤有机质和全氮、全磷、碱解氮和有效磷呈极显著的正相关,pH值和有效磷和速效钾呈极显著的负相关;有机质、全氮、全磷及速效钾的变异函数曲线理论模型符合指数模型,而pH值和碱解氮则与球状模型拟合较好;全氮、碱解氮、全磷及有效磷表现出中等空间相关性,而有机质、全钾及速效钾的空间相关性表现较弱;分维数大小表现为:全钾的分维数最大,pH值、速效钾、有机质其次,全氮、碱解氮最少;土壤养分及pH值空间分布在东西和南北方向具有显著性差异,且在东西方向上的变异要高于南北方向。酉阳烟区土壤养分空间相关性不强,说明地形、施肥及耕作等随机性因素能够显著影响烟区土壤养分空间异质性。 相似文献
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利用多元逐步回归分析法，结合Landsat8 OLI遥感数据对该地区土壤有机碳进行定量反演.试验采集了164个土壤样品，通过3倍标准差准则对样品进行奇异点去除及数据集划分，其中120个样品作为训练集，44个样品作为验证集，建立土壤有机碳的多元逐步回归预测模型.结果表明：有机碳与Landsat8各波段反射率均显著相关；黑土有机碳光谱预测最优模型以倒数为自变量模型最优，决定系数R2=0.180，均方根误差RMSE=0.558，海伦地区适于Corg含量遥感反演，预测模型稳定性好，可以用于揭示黑土典型区Corg含量的空间分布特征.同时认为在不对土壤进行地面光谱测试的情况下，直接采用化学分析数据与遥感卫星相关联的方法预测模型拟合度有限，光谱对有机碳可解释性较低. 相似文献
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选取内蒙古主要产粮基地之一的托克托地区作为研究对象,以多目标地球化学调查获取的1 556个表层土壤样品的测试数据为基础数据,基于多元地学数据空间数据管理与分析系统(GeoExpl)对土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量进行描述统计及空间分布分析,并采用模糊数学和改进的内梅罗指数对区内的土壤养分综合质量进行分级。结果表明：研究区表层土壤养分综合质量中等,土壤养分因子的含量水平为全钾＞全磷＞有机质＞全氮,磷元素和钾元素是土壤养分的主要贡献因子,氮元素为土壤养分的最主要限制性因子;从养分因子的空间分布状况看,研究区北部及西北部的土壤养分状况较好。在此基础上,根据土壤养分综合质量、地形及地表状况对研究区进行了简单的农业分区规划,认为研究区西北部的平原区为主要的农业生产区。 相似文献
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喀斯特山区不同石漠化等级下土壤养分贮量与价值评估——以乌箐、偏岩等岩溶小流域为例 总被引：3，自引：3，他引：0
为探讨石漠化等级对土壤养分贮量与经济价值的影响,以贵州省金沙县喀斯特山区无石漠化农耕地(Ⅰ)为对照,在研究潜在(Ⅱ)、轻度(Ⅲ)、中度(Ⅳ)、重度(Ⅴ)石漠化土壤养分含量变化的基础上,采用土壤养分库贮量计算方法和价值替代法计算评估了不同石漠化等级下土壤养分贮量及其潜在价值。结果表明:(1)0~40cm土层有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量分别为32.31~104.12g/kg、1.35~2.87g/kg、76.90~124.00mg/kg、0.49~1.12g/kg、1.03~10.71mg/kg,12.25~26.22g/kg、114.35~245.35mg/kg;(2)土壤养分总贮量和有机质、全氮、全磷、全钾贮量依次为3.79~61.41t/hm2和2.55~48.56t/hm2、0.13~1.36t/hm2、0.04~0.52t/hm2、1.07~10.97t/hm2;(3)土壤养分总价值和有机质、全氮、全磷、全钾价值分别为0.86~9.80万元/hm2和0.08~1.55万元/hm2、0.29~3.08万元/hm2、0.04~0.53万元/hm2、0.45~4.64万元/hm2;(4)土壤养分贮量、价值均以Ⅰ最高,Ⅴ最低,随着石漠化程度加剧,土壤养分含量、贮量和价值均下降。 相似文献
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农田土壤中重金属元素富集会严重制约农作物的生长,且对人类健康造成潜在威胁。高光谱遥感数据具有极高的光谱分辨率,因而可在土壤重金属污染元素信息的定量研究中发挥重要作用。本文以雄安新区西南部及其周边农田土壤作为研究对象,在实验室测定土壤重金属元素Ni的含量,并与土壤可见-近红外高光谱数据建立土壤重金属Ni含量的定量估测模型,进一步基于CASI&SASI航空高光谱数据快速反演研究区农田土壤重金属Ni的含量,获取其分布特征。本文研究并建立了研究区土壤重金属元素基于不同光谱变换形式的多元逐步回归、偏最小二乘回归和BP神经网络统计估算模型,通过模型验证与对比,探索研究区土壤重金属Ni元素含量的最优反演模型。研究结果表明: （1）基于各光谱变换的BP神经网络模型的建模和预测精度整体上大于偏最小二乘法和多元逐步回归法模型,模型拟合精度高,预测能力较好;（2）综合来看,一阶微分处理能普遍改善模型预测效果,其中BP神经网络模型的一阶微分变换结果最佳,对于Ni元素建模精度R2高达97.1%,验证集精度R2高达98%以上;（3）选用精度最好的BP神经网络模型,通过CASI&SASI高光谱数据对研究区重金属Ni含量进行反演,反演结果与实测Ni含量数据一致性很好。 相似文献
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Yongcun Zhao Xianghua Xu Jeremy Landon Darilek Biao Huang Weixia Sun Xuezheng Shi 《Environmental Geology》2009,57(5):1089-1102
Topsoil samples (0–20 cm) (n = 237) were collected from Rugao County, China. Geostatistical variogram analysis, sequential Gaussian simulation (SGS),
and principal component (PC) analysis were applied to assess spatial variability of soil nutrients, identify the possible
areas of nutrient deficiency, and explore spatial scale of variability of soil nutrients in the county. High variability of
soil nutrient such as soil organic matter (SOM), total nitrogen (TN), available P, K, Fe, Mn, Cu, Zn, and B concentrations
were observed. Soil nutrient properties displayed significant differences in their spatial structures, with available Cu having
strong spatial dependence, SOM and available P having weak spatial dependence, and other nutrient properties having moderate
spatial dependence. The soil nutrient deficiency, defined here as measured nutrient concentrations which do not meet the advisory
threshold values specific to the county for dominant crops, namely rice, wheat, and rape seeds, was observed in available
K and Zn, and the deficient areas covered 38 and 11%, respectively. The first three PCs of the nine soil nutrient properties
explained 62.40% of the total variance. TN and SOM with higher loadings on PC1 are closely related to soil texture derived
from different parent materials. The PC2 combined intermediate response variables such as available Zn and P that are likely
to be controlled by land use and soil pH. Available B has the highest loading on PC3 and its variability of concentrations
may be primarily ascribed to localized anthropogenic influence. The amelioration of soil physical properties (i.e. soil texture)
and soil pH may improve the availability of soil nutrients and the sustainability of the agricultural system of Rugao County. 相似文献
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为了全面加强河南南阳西南耕区土地资源的利用、开发和管理工作,充分了解当地土壤的养分状况,通过实地调研、样品采集、实验分析等手段对研究区内各乡镇耕地土壤的pH值及养分(TN、TP和K)的空间分布特征进行研究,讨论不同土地利用方式下pH值及养分数据之间的差异及其各自的影响因素。半方差分析结果表明,TP最佳拟合模型为指数模型,TN、pH值、K含量以及有机质为球状模型。研究区pH、养分均表现出较弱的空间相关性,反映其受到人类活动的影响较为强烈。研究区土壤pH平均值为5.44,偏酸性,总体上呈现南高北低的空间分布特征。养分等级评价显示:TN、TP、K含量较为丰富,而有机质较为缺乏,分别为分级标准中的Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅳ级。土壤养分地球化学综合等级评价显示,全区养分等级总体上以中等为主,占总点位的69.1%,全区广泛分布。Pearson相关性分析发现研究区内土壤pH与有机质、TN弱负相关,与K显著正相关;有机质与TN表现为显著正相关,与K为负相关。不同土地利用方式下土壤各因子差异显著,旱地土壤pH值、TN、有机质以及K含量的平均值均小于灌木林地,而TP则相反。此外,区内作物调查显示玉米种植区平均pH值低于花生种植区。施肥方式、用量及种类、作物类型、土地管理、种植结构和土壤背景是造成全区养分及pH值分布差异的主要原因。 相似文献
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Spatial variability of soil nitrogen and phosphorus of a mixed forest ecosystem in Beijing,China 总被引：1，自引：1，他引：0
Spatial patterns of soil nutrient (N and P) were examined using geostatistical analysis in three different soil horizons (A,
B, C) in a mixed forest in Beijing China. Soil nutrients (total nitrogen or TN, total phosphorous or TP, and available nitrogen
or AN) were high near the surface and lower with depth. In general, the spatial correlation in soil nutrient content varied
by depth. Soil nutrient content was also strongly influenced by vegetation type and elevation. These results consist of a
set of simple statistical models that could provide information for the planning of the forest management and long-time research
in this area. 相似文献
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选择长江中下游49个湖泊进行不同季节的水体溶解无机氮(DIN)、总氮(TN)、总磷(TP),溶解性无机磷(DIP)以及叶绿素a(Chla)等环境参数分析,开展不同营养水平湖泊水体环境变化特征及生物响应机制研究。结果表明:DIN、TN/TP随TP的变化规律反映了不同营养水平和季节下地球化学作用的影响;氨氮(NH4-N)、TP、DIP、Chla尤其是NH4-N的季节性变化规律与营养水平关系密切;TP<0.05 mg/L时,NH4-N随总磷升高的趋势夏季大于其他季节,TN/TP与硝态氮(NO3-N)、TN相关性好,营养源组成和氨化作用是主要影响因素;0.05 mg/L4-N随总磷升高的趋势基本相同,TN/TP与亚硝态氮(NO2-N)、NO3-N、TN相关好,水生植物利用、氨化和反硝化作用是主要影响因素。TP>0.1 mg/L,冬季NH4-N随总磷升高的趋势明显大于其他季节,TN/TP在冬季和春季与TN、NO3-N相关性好,夏季和秋季与TP相关性好,其主要原因在于夏季和秋季水生植物对DIN的利用量、反硝化作用和湖泊内源释放的显著增强。 相似文献
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Inputs,transformations, and transport of nitrogen and phosphorus in Chesapeake Bay and selected tributaries 总被引：1，自引：0，他引：1
In this paper we assemble and analyze quantitative annual input-export budgets for total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) for Chesapeake Bay and three of its tributary estuaries (Potomac, Patuxent, and Choptank rivers). The budgets include estimates of TN and TP sources (point, diffuse, and atmospheric), internal losses (burial in sediments, fisheries yields, and denitrification), storages in the water column and sediments, internal cycling rates (zooplankton excretion and net sediment-water flux), and net downstream exchange. Annual terrestrial and atmospheric inputs (average of 1985 and 1986 data) of TN and TP ranged from 4.3 g TN m?2 yr?1 to 29.3 g TN m?2 yr?1 and 0.32 g TP m?2 yr?1 to 2.42 g TP m?2 yr?1, respectively. These rates of TN and TP input represent 6-fold to 8-fold and 13-fold to 24-fold increases in loads to these systems since the precolonial period. A recent 11-yr record for the Susquehanna River indicates that annual loads of TN and TP have varied by about 2-fold and 4-fold, respectively. TN inputs increased and TP inputs decreased during the 11-yr period. The relative importance of nutrient sources varied among these estuaries: point sources of nutrients delivered about half the annual TN and TP load to the Patuxent and nearly 60% of TP inputs to the Choptank; diffuse sources contributed 60–70% of the TN and TP inputs to the mainstream Chesapeake and Potomac River. The direct deposition of atmospheric wet-fall to the surface waters of these estuaries represented 12% or less of annual TN and TP loads except in the Choptank River (37% of TN and 20% of TP). We found direct, although damped, relationships between annual rates of nutrient input, water-column and sediment nutrient stocks, and nutrient losses via burial in sediments and denitrification. Our budgets indicate that the annual mass balance of TN and TP is maintained by a net landward exchange of TP and, with one exception (Choptank River), a net seaward transport of TN. The budgets for all systems revealed that inorganic nutrients entering these estuaries from terrestrial and atmospheric sources are rapidly converted to particulate and organic forms. Discrepancies between our budgets and others in the literature were resolved by the inclusion of sediments derived from shoreline erosion. The greatest potential for errors in our budgets can be attributed to the absence of or uncertainties in estimates of atmospheric dry-fall, contributions of nutrients via groundwater, and the sedimentation rates used to calculate nutrient burial rates. 相似文献
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东北地区黑土退化地球化学指示与退化强度 总被引：1，自引：0，他引：1
利用东北地区土地质量地球化学调查数据，分析探讨了黑土不同退化类型的地球化学指标变化，并与20世纪80年代对比分析了黑土下降的面积和强度.结果显示，有机质下降和盐碱化是黑土退化的关键因素，在有机质缺乏区和碱性土壤区，土壤C/N值均小于10.0，且全氮、全磷、全硫、有机碳等指标间呈现弱相关性，而代表黏粒的铝、铁氧化物或指标与易被这些物质吸附的微量元素仍保持“生命共同体”特点.对比海伦及公主岭地区不同时期土壤锌、钼等微量元素含量，显示锌、钼等微量元素含量10年来均明显下降，表明在黑土有机质流失以及土壤盐碱化过程中土壤全氮、全磷、全硫以及锰、锌等营养元素在一定程度上随之流失.自20世纪80年代以来，松辽平原区土壤有机碳减少面积达54.45%，有机碳减少了131 Mt，其中向大气释放碳数量为26.2 Mt.在开垦相对较晚的黑龙江省，黑土有机碳下降程度最强，由北向南随着开垦程度增强，有机碳下降程度反而相对较小，体现随着开垦程度增强，有机碳不断趋于平稳的过程.通过统计及对比研究认为，在研究黑土退化及黑土开发保护过程中既要重视人为活动导致的土壤养分流失，也要重视黑土向强酸、强碱化发展的趋势. 相似文献