基于GIS的推荐施肥专家系统设计与研究——以甘肃省民勤县为例

利用地理信息系统(GIS)技术,在集成二次开发的基础上,构建了服务于民勤县的基于GIS的推荐施肥专家系统.系统整合了民勤县第二次土壤普查、测土施肥项目等一线农业科技工作者积累的土壤数据,并利用这些数据构建了初始施肥模型,开发了地图基本操作、系统数据维护、信息查询、施肥模型参数编辑、施肥决策支持和专题图制作6个功能模块,实现了空间信息、属性信息和施肥参数等数据的统一管理,以及地图浏览、施肥决策、专题图编制等技术服务.同时,该系统在运行过程中可以根据后期肥效试验和新的农民施肥及作物产量等数据,进一步优化施肥模型、改进施肥参数,具备不断优化和改进的特点.

基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异特征研究——以河北省遵化市为例

基于地理信息系统 (GIS)和地统计学研究了河北省遵化市土壤表层 ( 0～ 2 0cm )碱解氮、全氮、速效钾、速效磷和有机质等 5种养分要素的空间变异规律 .应用GIS能够将系统变量的属性数据同地理数据相结合 ,使大区域范围内进行地统计学分析变得较为方便 .研究表明 ,全氮、碱解氮、速效磷、有机质变异函数曲线的理论模型符合球状模型 ,速效钾的理论模型表现为指数模型和有基台值的线性模型的套合结构 ;碱解氮、全氮、速效磷、有机质的空间变异主要是由随机性因素引起的 ,但程度有所差异 ,全氮和有机质由随机性因素引起的空间异质性程度较高 ,碱解氮和速效磷较低 ;速效钾的空间变异则主要是由结构性因素引起 ;5种养分要素的空间自相关程度都属于中等的空间自相关 ,但空间变异的尺度范围不同 ,碱解氮和速效磷变异尺度基本相近 ,为 5和5 .5km ;全氮较大 ,为 14 .5km ;有机质为 8.5km ;速效钾的变异尺度有两个 ,0～ 3 .5km主要以指数模型为主 ,3 .5～ 2 5 .5km范围内以有基台值的线性模型为主 .5种养分要素的各向同性的范围不同 ,碱解氮和速效磷在整个范围 ( 0～ 2 8km )都表现出各向同性 ,全氮和有机质的其次 ,为 0～ 10km ;速效钾的较小 ,为 0～ 8km .

基于GIS的缓坡烟田土壤养分空间变异研究

综合运用地统计学和GIS相结合的方法,分析了缓坡地形下土壤养分的空间变异规律,并绘制养分空间分布图,为山地缓坡烟田养分分区及精准施肥决策提供理论依据。结果表明:研究区内4种养分含量均具中等程度变异。土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的变程分别为61.8、76.3、70.5 m和57 m。土壤速效钾的分形维数最高,有机质和碱解氮其次,速效磷最低。有机质和速效钾的最适模型为指数模型,块金系数分别为30.9%和31.1%;碱解氮和速效磷可用球状模型进行较好拟合,其块金系数分别为37.7%和26.4%,4种养分均有中等程度的空间相关性。各向异性和趋势性分析均显示,有机质和速效磷具有较强的各向异性,碱解氮和速效钾的各向同性范围最广。研究区4种养分的空间分布格局在海拔和坡度的影响下呈现出一定的规律性,低值均在坡度较大的中北部出现,东北部和南部较平缓区域出现高值。

基于GIS和地统计学的植烟土壤养分空间分析

为推进植烟土壤的精细管理与合理施肥,以辽宁昌图烟区为例,采用GIS和地统计学相结合的方法,对其植烟土壤养分的空间变异及分布特征进行了分析。研究结果表明,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的空间变异函数均为球状模型。其中,土壤碱解氮具有强烈的空间相关性,说明其受母质、地形、土壤类型等结构因素影响较大;土壤有机质、速效磷和速效钾具有中等的空间相关性,说明其受结构因素和施肥、管理水平等随机因素共同影响。Kriging插值图较为直观地描述了昌图烟区植烟土壤养分的空间分布规律。

基于地统计学和GIS的江西省森林土壤养分空间分布特征

土壤作为一种形态和演化过程都十分复杂的自然综合体,在成土过程中,受到不同的自然、环境条件因素的影响,使得土壤养分的分布具有高度的差异性。研究基于江西省340个森林土壤剖面5个土层(0—10cm,10—20cm,20—30cm,30—50cm和50—100cm)土壤养分数据,运用地统计学方法和GIS技术对江西省森林土壤有机质(SOM)、全氮(TN)及全磷(TP)空间变异特征进行研究,并分析了三种土壤养分在江西省的空间分布特点。结果表明:(1)垂直方向上看,江西省森林土壤SOM,TN均随土层深度增加而减少,而TP变化趋势不明显;水平方向上看,土壤SOM总体丰富,高值区主要在东北部和西部;TN具有明显的南北分异,赣北地区森林土壤TN含量较高,赣南地区较为缺乏;全省各地磷素较为缺乏,各方向无明显分异;(2)江西省森林土壤养分受植被类型、土壤类型影响大,土壤养分含量总体表现为棕壤>黄壤>红壤,竹林>阔叶林>针叶林;(3)SOM具有强烈变异性,各土层变异系数为77.88%~123.73%,产生了严重的"贫富差距",TN和TP具有中等程度的变异;(4)球状模型、指数模型、高斯模型能较好地描述江西森林土壤养分空间变异特征,TN和TP的空间自相关性在垂直方向上具有"上下强,中间弱"的规律,SOM表现为"上强下弱"的规律,植被因素和取样方式均为造成较大的随机性变异的主因;表层土壤中SOM和TN变程在100km以内,深层土壤变程均大于200km,TP自相关距离相对较小,为19~75km;(5)江西省山地森林土壤养分含量显著高于丘陵森林,土壤养分形成由江西省边界山区向吉泰盆地等中部地区递减的趋势。

基于GIS与地统计学土壤养分空间变异特征研究--以辽宁省凌源市6乡镇为例

以辽宁省凌源市西南部6乡镇为研究对象，利用GPS定位采集了1042个土壤表层样。采用传统统计学和地统计学相结合的方法，研究了土壤养分的空间变异特征。结果表明，土壤养分的变异系数为29．45％～67．25％，变异强度是有效磷〉碱解氮〉有机质〉速效钾。有机质、碱解氮和速效钾的C0／（C0＋C）比值均在49．7％～49．90％之间，都具有中等的相关性，而有效磷的C0／（C0＋C）的比值为100％，空间的相关性较弱。分维数D大小顺序为：有效磷〉碱解氮〉速效钾〉有机质。Kriging插值分析表明，研究区土壤养分的空间分布格局主要受土地利用类型影响较大。

基于GIS和地统计学的土壤养分空间变异分析

运用GIS和地统计学相结合的方法研究了新郑市土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾的空间变异情况。结果表明,有机质、全氮和速效钾的变异系数在29%～45%,有效磷变异系数最大为75%;通过地统计学的半方差函数分析,有机质和全氮空间变异性表现朝均一化方向发展,都具有中等空间相关性,有效磷空间相关性最弱,主要受随机性因素的影响;采用克立格方法进行最优内插,绘制了养分含量分布图,并对其空间变异进行了初步分析。本研究为有效利用土壤和因地制宜开展施肥工作提供依据。

基于空间统计学和GIS的农牧交错带土壤养分空间特征分析——以内蒙古翁牛特旗为例

土壤养分是土壤肥力的重要标志,是土地评价和管理的重要指标之一。通过空间统计分析和G IS分析了农牧交错带土壤养分的空间分布特征。结果表明,土壤有机质的M oran I系数对尺度响应敏感,随着尺度的增大,空间自相关性减少,而全氮、速效磷和速效钾的M oran I系数对空间的尺度响应不明显;土壤的有机质、全氮和速效磷在50 km的范围内表现出空间的正相关,而在60 km以外表现出空间的负相关;土壤表层速效钾变程最大(33 000 m),全氮次之(11 000 m),速效磷最小(3 000 m);土壤表层养分的变程与分维数呈明显的负相关关系;土壤表层有机质和速效钾的最佳拟合模型为指数模型,而全氮和速效磷的最佳拟合模型为球状模型。

基于GIS的上海崇明耕地土壤主要养分的空间变异研究

采用GIS与地统计学相结合的方法,对上海崇明表层土壤有机质(OM)、全氮(TN)、水解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、阳离子交换容量(CEC)等的空间变异分布规律进行了详细的分析研究。研究中采用以最小块金效应法确定步长及相关参数,从而保证了进行筛选试验时理论插值模型的稳定性及其精度的可比性。结果表明,采样数据中,AK和CEC呈弱变异性, TN、AN、AP和OM含量呈中等强度变异性;除TN_S(S-小尺度,L-大尺度,下同)、AN_S及AK外,其他养分指标都呈明显的向异性:对偏基台值的比较分析发现,OM、TN_L、AN_L、AK、CEC的空间变异主要受大范围生态因素影响,其主变程基本大于10 km, TN_S、AN_S、AP受小范围生产因素影响,其变程小于5 km,且其中CEC的空间自关性较弱,TN较强,其余指标均为中等空间自相关;OM、AP变异函数的理论模型符合四球模型,AK、CEC符合球状模型,TN和AN均符合多尺度模型;其中TN_L采用孔穴效应模型、TN_S采用球状模型;AN_(L/S)均采用高斯模型;多尺度模型插值有效地调和了模型的宏观性和精确性;最终生成的养分含量分布图可直观反应它们的空间连续分布状态。

基于GIS的湖北省江陵县土壤养分空间变异研究

结合应用GIS与地统计学,研究了湖北省江陵县土壤表层(0～20cm)碱解氮、速效磷、速效钾和有机质等属性的空间变异规律。结果表明,所有观测养分的变异系数均属于中等变异强度。结构分析结果表明,碱解氮、有机质、速效磷变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效钾的理论模型符合高斯模型;碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异主要是随机性因素引起的,但程度有所差异,有机质的空间变异则主要是结构性因素引起的;4种养分要素的空间自相关程度都属于中等的空间自相关,但尺度范围不同,碱解氮、有机质、速效磷的空间相关距离较大,达49.1km,速效钾自相关距离为17.9km。采用Kriging插值方法生成了养分分布等值区图,可更直观地了解县域的土壤养分丰缺状况。

基于GIS长期定位耕地土壤养分时空变异评价研究--以肥城市为例

基于GIS技术,通过分析肥城市长期定位耕地1998年至2004年的土壤养分指标,采用相关系数法确定土壤养分指数权重,应用ArcGIS软件制图与空间分析功能,利用SAS软件对养分数据进行统计分析。研究结果表明,1998～2004年间肥城市长期定位耕地土壤养分指标和土壤养分指数时空变异规律总体呈上升趋势。土壤养分指标的时间变异规律为土壤有机质、有效磷和速效钾含量均随时间延续呈上升趋势,最大上升幅度分别达3.20g kg^(-1)、15.29 mg kg^(-1)、40.07 mg kg^(-1),土壤碱解氮平均维持在76.67 mg kg^(-1)左右;其空间变异规律为土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾县域大部分区域均趋于升高,仅有小部分区域趋于降低;土壤养分指数的时空变异规律呈增长趋势,有41.31%的区域上升,仅9.05%的区域降低。研究明确了提高农业科技投入的方向和区域,对现代农田配方施肥、平衡施肥和区域养分资源综合管理具有积极意义。

基于GIS的城乡交错带土壤养分空间特征研究——以洪雅县为例

在ArcGIS9.0平台上运用地统计学方法研究了洪雅县城乡交错带土壤养分的空间变异。结果表明:土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量的变异函数最优拟合模型分别为球状、指数、高斯和指数模型。土壤有机质和全氮有相似的空间分布特征,均呈条带状或小团块状分布,由柳街低值中心向北逐渐增加,在高岩村和李家湾达到最高;全磷的空间分布呈明显的带状,北高南低,高值中心在红星村-新村-柳街条带以北,低值中心在阳坪农场;全钾的空间分布与有机质和全氮的空间分布相反,呈条带状或小团块状分布,以柳街为高值中心向北递减。土壤有机质、全氮、全磷和全钾的块金值与基台值之比分别为38.12%、46.97%、87.5%和0,土壤有机质和全氮有中等的空间自相关,全磷空间自相关性弱,而全钾具有恒定的空间自相关性。成土母质、土地利用方式、地形地貌条件和气候等与土壤养分的空间分布均关系密切。

GIS支持下的典型油菜地土壤养分特性空间变异研究

采用地理信息系统及地统计学方法,分析了典型油菜地土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾和有效硼等养分的空间变异规律,并绘制养分空间分布图,为油菜地精细管理与有效施肥提供理论依据.结果表明：5种养分的变异系数均在16.88％～65.42％之间,属于中等程度的变异.全氮和速效钾的块金系数小于0.25,具有强烈的空间相关性;pH值和其他3种养分则具有中等程度的空间相关性.经过半方差函数分析,采用高斯模型、指数模型、球状模型和线性模型对养分参数进行拟合,并利用GS＋与ArcGIS绘制养分分布图,结果表明,研究区土壤理化性状存在明显的空间差异,总体表现在西南区域的有机质、全氮、有效磷、速效钾和有效硼等各个养分的含量都较高,具备很好的油菜种植生产条件,东北部区域养分含量普遍较低,其主要影响因素为结构性和人为随机性因素.

基于GIS的广西油茶林地土壤养分空间变异和肥力适宜性评价

以广西各地油茶种植林地的490个土壤样点的15个养分指标为基础,采用普通克里格插值方法、指数和评价法,分析土壤养分空间变异特征和油茶种植适宜性分区。根据指数和梯度分段值,将油茶土壤养分适宜性划分为3个分区:最适宜、较适宜和不适宜3个分区。分区结果,大部分油茶主产区都在土壤养分最适宜或者较适宜分区内,三江、融水、融安3县处于土壤养分不适宜分区,生产中应适当注意改善土壤养分状况。

基于GIS的水土保持措施下坡耕地土壤养分变异特征

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型(球状模型),研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:(1)5个指标的空间变异度对比:TP>有效P>TN>有机质>pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。(2)运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。(3)上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。

基于GIS的九寨沟县域土壤养分空间变异特征

利用地统计学方法和GIS技术研究了四川省九寨沟县土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和p H的空间异质性。结果表明,土壤有机质、全氮含量丰富,处于一级水平;碱解氮、速效磷、速效钾和p H的空间异质性相对较大,碱解氮含量均值为89.95 mg/kg,速效磷含量均值为36.83 mg/kg,速效钾含量均值为144.70 mg/kg,p H均值为7.91。提出应增施碱解氮肥、分类施用钾肥和磷肥,注意补充养分与调节相结合,并采取相应的措施调节土壤酸碱度。

基于GIS技术的水源地土壤养分评价——以滩小关水源地为例

以GIS技术和传统技术相结合,定性描述与定量分析相结合,用系统论和对比分析的方法调查、分析、评价了滩小关水源地土壤养分质量状况,并针对其中存在的问题提出了一些建议。其中,利用GPS快速准确地测到带有坐标记录的采样点,利用MAPGIS对采样点进行空间插值获取土壤养分等级空间分布图,并对其空间分布特征进行了科学的分析。结果表明:研究区土壤养分含量缺乏,尤其氮磷养分不足,有机质含量不高。

基于GIS技术的土壤养分时空变异研究

文章选取了甘肃省民勤县作为研究区域,运用GIS技术和地统计学相结合的方法,根据1980年第二次土壤普查和2006年测土施肥土壤养分数据,制作了民勤县的土壤养分空间分布图,研究了该区域土壤养分空间的、时间的变异特征。结果表明,从1980年到2006年,土壤有机质、速效磷、碱解氮分别增加了11.2%,214.2%,1.04%,土壤速效钾减少了27.40%,这种时间上的变异主要是由耕作、施肥等人为因素引起的。空间变异的原因则各有不同,速效钾的含量变化主要受土壤母质影响较大,碱解氮的含量变化主要受农民施肥及耕作习惯影响较大,而有机质和速效磷的含量变化是受施肥、耕作、种植、灌溉等人为因素和结构性共同影响的结果。

基于GIS和地统计学的植烟土壤养分空间分析

为阐明诸城烟区植烟土壤肥力差异，推进大田精细管理与合理施肥，基于GPS定位技术，共取得384个耕层（0～20cm）土壤样品，采用GIS技术和地统计学、经典统计学相结合的方法，对其土壤养分（有机质、水解氮、有效磷、速效钾）的空间变异及分布特征进行分析。结果表明：诸城植烟土壤养分均表现出一定程度的变异，其变异程度大小表现为：有效磷〉速效钾〉有机质〉水解氮。其空间变异均可以直接进行变异函数拟合，其中土壤水解氮具有强烈的空间相关性，说明其受母质、地形、土壤类型等结构因素影响较大；土壤有机质、速效磷、速效钾具有中等的空间相关性，说明其受结构因素和施肥等随机因素共同影响。

基于GIS的皖北县域土壤养分空间变化研究

以安徽省测土配方项目所得的各县市土壤养分含量数据为研究基础,利用GIS地统计、分层分类等技术,研究了皖北地区县域土壤养分中全氮、有机质、有效磷、速效钾的空间分布差异。结果表明,皖北地区各县市的土壤养分含量具有明显的空间分布规律,整体上呈现相近县区各类土壤养分含量相近,土壤养分含量空间渐变特征明显。速效钾、有效磷的渐变趋势与淮河的主要支流流向相似。蚌埠、淮南等区域有丘陵分布,其各类土壤养分含量均在中高等水平。