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基于河北省第二次全国土壤普查数据,对比了常用土壤有机碳相关因子土地利用和土壤类型与普通克里格插值结合前后对土壤有机碳密度空间预测精度的差异,探讨了普通克里格插值在区域土壤有机碳空间预测中的应用。研究结果表明,土地利用能够独立解释土壤有机碳密度总方差的19.0%,与普通克里格插值结合以后能够将对土壤有机碳密度总方差的解释程度显著提高到30.2%。低级土壤分类土属能够独立解释土壤有机碳密度总方差的45.0%,但与普通克里格插值结合以后对土壤有机碳密度总方差的解释程度为44.8%,两者相差不大。因此区域空间上能否进一步应用普通克里格插值优化土壤有机碳的空间预测与所选用的土壤有机碳相关因子有关。 相似文献
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黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子 总被引：5，自引：0，他引：5
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不同方法预测河北省土壤有机碳密度空间分布特征的研究 总被引：9，自引：1，他引：9
运用多元线性回归、泛克里格和回归克里格三种方法,结合由DEM获取的地形属性因子预测了河北省土壤有机碳密度的空间分布。多元线性回归预测的残差较大,模型对总方差的解释仅18.6%,采用泛克里格方法后,预测残差降低,预测结果的极差范围变宽,低碳密度区的局部变异得以体现,模型对总方差的解释程度提高到53%。而回归克里格方法应用后预测残差和均方根预测误差进一步降低,模型对总方差的解释程度提高到65%,回归克里格方法也能更好地反映碳密度与地形的关系以及局部变异。三种方法中回归克里格预测效果最好,泛克里格次之,而多元线性回归方法最差。 相似文献
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运用多元线性回归、泛克里格和回归克里格三种方法,结合由DEM获取的地形属性因子预测了河北省土壤有机碳密度的空间分布.多元线性回归预测的残差较大,模型对总方差的解释仅18.6%,采用泛克里格方法后,预测残差降低,预测结果的极差范围变宽,低碳密度区的局部变异得以体现,模型对总方差的解释程度提高到53%.而回归克里格方法应用后预测残差和均方根预测误差进一步降低,模型对总方差的解释程度提高到65%,回归克里格方法也能更好地反映碳密度与地形的关系以及局部变异.三种方法中回归克里格预测效果最好,泛克里格次之,而多元线性回归方法最差. 相似文献
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沂蒙山区降雨侵蚀力空间分布推算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
以沂蒙山区88个雨量站点1980—2010年日降水数据为基础,采用普通克里格法和回归克里格法对多年平均降雨侵蚀力进行空间插值预测,分析评价不同空间插值方法预测结果的精度及差异性,掌握沂蒙山区降雨侵蚀力及空间分布特征。结果表明:1)2种方法降雨侵蚀力插值结果空间分布规律一致,但回归克里格法对局部变异性描述更为精确;回归克里格法降雨侵蚀力预测值与实算值接近,降雨侵蚀力预测相对精度较普通克里格法提高53.64%。2)沂蒙山区降雨侵蚀力最大值为5 438.22 MJ·mm/(hm2·h·a),最小值3 033.23 MJ·mm/(hm2·h·a),均值4 133.92 MJ·mm/(hm2·h·a);半方差函数分析显示,年均汛期降雨量和年均侵蚀性降雨量是影响降雨侵蚀力空间变异的主要因素。3)沂蒙山区降雨侵蚀力空间分布上遵循从南向西北和东北2个方向逐渐递减的特征,降雨侵蚀力在沂蒙山区空间分布上属中等变异,但在县域尺度空间分布上呈弱变异(邹城除外)。 相似文献
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结合高光谱信息的土壤有机碳密度地统计模型 总被引：4，自引：2，他引：2
传统线性回归模型在借助光谱信息进行土壤属性预测时,通常忽略了土壤自身所具有的空间异质性和依赖性,并且未考虑模型残差的空间结构。针对以上不足,该文以江汉平原232个土壤样本为研究对象,以土壤反射光谱为辅助变量,采用偏最小二乘回归、普通克里格、协同克里格以及回归克里格分别构建土壤有机碳密度预测模型,选取决定系数(R~2)、均方根误差、标准差与预测均方根误差比(ratio of performance to deviation,RPD)对模型预测精度进行对比评价。结果显示,结合高光谱信息,且同时考虑残差空间结构的回归克里格模型表现优于其他模型,预测决定系数R~2为0.617,RPD为1.614。鉴于土壤光谱信息同时还具有测定简单、省时、无损等优点,因此土壤光谱是土壤有机碳密度空间插值的理想辅助因子。 相似文献
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在大区域尺度、有限土壤样点情况下,为探索准确预测土壤属性的方法,以海南岛为研究区,采用近似网格采样方法,采集130个样点,用多元线性回归(MLR)、普通克里格(OK)和回归克里格(RK)3种模型方法进行土壤全氮预测,并以29个验证点比较了预测精度。结果显示:1)对较大区域进行土壤全氮的空间分布的预测精度为OKRKMLR;2)3种模型对土壤全氮含量空间预测分布趋势基本一致,总趋势为岛内自东向西方向逐渐降低;3)0~5 cm土壤全氮含量与土地利用方式呈极显著相关关系,0~20 cm土壤全氮含量与归一化植被指数呈显著相关,20~40、40~60 cm土壤全氮含量与归一化植被指数、坡度呈极显著或显著相关。 相似文献
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如何利用有限的土壤采样点准确预测土壤属性一直是研究的热点。基于河北省全国第二次土壤普查数据,运用方差分析研究了使用土地利用和克里格插值来表征区域表层土壤有机碳空间分布的可行性。结果表明:土地利用是表层土壤有机碳密度空间分异的一个影响因子,可以直接使用土地利用来反映表层土壤有机碳密度在空间上的分布和变化。但单一的土地利用对土壤有机碳密度空间分异的反映能力还不是很高,而土地利用与普通克里格插值结合以后能显著地提高对土壤有机碳空间分异的解释水平。因此区域空间上可以将土地利用与普通克里格插值结合来表征表层土壤有机碳密度的空间分布。 相似文献
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苹果主产区土壤养分空间分布特征及其影响因素——以陕西省礼泉县为例 总被引：5，自引：4，他引：5
客观、定量化分析土壤养分空间异质性及其影响因素,可为作物精准施肥提供科学依据。本研究以陕西省礼泉县苹果产区为研究区,基于“S”形的样点布设法采集果园0~40 cm土层的土壤样品,运用地统计学和GIS研究了土壤有机质、碱解氮、速效钾和有效磷4种养分的预测精度,并通过交叉验证和相对预测误差确定最优预测模型,绘制果园土壤养分空间分布图,综合分析土壤养分空间分布特征,及结合相关性分析和多元线性回归分析,探讨土壤养分的影响因素及其权重。结果表明:1在最佳变异函数理论模型下,普通克里格法对果区土壤碱解氮的预测精度高,协同克里格对其他3种养分的预测精度高。2土壤有机质的空间分布格局是由骏马-阡东和建陵-昭陵一带向中部递减;赵镇至史德镇的东部为碱解氮的高值区,分别向东、北和西南递减;速效钾的高值区主要分布在研究区南部,北部大多数地区钾含量偏低;有效磷的高值区分布在烽火和骏马镇、石潭-昭陵镇一线。3有机质与地形因子具有显著相关性,碱解氮受NDVI、土壤类型和地形因子的影响,速效钾与当地坡度、坡向具有显著相关性,但有效磷与三大类因子的相关性不显著。 相似文献
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基于环境变量的中国土壤有机碳空间分布特征 总被引：3，自引：0，他引：3
研究中国土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的空间分布特征对SOC储量估算以及农业生产管理具有重要意义。以全国第二次土壤普查2473个土壤典型剖面的表层(A层)SOC含量为研究对象,探寻地形、气候和植被等环境因素对SOC空间异质性分布的影响;以普通克里格法为对照,利用地理加权回归、地理加权回归克里格、多元线性回归和回归克里格模型建立SOC空间预测模型;并分别绘制了中国SOC的空间分布预测图。结果表明:(1)SOC含量与年均降水量、年均温、归一化植被指数、高程以及地形粗糙指数呈极显著相关关系;(2)平均绝对估计误差、均方根误差、平均相对误差和皮尔逊相关系数等模型验证指标表明地理加权回归的预测精度优于其他模型,可以更好地绘制SOC在大尺度上的空间分布特征;(3)较高SOC含量主要分布在研究区东北部、西南部以及东南部,而西北部SOC含量普遍偏低。本文以期从大尺度上探讨土壤属性与环境变量之间的相关关系,为全国土壤属性的空间制图提供一定的解决方案和思路。 相似文献
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Nematodes are indicators of soil quality and soil health. Knowledge of the relationships between nematode-based soil quality indices and environmental properties is beneficial for assessing environmental threats on soil biota. This study evaluated the spatial distribution of nematode-based soil quality indices in a 23-ha heavy metal-polluted nature reserve using geostatistical methods. We expected that a selection of abiotic soil properties (pH and moisture, clay, organic matter, cadmium (Cd), and zinc (Zn) contents) could explain a significant portion of the spatial variation of the indices and that regression kriging could more accurately model their spatial distribution than ordinary kriging. A stratified simple random sampling scheme was used to select 80 locations where soil samples were taken to extract nematodes and derive the indices. The area had a distinct gradient in soil properties with Cd and Zn content ranging from 0.07 to 68.9 and 5.3 to 1329 mg kg-1, respectively. Linear regression models were fitted to describe the relationships between the indices and soil properties. By also modelling the spatial correlation structure of regression residuals using spherical semivariograms, regression kriging was used to produce maps of the indices. The regression models explained between 21% and 44% of the total original variance in the indices. Soil pH was a significant explanatory variable in almost all cases, while heavy metal conent had a remarkably low effect. In some cases, the regression residuals had spatial structure. Independent validation indicated that in all cases, regression kriging performed slightly better because of having lower values of the root mean square prediction error and a mean prediction error closer to zero than ordinary kriging. This study showed the importance of soil properties in explaining the spatial distribution of biological soil quality indices in ecological risk assessment. 相似文献
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内蒙古土壤pH值、粘粒和有机质含量的空间结构特征 总被引：13，自引：2，他引：13
采用半方差函数和普通克里格方法分析了内蒙古地区土壤 pH、粘粒和有机质含量的空间结构特征 .结果表明 ,内蒙古土壤 pH、粘粒和有机质含量的空间结构特征可以用线性半方差函数模型加以描述 ,且具有明显的各向异性 .插值结果显示 ,它们的空间变异尺度与土类分布具有较好的一致性 .内蒙古地区土壤 pH值表现为自东向西逐渐升高的趋势 ,而粘粒和有机质含量测沿同一方向逐渐降低 .表生地球化学作用的空间变异是决定内蒙古土壤上述参数分布特征与尺度的主要因素 . 相似文献
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Fanuel Laekemariam Kibebew Kibret Tekalign Mamo Hailu Shiferaw 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2018,49(1):124-137
This study assesses soil spatial variability and maps fertilizer types using geostatistics. A total of 789 soil samples were collected from Wolaita area, Southern Ethiopia. Ordinary kriging was employed. The result considering coefficient of variation exhibited diverse soil variability (10% to 236%). Exponential semivariogram model described spatial structure of organic carbon (OC), total nitrogen (N), phosphorus (P), magnesium (Mg), boron (B), iron (Fe), zinc (Zn), cation exchange capacity (CEC) and potassium(K)/Mg. Semivariogram model was spherical for pH, calcium (Ca), manganese (Mn), and Gaussian for sulfur (S) and K. Spatial dependence was strong (Cu, Fe and Zn), moderate (pH, OC, N, S, Ca, Mg, B, Mn and CEC), and weak (P and K). Autocorrelation was between 276 and 15,118 meters. Overall, 46% of nutrients (N, P, K, S, B, and Cu) obtained from soil were deficient. Thus, for site-specific nutrient interventions, three fertilizer types (NPKSBCu, NPSBCu, and NPKSB) are suggested. 相似文献
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Small scale digital soil mapping in Southeastern Kenya 总被引：1，自引：0，他引：1
Digital soil mapping techniques appear to be an interesting alternative for traditional soil survey techniques. However, most applications deal with (semi-)detailed soil surveys where soil variability is determined by a limited number of soil forming factors. The question that remains is whether digital soil mapping techniques are equally suitable for exploratory or reconnaissance soil surveys in more extensive areas with limited data availability. We applied digital soil mapping in a 13,500 km2 study area in Kenya with the main aim to create a reconnaissance soil map to assess clay and soil organic carbon contents in terraced maize fields. Soil spatial variability prediction was based on environmental correlation using the concepts of the soil forming factors equation. During field work, 95 composite soil samples were collected. Auxiliary spatially exhaustive data provided insight on the spatial variation of climate, land cover, topography and parent material. The final digital soil maps were elaborated using regression kriging. The variance explained by the regression kriging models was estimated as 13% and 37% for soil organic carbon and clay respectively. These results were confirmed by cross-validation and provide a significant improvement compared to the existing soil survey. 相似文献
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基于特征变量与支持向量机回归克里格(SVRK)法的湿地土壤有机质空间变异特征分析 总被引：1，自引：1，他引：1
选取适宜变量与有效方法有助于揭示河口湿地土壤有机质的空间异质性,对维护湿地生态平衡和全球碳循环的具有重要作用。以福州市闽江河口湿地为研究区,采用逐步回归分析与主成分分析法筛选显著的特征变量,运用支持向量机回归克里格法(SVROK)分析湿地土壤有机质的空间异质性,并与神经网络克里格法(BPNNOK)、回归克里格法(RK)进行比较。结果表明：归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、土壤水分指数(PDI)、汇流累积量(FA)及沉积物移动指数(STI)与土壤有机质含量关系密切,其逐步回归模型的判定系数R2为0.446,显著性概率值P<0.0001,可转换为3个独立的主成分作为模型的自变量。研究区土壤有机质的空间变异主要受结构性因素影响,呈现出“北低南高”的空间格局,采用SVROK模型的预测精度更高,可较好的体现河口湿地土壤有机质的空间异质特征。该研究可为同类区域的土壤有机质空间特征研究提供方法支撑。 相似文献
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锡林河流域土壤有机碳空间变异分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了探索锡林河流域土壤有机碳的空间变异规律,基于半方差函数理论和普通克里格插值研究了0-10 cm,20-30 cm,40-50 cm土壤有机碳变异特征及分布格局。结果表明,（1）0-10 cm,20-30 cm,40-50 cm层土壤有机碳的最优拟合模型依次是高斯模型、高斯模型、指数模型。（2）随着土层深度的增加,土壤有机碳空间分布相关性增强,0-10 cm层土壤有机碳存在中等空间分布相关性,20-30 cm与40-50 cm层土壤有机碳具有强烈的空间分布相关性,自相关距离分别为25.81 km,20.26 km,45.00 km。（3）各向异性分析表明:各方向土壤有机碳变异程度随着土层深度增加而减弱,同层不同方向半方差变化明显,各向异性显著,不同层西南-东北45°方向以及东南-西北135°方向半方差变化最为明显,而各层45°方向变异程度却表现出相似性。（4）各层土壤有机碳分布具有一致性,流域南部边缘到东部以及东北部为土壤有机碳含量较高区域,北部、西北部以及上游的中南部是全流域土壤有机碳含量最低的区域,西部以及西南部土壤有机碳含量处于相对中等水平,流域地形与植被分布特征决定了土壤有机碳这种分布特点。 相似文献