2基于arcgis地统计学的黄土高原村级尺度下土壤有机质空间格局研究

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1、第28卷第4期干旱地区农业研究Vo1．28No．42010年7月AgriculturalResearchintheAridAreasJu1．2010基于ArcGIS地统计学的黄土高原村级尺度下土壤有机质空间格局研究高义民，同延安，常庆瑞，曾艳娟(西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100)摘要：在网格法采集土样的基础上，以AreGISGeostatisties模块为工具，从地统计学角度研究了陕西黄土高原地区村级尺度下土壤有机质的空间变异性和空间分布格局。结果表明，研究区360个土样的有机质平均含量为3．37k

2、g，处于较低水平，其数据符合正态分布。有机质含量可用一阶曲线拟合，其最佳半方差函数符合球状模型，且具有明显的各向异性特征，长轴方向和短轴方向的变程分别为965．7nl和440．3m，具有中等程度的空间相关性。普通Kriging插值结果显示，研究区有机质含量分布表现出较明显的北高南低、中间高四周低的阶梯状分布趋势。研究区土壤有机质的空间分布格局是结构性因素(地势)和随机性因素(土地利用类型)共同作用的结果。关键词：AreGIS；地统计学；黄土高原；村级尺度；有机质；空间格局一中图分类号：S153．621文献标识码：A文

3、章编号：1000—7601(2010)o4—0188—04土壤有机质是土壤养分的重要组成部分，是反东西和南北长均约为2200m，耕地总面积219hm2，映土壤质量或土壤健康的一个重要指标。有机质不人均耕地0．07hm2。粮食作物以小麦和玉米为主，仅在改善土壤质量、提高作物生产力和农业可持续种植面积约占总耕地面积的85％，其余耕地种植葡发展等方面具有重要意义，而且在全球碳素循环中萄、苹果和蔬菜。不同土地利用类型相对集中。土起着重要作用【1J。黄土高原是我国乃至世界水土流壤类型为蝼土，质地中壤，年平均降水量550—60O

4、失最严重、生态环境最脆弱的地区。在黄土高原的mm。该村地势南低北高，南部属于水浇地，来自机生态系统演替进程中，土壤有机质含量能较好地指抽地下水，北部无灌溉条件。这种农业生产条件和示生态系统的优劣L2J。因此，分析该区域土壤有机耕作方式在陕西黄土高原地区有一定代表性。质空间分布格局及其影响因素，对于农业生产合理布局、土地可持续利用和生态环境建设具有重要指导意义[t。自20世纪80年代以来，地统计学开始应用于土壤属性的分布、监测和空间变异_5j，成为土壤科学的研究热点。近年来随着地统计学的发展，国内外学者对土壤有机质空间

5、变异特征的研究已有较多涉及[6J，但已有研究主要集中在流域等较大尺度，村级尺度下的研究报道尚不多见。本研究采用ArcGIS地统计分析模块探讨陕西黄土高原地区村级尺度下土壤有机质的空问变异特征并进行预测，旨在揭示土壤有机质含量与农业生产环境之间的关系，为区域的可持续发展提供参考依据。l材料与方法串土壤采样点SoiIsamples1．1研究区概况研究区位于黄土高原地区的陕西扶风县揉谷乡图1土壤采样点分布新集村，村中心位于东径107。5834”，北纬34。1619”，Fig．1Mapofsoilsamples收稿日期：20

6、09．07．20基金项目：国际植物营养研究所(IPNI)；国家科技支撑计划“西北退化耕地地力恢复技术模式研究与示范”(2006BAD05B07)作者简介：高义民(1969一)，男，甘肃泾川县人，讲师，博士在读，主要从事土壤养分管理及GIS技术研究。E-mail：gaoym@nwsuaf．edu．ell。通讯作者：同延安(1956～)，男，陕西华县人，教授，博士生导师，主要从事植物营养与土壤学研究。Email：tongyanan@nwsuaf．edu．cn。第4期高义民等：基于ArcGIS地统计学的黄土高原村级尺度下土

7、壤有机质空间格局研究1891．2土样采集及化学分析点检测采用迭代算法_l，土壤采样点分布图和空间网格法结合GPS采集全村各地块耕层(0～20分析采用ArcGIS9．0，半方差模型拟合及参数选择采cm)土壤样品364个(图1)，网格边距农田为70m×用ArcGIS9．0的扩展模块GeostatisticalAnalyst。70ITI，果园501TI×50m，蔬菜地30ITI×30ITI，每个样2结果与分析品由半径5ITI内10个点土壤混合而成。土样风干2．1描述统计后压碎，过2mm筛，采用土壤养分状况系统研究法为了全面

8、、正确了解研究区土壤有机质含量的(ASI法)分析，浸提剂为0．2mol／LNaOH+0．01基本特征，消除由于采样等因素产生的小部分离群mol／LEDTA+2％甲醇，比色法测定土壤有机质含量[。值对土壤有机质空间分布趋势的影响，首先采用基于迭代的空间离群点检测算法剔除离群值，共检1．3地统计学方法和数据处理软件测到4个空间离群点。表1分别是剔除