第2期 盛建东等：不同取样尺度农田土壤速效养分空间变异特征初步研究 65 表2在允许误差范围内合理取样数目 Table2 Reasonable aming number with in required relative erro 项目 标准卷 均值 相对误差Rdative crro mg/kg 209% 15% 10% 59 100m(56 碱解氢AlN 14.5 36 16 29 65 260 速效腾Ax 2.8 9.0 10 17 39 155 速效钾A.K 74.7 290 1 50m(9 速效磷Aral 44 30 9 16 速效钾Ar山. 57 290 4 7 15 25m(110 碱解氨A1.N 56 37.9 17 30 68 1 速效A 10.7 34 速效钾A.K 312 2.3不同取样间距土壤速效养分空间变异特征 要受到土壤母质等结构性因素的影响。变程表示变 分析 异函数的自相关范用.在范用值内相关.在范围值 速效养分的半方差模型拟和结果见表3，分析 独立：100m间距中速效钾的变程最大(1428 模型参数分析可知：模型块金效应即Cd(C+C), m),其次是碱解氮速效磷最小：50m间距的变程 反映变量空间变异的来源，比值越大表明人为因素 碱解氨最大，速效磷与速效钾相近：25m间距的速 灌溉、施肥、耕作等的影响越明显，反之，结构性因 效养分变程在三种间距中最小(100~150m)。总体 素（母质、气候、生物、地形等）的影响占主要地位。本 分析.速效钾的变程大于碱解氮.速效磷最小。随看 研究同一间距谏效氮的块金效应大于谏效碰谏效 取样间距的减小谏效养分的变程具有减小趋热日 磷大于速效钾，说明人为因素对碱解氮与速效磷空 各养分变程的变化幅度减小。 间变异性的影响较速效钾强速效钾的空间变异主 表3土壤养分的空间变异理论模型及模型参数 Table 3 Theoretical modek and model parameters for the change in soil nutrients 基台值 项目 块金值 Co+C) o 决定系数 100m(56 城解氯AalN 118.5 237.1 50 582 0.922 速效磷AalP 801 13.4 0.873 速效钾A温 Ex ponet 1.8 097 50m(9 碱解氨AmlN Exponmt 160 319 50.0 798 0.891 速效砖Axd Sph erical 275 6.814 40.4 0.855 速赞钾A,dK 788 3556 212 252 0.902 25m(11) 碱解氢ALN 89 257 34.7 107 0.927 速效磷Aal Ex ponen 327 14 0.836 速效钾Ard.K Spherical 702 3225 21.8 108 0.979 注：Exponent:指数模型，Spherica止球状模型。 利用土壤养分采样点的原始数据与相应的地统 不同种尺度下等值线的疏密尺度养异显著尤其 计学模型参数，借助Surfer3.2软件进行Kriging插 100m尺度的等值线相对稀疏，表明不同尺度的等 值分析，利用GS软件进行边界裁剪，得到不同取 值线图反映的是该尺度下土壤特征的空间变异 羊间距下土壤养分的等值线图（见图2）。由图可知 势，这是由于等值线是通过实测数据与半方差函数 不同取样间距下土壤特性表现出不同的分布特点： 模型参数来制作的，因此等值线的分布与实测数据 在等俏线的间距保持统一的情况下，同一土璃特征 的数量以及半方差模型参数具有密切的关系。 C 1994-2011 China academic Journal electronic Publishing House.all rights reserved.http://www.cnkinet 表 2 在允许误差范围内合理取样数目 Ta ble 2 Reasonable sampling number w ith in r equir ed r elativ e err or 取样间距( 取样数) Sam pling int erval ( Sampl e number) 项目 It em 标准差 Std. 均值 Mean ( mg/ kg) 相对误差 Rel ative er ror 20% 15% 10% 5% 100 m ( 56) 碱解氮 Avail. N 14. 5 36 16 29 65 260 速效磷 Avail. P 2. 8 9. 0 10 17 39 155 速效钾 Avail.K 74. 7 290 7 12 27 106 50 m ( 97) 碱解氮 Avail. N 16 34 22 39 89 354 速效磷 Avail. P 2. 8 9. 4 9 16 35 142 速效钾 Avail.K 57 290 4 7 15 62 25 m ( 111) 碱解氮 Avail. N 15. 6 37. 9 17 30 68 271 速效磷 Avail. P 3. 1 10. 7 8 15 34 134 速效钾 Avail.K 56 312 3 6 13 52 2. 3 不同取样间距土壤速效养分空间变异特征 分析 速效养分的半方差模型拟和结果见表 3, 分析 模型参数分析可知: 模型块金效应即 C0/ ( C0+ C) , 反映变量空间变异的来源, 比值越大表明人为因素 ( 灌溉、施肥、耕作等) 的影响越明显, 反之, 结构性因 素( 母质、气候、生物、地形等) 的影响占主要地位。本 研究同一间距速效氮的块金效应大于速效磷, 速效 磷大于速效钾, 说明人为因素对碱解氮与速效磷空 间变异性的影响较速效钾强, 速效钾的空间变异主 要受到土壤母质等结构性因素的影响。变程表示变 异函数的自相关范围, 在范围值内相关, 在范围值外 独立 [ 11] ; 100 m 间距中速效钾的变程最大( 1 428 m) , 其次是碱解氮, 速效磷最小; 50 m 间距的变程 碱解氮最大, 速效磷与速效钾相近; 25 m 间距的速 效养分变程在三种间距中最小( 100～150 m) 。总体 分析, 速效钾的变程大于碱解氮, 速效磷最小。随着 取样间距的减小, 速效养分的变程具有减小趋势, 且 各养分变程的变化幅度减小。 表 3 土壤养分的空间变异理论模型及模型参数 Table 3 T heo r etical models and m odel parameters fo r the change in so il nutrients 取样间距( 取样数) Sam pling int erval ( Sampl e number) 项目 It em 理论模型 T heor etical m odels 块金值 Nugget ( C0) 基台值 Sill ( C0+ C) C0/ ( C0+ C) ( % ) 变程 Range ( m) 决定系数 R 2 100 m ( 56) 碱解氮 Avail. N Ex pon ent 118. 5 237. 1 50 582 0. 922 速效磷 Avail. P Ex pon ent 1. 07 8. 01 13. 4 207 0. 873 速效钾 Avail.K Ex pon ent 1100 9310 11. 8 1428 0. 937 50 m ( 97) 碱解氮 Avail. N Ex pon ent 160 319 50. 0 798 0. 891 速效磷 Avail. P Sph erical 2. 75 6. 814 40. 4 223 0. 855 速效钾 Avail.K Sph erical 788 3556 21. 2 252 0. 902 25 m ( 111) 碱解氮 Avail. N Ex pon ent 89 257 34. 7 107 0. 927 速效磷 Avail. P Ex pon ent 3. 27 10. 6 30. 8 141 0. 836 速效钾 Avail.K Sph erical 702 3225 21. 8 108 0. 979 注: E xponent: 指数模型, S pherical: 球状模型。 Not e: Exponent mean s exponential models; S pherical means s pher ical models 利用土壤养分采样点的原始数据与相应的地统 计学模型参数, 借助 Surfer 3. 2 软件进行 Kriging 插 值分析, 利用 GIS 软件进行边界裁剪, 得到不同取 样间距下土壤养分的等值线图( 见图 2) 。由图可知, 不同取样间距下土壤特性表现出不同的分布特点; 在等值线的间距保持统一的情况下, 同一土壤特征 不同种尺度下等值线的疏密尺度差异显著, 尤其 100 m 尺度的等值线相对稀疏, 表明不同尺度的等 值线图反映的是该尺度下土壤特征的空间变异趋 势, 这是由于等值线是通过实测数据与半方差函数 模型参数来制作的, 因此等值线的分布与实测数据 的数量以及半方差模型参数具有密切的关系。 第 2 期 盛建东等: 不同取样尺度农田土壤速效养分空间变异特征初步研究 65