采样点布设与区域土壤有机碳变异性研究
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作者张忠启
出版社科学出版社
ISBN9787030609649
出版时间2017-06
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定价99元
货号9548354
上书时间2024-12-23
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前言
第一章 绪论 1
第一节 土壤有机碳变异性研究的意义 1
一、土壤有机碳的作用 1
二、研究土壤有机碳变异的必要性 2
第二节 揭示区域土壤有机碳变异性的几个关键环节 3
一、土壤采样点布设模式的选择 3
二、合理土壤采样点数量的确定 4
三、点面拓展方法的优选 4
第三节 国内外研究进展 5
一、土壤有机碳影响因子研究 5
二、土壤样点布设模式的研究 9
三、采样点密度与区域土壤有机碳变异性关系的研究 12
四、土壤有机碳空间变异特征的预测模型研究 15
第二章 主要样点布设方法及点面拓展模型 21
第一节 土壤采样点的常用布设模式 21
一、随机布设采样点 21
二、分层布设采样点 22
三、基于系统规则网格布设采样点 23
四、按特定形状的线段布设采样点 24
第二节 确定区域土壤采样点数量的一般方法 25
一、经验判断法 25
二、按经费摊派计算法 26
三、基于统计学的计算法 27
四、计算机模拟法 27
第三节 揭示区域土壤属性的点面拓展方法 28
一、图斑连接法 28
二、趋势面分析法 29
三、地统计学方法 30
四、环境因子与地统计学结合方法 31
五、其他方法 32
第三章 研究区概况及数据源 33
第一节 研究区概况 33
一、地理位置 33
二、自然环境因子 34
三、社会经济条件 39
第二节 土壤样品采集及实验室分析 39
一、基础数据收集 39
二、土壤采样设计 40
三、土壤样品采集 41
四、土壤样品预处理 42
五、土壤有机碳测定 44
第四章 红壤区土壤有机碳空间变异的影响因子分析 45
第一节 土地利用和成土母质对土壤有机碳的影响 45
一、不同土地利用方式的土壤有机碳变异 45
二、不同母质的土壤有机碳变异 46
第二节 地形因子与土壤有机碳的关系 47
第三节 不同土壤类型间土壤有机碳变异 49
第四节 不同影响因子与土壤有机碳关系的比较 51
一、不同因子对土壤有机碳的影响 51
二、红壤区影响区域土壤有机碳的主控因素 52
第五节 本章小结 53
第五章 样点布设模式对揭示土壤有机碳空间变异的影响 54
第一节 不同样点分类模式对揭示有机碳变异的影响 54
一、采样点分类模式的设定 54
二、系统网格法和土壤类型法的有机碳变异性 55
三、土地利用类型法的土壤有机碳变异性 57
四、土地利用-土壤类型法的有机碳变异性 58
第二节 区域土壤采样点布设的优化模式 60
一、不同土壤采样布点模式的比较 60
二、土壤优化样点布设模式的优选 61
第三节 本章小结 62
第六章 基于不同采样点密度的区域合理土壤采样点数量估算 63
第一节 不同采样点密度的土壤有机碳空间变异特征 63
一、不同采样点密度的设定 63
二、不同采样点密度土壤有机碳的描述性统计 65
三、采样点密度对揭示土壤有机碳变异的影响 66
四、采样点密度对揭示各土地利用类型有机碳变异的效率差异 67
五、采样点密度对揭示各土壤类型有机碳变异的效率差异 68
第二节 基于样点密度-有机碳变异关系的样点数量估算 70
一、不同采样密度下土壤有机碳空间变异性的分析方法 70
二、基于不同采样点密度的区域土壤有机碳变异特征 70
三、采样点密度对未来区域样点数量预估的影响 71
四、采样点密度对各土地利用及土壤类型样点数量估算的影响 72
第三节 本章小结 75
第七章 不同克里金方法对揭示区域土壤有机碳变异的影响 76
第一节 土壤有机碳区域分布特征预测 76
一、不同克里金空间预测方法 76
二、土壤有机碳描述性统计 78
三、土壤有机碳的地统计特征 81
四、基于不同点面拓展模型的土壤有机碳空间分布特征 83
第二节 不同克里金方法对土壤有机碳空间预测的不确定性 85
一、不同克里金方法的土壤有机碳区域预测的不确定性 85
二、不同模型揭示各土地利用和土壤类型有机碳区域分布的不确定性 87
第三节 本章小结 89
第八章 图斑连接法与克里金法揭示土壤有机碳变异的效率评价 90
第一节 图斑连接法与普通克里金法揭示土壤有机碳变异性的效率对比 90
一、土壤采样点的选择 90
二、克里金和图斑连接方法 91
三、土壤有机碳的统计分析 92
四、基于不同点面拓展方法的SOC空间分布 94
五、不同点面拓展方法的不确定性评价 95
六、不同点面拓展方法对揭示区域SOC空间性的影响 97
第二节 图斑连接法与多种克里金法和揭示区域土壤有机碳变异性的效率对比 97
一、土壤采样点数据 97
二、空间点面拓展方法及不确定性评价 99
三、两研究区土壤有机碳含量的统计分析 99
四、基于不同方法的土壤有机碳空间分布 101
五、不同预测方法的精度对比 104
六、点面拓展方法选择对获取区域土壤有机碳空间变异信息的意义 107
第三节 本章小结 109
第九章 样点密度与土壤有机碳空间预测精度的量化关系 110
第一节 多密度等级的土壤采样点分布 110
一、多样点密度等级的设定 110
二、验证样点的设定 113
第二节 多样点密度等级的区域土壤有机碳预测精度 114
一、各采样点密度的土壤有机碳描述性统计 114
二、不同土地利用-土壤类型的有机碳均值及残差 115
三、土壤有机碳残差数据的地统计特征 118
四、多样点密度的土壤有机碳空间分布特征 121
第三节 采样点密度对土壤有机碳预测精度的影响 122
一、不同采样点密度的预测精度 122
二、采样点密度与预测精度的量化关系 124
第四节 本章小结 127
第十章 红壤区土壤有机碳时间变异及合理采样点数量研究 129
第一节 土壤数据与合理采样点数量计算方法 130
一、不同时期的土壤采样点数据 130
二、SOC时间变异的预测及不确定性评价 131
三、揭示土壤有机碳时间变异的合理采样点数量估算 131
第二节 不同时期的SOC空间变异特征 131
一、不同时期的SOC含量统计特征 131
二、不同时期SOC数据的空间结构特征 132
第三节 土壤有机碳时间变异特征及所需采样点数量 133
一、SOC时间变异特征 133
二、揭示SOC时间演变所需采样点数量 136
第四节 本章小结 137
第十一章 点面拓展方法的选择对揭示SOC时间演变的影响 138
第一节 土壤采样点与点面拓展方法 139
一、不同时期的土壤采样点 139
二、点面拓展方法的选择 140
第二节 不同时期的SOC统计特征 141
一、不同时期的SOC含量统计分析 141
二、不同时期的SOC空间分布特征 143
三、不同预测方法的精度比较 145
四、不同点面拓展方法对SOC时间变异的影响 146
第三节 本章小结 148
第十二章 采样点密度与点面拓展方法揭示有机碳变异的效率对比 150
第一节 点面拓展模型选择与采样密度设定 151
一、采样点密度的设定 151
二、空间点面拓展模型 152
第二节 不同密度采样点的土壤有机碳数据分析 153
一、土壤有机碳含量的描述性统计 153
二、不同密度采样点的地统计分析 155
第三节 土壤有机碳空间预测结果及不确定性评价 156
一、土壤有机碳含量空间分布特征 156
二、土壤有机碳空间预测精度的对比分析 158
三、采样点密度与点面拓展模型的空间预测效率对比 161
第四节 本章小结 161
第十三章 土壤采样点空间离散度对揭示区域土壤有机碳变异性的影响 163
第一节 数据来源与研究方法 164
一、土壤数据源 164
二、不同土壤采样点离散度的设置 164
三、空间预测方法及不确定性评价 166
第二节 基于不同样点离散度的SOC空间变异特征 166
一、全部样点及各离散度样点的SOC含量统计特征 166
二、各样点离散度SOC含量的地统计分析 167
三、基于各离散度的SOC空间分布特征 169
四、基于不同离散度的SOC空间预测不确定性 170
第三节 样点离散度对揭示区域SOC空间变异的影响 172
一、样点离散度与区域SOC空间预测精度 172
二、样点离散度对不同空间预测方法的影响 173
第四节 本章小结 174
参考文献 175
内容摘要
掌握区域土壤有机碳空间变异特征是制定区域农业管理和环境管理措施的基础。当前土壤野外调查采样和合适的点面拓展方法是揭示土壤有机碳变异性的主要手段，本书系统研究了土壤采样点布设方法、布设数量、点面拓展方法等方面对红壤区土壤有机碳变异性的影响，为土壤学研究者高效获取区域土壤有机碳及其他土壤属性的空间变异信息方面提供参考，也
为农业和环境管理部门的土壤调查采样提供借鉴。
本书适合研究土壤碳循环的科研人员和研究生以及从事土壤调查工作的农业和环境管理部门工作者阅读参考。
精彩内容
当前通过野外土壤采样是揭示SOC变异性的主要手段。在实际采样时，多种采样点布置模式均有使用，但何种模式在红壤区较为高效尚无明确说法；采样密度对揭示红壤区SOC变异性有何影响也有待进一步探讨；红壤区的优化点面拓展模型研究亦不够深入。本书以江西省余江县为例，基于高密度采样点，研究评价了不同采样布点模式的采样效率；研究了采样密度对揭示SOC变异性的影响；对比分析了多种预测方法对揭示SOC空间分布特征的效率，并在高效预测方法和优化采样布点模式上，研究不同采样密度与SOC预测精度之间的量化关系。主要研究结论如下：（1）土壤类型和土地利用对SOC含量的影响较其他因子明显；（2）在多种布点模式中，土地利用-土壤类型法相结合模式的采样效率很高；（3）样点密度对揭示SOC变异性有重要影响，且在不同土地利用和土壤类型间存在差异，使用网格法往往造成水田样点偏多而旱地和林地的采样点不足。（4）结合土地利用和土壤类型辅助信息的克里格方法是进行该地区SOC预测高效而现实的选择。（5）基于优化样点布设原则和高效SOC空间点面拓展模型，多样点密度等级对研究区SOC空间预测误差随着采样密度的降低而呈二次多项式增加。
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