中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-EW-QN404) 作品数:10 被引量:124 H指数:7 相关作者: 赵永存 黄标 孙维侠 史学正 田康 更多>> 相关机构: 中国科学院 中国科学院大学 中国科学院研究生院 更多>> 发文基金: 中国科学院知识创新工程重要方向项目 中国科学院战略性先导科技专项 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 农业科学 更多>>
不同采样点数量下土壤有机质含量空间预测方法对比 被引量:25 2011年 运用普通克里格、泛克里格、协同克里格和回归克里格4种方法,结合由DEM获取的高程因子以及土壤全氮和阳离子交换量(CEC),预测了黑龙江省海伦市耕地有机质含量的空间分布。不同样点数量下海伦市土壤有机质含量的空间变异结构分析表明,样点数量多并不一定能够识别土壤有机质含量的结构性连续组分,最优化的布置采样点位置可能比单纯增加采样点的数量更重要。不同样点数量下的空间预测精度分析表明,以全氮为协同变量的协同克里格预测精度最高,能反映出海伦市土壤有机质含量空间分布的局部变异细节,并且能够解释超过50%的有机质方差;而普通克里格、泛克里格和回归克里格3种方法预测误差均较高,回归克里格并不一定能提高预测精度。获取与土壤有机质含量相关性高且完整覆盖研究区的辅助数据是提高有机质含量空间预测精度,降低采样点数量的重要途径之一。 苏晓燕 赵永存 杨浩 陆访仪 孙维侠 王火焰 黄标 胡文友关键词:土壤有机质 不同样点数量对土壤有机质空间变异表达的影响 被引量:12 2015年 以南京市六合区为研究区,通过完全随机和限制最小采样间距抽样分别设置5个样点系列,基于每个样点系列100次重复抽样的变异结构推断及空间预测误差结果,探讨了不同样点数量对土壤有机质(SOM)空间变异表达的影响。结果表明,两种抽样方式降低样点数量后推断的SOM含量的块金效应(C0/C0+C)均随样点数量减少而降低且限制最小采样间距抽样推断的C0/C0+C要低于完全随机抽样方法,说明适当的减少样点数量以便降低与SOM变异尺度不匹配的样点对变异结构推断的影响有助于提高SOM空间变异结构表达的可靠性。普通Kriging预测的SOM误差对比则表明,尽管两种抽样方式下空间预测的均方根误差(RMSE)随样点数量变化而波动,但均低于全部样点的预测误差;通过限制最小采样间距减少样点至250个时,SOM空间预测的RMSE最低,较全部样点预测误差降低了6%,因此,为了实现样点密度与SOM变异尺度相匹配,合理设置土壤采样点的间距及样点数量较单纯的增加采样点数量更为重要。 海南 赵永存 田康 黄标 孙维侠 史学正关键词:土壤有机质 中国保护性耕作农田土壤有机碳变化速率研究——基于长期试验点的Meta分析 被引量:29 2013年 保护性耕作对于培肥地力、保障粮食安全、缓解气候变化等具有重要意义。本研究搜集了1980~2012年8月有关中国农田保护性耕作的157个试验点的303对田间定位试验数据,采用Meta分析方法定量分析了保护性耕作下我国农田耕层土壤(旱地0~20cm,水田0~15cm)有机碳(SOC)变化特征。结果表明,与传统耕作(CT)相比,传统耕作+秸秆还田(CTS)、免耕(NT)和免耕+秸秆还田(NTS)三种保护性耕作均能显著提高SOC含量,变化速率分别为NTS(0.52 g kg-1a-1)>NT(0.35 g kg-1a-1)>CTS(0.22 g kg-1a-1);三种保护性耕作下SOC变化速率为水田>旱地,一年两熟制>一年一熟制;保护性耕作下,SOC积累与否及其幅度并不完全取决于其初始有机碳含量,短期试验(≤5a)SOC增加速率是长期试验(>5a)的1.75倍,如果仅采用短期试验结果可能高估保护性耕作的固碳潜力。 田康 赵永存 邢喆 孙维侠 黄标 胡文友关键词:保护性耕作 农田土壤 META分析 海伦市耕层土壤有机质含量空间预测方法研究 被引量:9 2012年 有机质含量是表征土壤肥力质量的重要属性,其空间分布模式对于施肥等耕作管理措施的推荐具有重要的指导意义。本文以我国黑土区黑龙江省海伦市为研究区域,在土壤采样点数量较有限的情况下,分别采用普通克里格、反距离权重、遥感反演和基于土壤学专业知识四种方法对耕层土壤有机质含量进行了空间预测。结果表明:四种方法表征的海伦耕地土壤有机质含量空间分布特征具有相似性,即由东北向西南方向递减。空间预测精度从高到低依次为反距离权重、普通克里格、基于土壤学专业知识和遥感反演法;而在有机质的局部变异细节表达方面,从高到低为遥感反演、基于土壤学专业知识、反距离权重和普通克里格法。四种方法中仅遥感反演法预测结果的极差范围较宽,普通克里格法则存在明显的平滑效应,而综合比较结果则表明,最合适的方法是基于土壤学专业知识的方法。 陆访仪 赵永存 黄标 汪景宽关键词:有机质 遥感反演 采样间距对有机质与环境因子相关性识别的影响 2014年 以黑龙江省海伦县为研究区,采用限制最小样点间距抽样和方差分解方法研究了采样点间距对土壤有机质(SOM)与环境因子相关关系识别的影响。结果表明,温度、土壤类型、坡度及作物生物量(NDVI)是研究区SOM变异性的主要环境控制因子;采样点数量为125个,最小样点间距为3.5 km时,SOM数据所包含的多尺度信息与多尺度的环境因子达到最佳尺度匹配,环境因子与SOM相关性最高,此时环境因子单独解释的方差及环境因子与空间变量共同解释的方差也最高,而空间变量解释的SOM方差则最小,因此,最适于识别研究区SOM与主要环境控制因子间的相关关系。 徐向华 王煜东 海南关键词:土壤有机质 环境因子 方差分解 山东省典型褐土有机碳演变模拟中的不确定性来源研究 被引量:3 2014年 准确把握土壤有机碳(SOC)时空演变规律对全球气候变化政策的制定具有重要意义。模型是预测区域SOC动态的常用手段,然而,由于模型模拟单元内输入参数需通过现有的少量数据上推获取,必然导致其存在不确定性,这往往增加模拟结果的不确定性。本研究以山东省济南市历城区的长期监测点验证CENTURY模型的适用性;并以山东省典型褐土为例,在区域尺度上通过全局敏感性分析,定量化山东省SOC模拟结果对模型输入参数的敏感性。结果表明,山东省典型褐土中SOC呈增长趋势,SOC密度从1987年的1.9kg C/m^2增长到2007年的2.9kg C/m^2;模拟SOC对于各输入参数的敏感性不同,且随着时间而变化;秸秆收获比例和有机肥施用量的总敏感性指数最高(分别为0.37和0.20),是主要的不确定性来源;农田管理调查应强调秸秆还田和有机肥施用量,以减小模拟结果的不确定性。 刘晓宇 赵永存 秦发侣 史学正关键词:土壤有机碳 近30年来海伦市耕地土壤有机质和全氮的时空演变 被引量:16 2012年 土壤有机质和全氮含量是衡量黑土肥力质量的重要指标。本研究采用基于土壤学专业知识的属性数据和空间数据连接方法,在GIS技术支持下,研究了黑龙江省海伦市1981、2000和2008年3个时期耕地土壤有机质和全氮含量的时空变化规律。结果表明:1981—2008年,海伦市有超过60%的耕地土壤有机质和全氮含量下降,主要分布在中部和西南部。有机质的下降主要发生前20年(1981—2000),且降幅较大,超过15 g/kg,而近10年(2000—2008)耕地土壤有机质的下降幅度和下降区的面积均有所减小;但近10年(2000—2008)耕地土壤全氮含量下降问题依然严重,中部和西南部累计有超过70%的耕地土壤全氮含量呈下降趋势,其中全氮降幅超过0.50 g/kg区域约占耕地面积的38%。 陆访仪 赵永存 黄标 孙维侠 汪景宽 王火焰关键词:黑土 耕地 有机质 全氮 不同耕作措施下江苏省稻田土壤固碳潜力的模拟研究 被引量:18 2012年 以江苏省稻田为对象,整合DNDC和1:100万土壤数据库,以土壤图斑为基本模拟单元,定量估算少耕、免耕和综合措施(少耕+30%秸秆还田)下江苏省稻田土壤的固碳潜力(0~30 cm)。模拟结果表明:相对于传统耕作,采用少耕、免耕和少耕+30%秸秆还田均可明显地增加稻田SOC的积累,其在2009—2050年间的固碳潜力分别为24.5、47.7和43.8 Tg。免耕和少耕+30%秸秆还田条件下稻田固碳速率大约是少耕的2倍。结合实际情况,少耕+30%秸秆还田将是最可行的固碳措施之一。 徐胜祥 史学正 赵永存 于东升 王世航 辛景树 任意关键词:DNDC模型 土壤有机碳 水稻土 固碳潜力 基于贝叶斯推断的DNDC模型参数校正与不确定性评价研究 被引量:5 2014年 实现土壤有机碳(SOC)动态模拟结果的不确定性定量评价是农田管理决策成败的关键之一。采用贝叶斯推断和马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC),对DNDC模型模拟江苏省宜兴市一个具有22年稻-麦轮作历史的田块的SOC动态变化,进行模型参数校正和模拟结果的不确定性定量评价。结果表明,DNDC模型适宜长期监测田块的SOC动态变化的模拟,但模型的模拟结果存在一定的不确定性;在DNDC模型输入参数数据质量不明的情况下,利用贝叶斯推断和MCMC方法能够有效地实现模型输入参数的自动校正和SOC模拟结果不确定性的定量评价,从而为实现区域或国家尺度农田SOC动态模拟的不确定性定量评价提供理论和方法依据。 秦发侣 赵永存 史学正 于东升 徐胜祥关键词:贝叶斯推断 参数校正 DNDC模型 不同施肥下中国旱地土壤有机碳变化特征——基于定位试验数据的Meta分析 被引量:15 2014年 搜集1994—2011年国内外有关中国旱地施肥处理的102个定位试验点的1146对田间试验数据,采用Meta-analysis方法定量分析了不同施肥条件下我国旱地耕层土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的变化特征。结果表明,与对照(CK)相比,不同施肥措施均能显著提高耕层SOC含量,但不同施肥措施的效应不同。氮磷钾肥配施有机肥处理下SOC增速最大,为0.38 g kg-1a-1,单施磷肥处理增速最小,SOC增速仅为0.032 g kg-1a-1;添加有机肥的处理SOC增速远大于仅有无机化肥投入的施肥处理。不同施肥处理下SOC增速存在一定的空间分异特征且不同时期试验SOC相对变化速率也不相同,早期试验中SOC增速大于中、后期试验;不同种植制度对SOC变化速率的影响亦不同,有机肥的投入可以降低种植制度对SOC变化的影响。SOC积累与否及其幅度并不完全取决于初始SOC含量;随试验年限的增加,SOC增加速率呈降低趋势,仅采用短期试验(<11 a)数据可能高估施肥措施下的固碳潜力。 田康 赵永存 徐向华 黄标 孙维侠 史学正 邓文靖关键词:旱地 施肥试验 META分析