準(zhǔn)確掌握土壤養(yǎng)分的空間分布,對于評價復(fù)墾排土場土壤質(zhì)量,并制定相應(yīng)的復(fù)墾措施具有重要意義,但是排土場的復(fù)雜地形導(dǎo)致一般插值方法的預(yù)測效果較差。以內(nèi)蒙古錫林浩特盟勝利一號露天礦北排土場為例,采用基于地形分區(qū)的反距離權(quán)重法對土壤養(yǎng)分（速效氮、速效鉀、有效磷和有機質(zhì)）進(jìn)行空間插值并與常規(guī)反距離權(quán)重法和克里金插值法進(jìn)行比較。結(jié)果表明,使用分區(qū)反距離權(quán)重法插值得到的交叉驗證精度均高于克里金插值法與反距離權(quán)重法,除此之外,有效磷的R²值為0.22,速效氮的R²值為0.37,速效鉀以及有機質(zhì)的R²值分別為0.34與0.14,同樣高于克里金插值法與反距離權(quán)重法。插值結(jié)果顯示,排土場速效氮含量整體由北至南逐漸減少;有效磷含量僅在中心地區(qū)稍高;速效鉀在研究區(qū)東北部含量偏高;土壤有機質(zhì)在中心地區(qū)含量相對偏低。研究成果為露天礦排土場土壤養(yǎng)分評價提供借鑒。 

【文章來源】：煤田地質(zhì)與勘探. 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)位置及地形分區(qū)

根據(jù)圖2顯示，4種土壤養(yǎng)分元素采用分區(qū)反距離權(quán)重法插值的R2最高，其中速效氮與速效鉀的R2提升較為明顯，達(dá)到0.30以上。相較來說，反距離權(quán)重法對土壤養(yǎng)分的R2整體上也要優(yōu)于傳統(tǒng)克里金插值法。以土壤N為例，分區(qū)反距離權(quán)重法得到的研究區(qū)土壤速效氮含量為8.09～63.73 mg/kg，傳統(tǒng)克里金方法得到的含量為11.22～55.62 mg/kg，而反距離權(quán)重法得到的含量為11.12～63.68 mg/kg；相較于反距離權(quán)重法和傳統(tǒng)克里金插值法，分區(qū)反距離權(quán)重法對土壤N含量的預(yù)測范圍更加準(zhǔn)確，對土壤N的預(yù)測范圍與實測值相差不大，能較好地預(yù)計土壤養(yǎng)分的極值點(較大值和較小值)，反距離權(quán)重法次之，傳統(tǒng)克里金插值結(jié)果最差，其他土壤元素(P、K和有機質(zhì))也有相同的結(jié)果。這是因為克里金插值對于預(yù)測結(jié)果有平滑效果，使其對極值點的預(yù)測效果較差，但較小值對于排土場而言屬于土壤貧瘠區(qū)，不利于植被的恢復(fù)，應(yīng)當(dāng)受到重視。綜合比較不同空間插值方法的交叉驗證結(jié)果顯示，針對本研究區(qū)，分區(qū)反距離權(quán)重法插值的精度相對較高。3 討論

據(jù)圖3可知，排土場的速效氮含量整體呈現(xiàn)出由北至南逐漸減少的規(guī)律；而有效磷含量均偏低，僅中心地區(qū)含量有所提升；整體來看排土場的速效鉀含量偏低，但東北地區(qū)含量處于水平值之上；土壤有機質(zhì)整體含量偏高，中心地區(qū)含量相對偏低。平臺與邊坡的養(yǎng)分分布空間差異較大，但這種空間差異并沒有表現(xiàn)出規(guī)律性[17]。這是由于排土場的土壤是由人為堆積而成，與自然土壤的分布規(guī)律不同，表現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性。文獻(xiàn)[18]研究發(fā)現(xiàn)邊坡區(qū)域?qū)λ鞯谋３肿饔帽绕脚_差，且水土流失、土壤受侵蝕狀況與坡度成正比，使邊坡土壤養(yǎng)分低于平臺。但本研究并無此類結(jié)論，這可能是由于研究區(qū)排土場復(fù)墾年限較短，且降水較少，多以風(fēng)蝕為主，致使邊坡平臺之間養(yǎng)分分布并無規(guī)律。分區(qū)反距離權(quán)重插值方法基于排土場的地形在常規(guī)反距離插值方法上進(jìn)行了改進(jìn)，但是在每個分區(qū)上的反距離插值方法仍需遵循“地理學(xué)第一定律”[19]，否則插值效果不會得到改進(jìn)，因此，分區(qū)反距離權(quán)重法仍然具有一定的局限性。交叉驗證結(jié)果顯示，速效氮和速效鉀的分區(qū)反距離權(quán)重插值結(jié)果明顯好于反距離權(quán)重法和傳統(tǒng)克里金插值法，但有效磷的插值結(jié)果顯示3種插值方法沒有明顯差異，此結(jié)果表明，有效磷在分區(qū)后，插值點仍然是空間不平穩(wěn)的，因此，不適應(yīng)本文采取的所有插值方法。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物炭對礦區(qū)重金屬污染土壤養(yǎng)分影響及修復(fù)效果[J]. 徐艷,王曙光,李娟.  西部大開發(fā)(土地開發(fā)工程研究). 2019(11)
[2]巢湖流域景觀生態(tài)質(zhì)量時空分異評價[J]. 李素萃,趙艷玲,肖武,張禾裕.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2020(01)
[3]內(nèi)蒙古平原灌區(qū)耕地土壤肥力評價方法研究——以土默川平原灌區(qū)為例[J]. 高宏艷,索全義,鄭海春,郜翻身.  土壤通報. 2019(04)
[4]基于ArcGIS不同空間插值方法的降雨量預(yù)測效果對比[J]. 黃利燕.  北京測繪. 2019(07)
[5]平朔礦區(qū)開采受損及治理區(qū)土壤養(yǎng)分特征對比分析[J]. 王穎,馮仲科.  水土保持通報. 2019(01)
[6]勝利一號露天煤礦北排土場土壤物理性質(zhì)空間分布研究[J]. 王黨朝,劉慧芳,肖武,鄒玉珠,王鑫.  中國煤炭. 2018(11)
[7]基于不同空間插值類型的耕地土壤有機質(zhì)空間變異性分析[J]. 陳慕松,范曉暉,吳壽華.  江西農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2018(10)
[8]基于網(wǎng)格搜索和交叉驗證支持向量機的地表土壤容重預(yù)測[J]. 郭李娜,樊貴盛.  土壤通報. 2018(03)
[9]基于GIS與分區(qū)Kriging的采煤沉陷區(qū)土壤有機碳含量空間預(yù)測[J]. 徐占軍,張媛,張紹良,李樂樂,余明成.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(10)
[10]綜合土地利用及空間異質(zhì)性的土壤有機碳空間插值模型[J]. 吳子豪,劉艷芳,陳奕云,郭龍,姜慶虎,王少辰.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(01)

碩士論文
[1]丹棱金藏芒硝礦區(qū)土壤鹽分空間分布特征研究[D]. 徐薇涵.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[2]空間數(shù)據(jù)預(yù)處理及插值方法對比研究[D]. 王子良.合肥工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3598794