自然资源学报 ›› 2021, Vol. 36 ›› Issue (8): 2139-2151.doi: 10.31497/zrzyxb.20210817
收稿日期:
2020-05-06
修回日期:
2020-08-13
出版日期:
2021-08-28
发布日期:
2021-10-28
通讯作者:
许明祥(1972- ),男,陕西吴起人,博士,研究员,博士生导师,主要从事土壤质量演变与调控研究。E-mail: xumx@nwsuaf.edu.cn作者简介:
张万涛(1995- ),男,陕西吴起人,博士研究生,主要从事农田土壤养分样点布设及其不确定性研究。E-mail: wtzhang2018@163.com
基金资助:
ZHANG Wan-tao1(), GI Jing-yi2, XU Ming-xiang1,2(
), LI Bin-bin2
Received:
2020-05-06
Revised:
2020-08-13
Online:
2021-08-28
Published:
2021-10-28
摘要:
耕地质量监测样本量的优化配置对降低成本,实现可持续土地资源监测与利用有重要指导价值。以陕西省宝鸡市为例,采用2018年耕地质量监测数据,运用传统统计学和地统计学方法,探讨耕地质量监测中土壤监测指标的合理样本量及不确定性。研究表明:样本变异性大小与样本量的关系并不是绝对的。样本代表性评价方法和地统计学方法较Cochran方法能有效降低样本的不确定性;样本代表性评价法适用性更广,但研究结果缺乏稳定性;地统计学方法的适用性存在局限性,可降低中等变异性指标的不确定性,但对低、高变异性指标适用性较低。中等变异性指标宜采用地统计学方法确定合理样本量;低、高变异性指标宜采用代表性评价方法确定合理样本量。
张万涛, 吉静怡, 许明祥, 李彬彬. 耕地质量监测中合理样本量配置及不确定性分析——以陕西省宝鸡市为例[J]. 自然资源学报, 2021, 36(8): 2139-2151.
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表1
研究区农田土壤指标特征
监测指标 | 样本数/个 | 最小值 | 最大值 | 平均值 | 标准偏差 | 变异系数/% | 偏度 | 峰度 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
AP/(mg/kg) | 512 | 1.35 | 116.20 | 23.08 | 17.92 | 77.63 | 2.14 | 5.67 |
AK/(mg/kg) | 523 | 62.32 | 725.26 | 223.99 | 109.81 | 49.03 | 1.39 | 1.74 |
SOM/(g/kg) | 521 | 3.00 | 34.23 | 18.23 | 4.69 | 25.73 | 0.05 | 0.55 |
TN/(g/kg) | 524 | 0.28 | 1.97 | 1.15 | 0.27 | 23.41 | -0.13 | 0.25 |
SAK/(mg/kg) | 527 | 605.82 | 1675.18 | 1151.52 | 173.23 | 15.04 | 0.09 | 0.55 |
pH | 518 | 7.24 | 8.81 | 8.24 | 0.19 | 2.25 | -1.81 | 6.06 |
表2
合理采样数目表(Cochran法)
数据集 | AP | AK | SOM | TN | SAK | pH值 | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
样本量 | 合理样 本量 | 样本量 | 合理样 本量 | 样本量 | 合理样 本量 | 样本量 | 合理样 本量 | 样本量 | 合理样 本量 | 样本量 | 合理样 本量 | ||||||
A | 512 | 926 | 523 | 369 | 521 | 102 | 524 | 84 | 527 | 35 | 518 | 1 | |||||
A1 | 384 | 991 | 392 | 376 | 391 | 105 | 393 | 80 | 395 | 34 | 389 | 1 | |||||
A2 | 288 | 967 | 294 | 397 | 293 | 102 | 295 | 81 | 296 | 34 | 292 | 1 | |||||
A3 | 216 | 968 | 221 | 375 | 220 | 96 | 221 | 77 | 222 | 33 | 219 | 1 | |||||
A4 | 162 | 897 | 166 | 372 | 165 | 102 | 166 | 78 | 167 | 33 | 164 | 1 | |||||
A5 | 122 | 817 | 125 | 364 | 124 | 99 | 125 | 85 | 125 | 34 | 123 | 1 | |||||
A6 | 92 | 899 | 94 | 337 | 93 | 104 | 94 | 85 | 94 | 31 | 92 | 1 | |||||
A7 | 69 | 981 | 71 | 343 | 70 | 93 | 71 | 90 | 71 | 30 | 69 | 1 | |||||
A8 | 52 | 1021 | 53 | 305 | 53 | 105 | 53 | 90 | 53 | 35 | 52 | 1 | |||||
A9 | 39 | 971 | 40 | 339 | 40 | 114 | 40 | 98 | 40 | 40 | 39 | 1 | |||||
A10 | 29 | 1117 | 30 | 225 | 30 | 101 | 30 | 75 | 30 | 37 | 29 | 1 |
表3
研究区各指标半方差数理论模型及相关参数
监测指标 | 样本量/个 | 理论模型 | 块金值 | 基台值 | 块基比 | 变程/km | R2 | RSS |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SOM | 521 | Exponential | 16.38 | 40.39 | 0.41 | 211.00 | 0.86 | 13.10 |
TN | 524 | Exponential | 0.04 | 0.08 | 0.50 | 54.90 | 0.92 | 1.16 |
SAK | 527 | Exponential | 17280.00 | 34570.00 | 0.50 | 89.70 | 0.96 | 1.14 |
AP | 512 | Exponential | 200.50 | 490.70 | 0.41 | 320.70 | 0.85 | 5618 |
AK | 523 | Exponential | 910.00 | 11510.00 | 0.08 | 3.90 | 0.17 | 3×106 |
pH | 518 | Gaussian | 0.02 | 0.08 | 0.23 | 183.25 | 0.98 | 2.56 |
表4
研究区各土壤指标相关分析
AP | AK | SOM | TN | SAK | pH值 | |
---|---|---|---|---|---|---|
AP | 0.364** | 0.224** | 0.319** | 0.265** | -0.224** | |
AK | 0.453** | 0.361** | 0.477** | 0.408** | 0.038 | |
SOM | 0.177** | 0.201** | 0.734** | 0.175** | -0.080 | |
TN | 0.266** | 0.299** | 0.669** | 0.231** | -0.124** | |
SAK | 0.294** | 0.280** | 0.186** | 0.279** | -0.203** | |
pH值 | -0.298** | 0.011 | -0.197** | -0.316** | -0.242** |
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