专利名称：一种土壤盐分储量的测量方法
技术领域：
本发明涉及土壤盐分计算技术领域，具体地说是一种土壤盐分储量的测量方法。
背景技术：
土壤盐分储量的计算是内陆干旱区水资源利用与生态环境方面的研究的基础内容，是以流域或封闭的区域为研究区，进行的农业生态环境与水资源可持续利用、盐碱化的成因机制、灌区水盐演变过程、地下水开发、节水与治盐的关系以及水资源合理调控等方面的研究的重要基础内容。同时这也是全球变化研究的基础问题之一。由于全球变化所导致的气候日趋干旱化和水、土、生物资源被过量地开发、利用等原因，导致一些典型流域区生态环境恶化，土地盐碱化、土地荒漠化和草地退化等问题日益严重。众多科研工作者围绕流域绿洲重点区域的生态环境开展了多方面的研究。这些研究主要集中在流域尺度水盐平衡、土地利用变化、生态环境保护等方面，而针对流域土壤本身 的盐溃化空间变异规律以及演变机理研究的技术较少。区域土壤盐储量的计算的技术更少，传统上有蒸干质量法、电导法和主要阴阳离子总和计算等方法，但是由于这些方法都需要大量的实验数据，且实验操作过程复杂、费时、耗能量大且测定环境要求比较严格等缘故，致使其数据精度和应用广度也受到了限制。鉴于上述现有的土壤盐分储量的计算的技术中均存在缺陷，本发明人根据多年的工作经验及丰富的专业知识，积极加以研究和创新以创设一种新颖的土壤盐分储量的测量方法，具有插值速度快、计算结果精度高、不受特异值的影响。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种土壤盐分储量的测量方法，具有计算结果精度高、不受特异值的影响等优点。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案一种土壤盐分储量的测量方法，包括如下步骤a.在研究区布置采样点，并制作研究区的采样点布置图；b.根据采样点的坐标，在每个采样点按0-30cm、30-60cm、60-100cm三层进行土壤样品采集，并按照常规分析方法对采集的土壤样品进行包括总盐、电导和PH的指标分析测定;c.用 ArcGIS 对研究区土壤 0-30cm、30-60cm、60-100cm 以及 O-IOOcm 土层的总盐使用普通克里格插值法(Ordinary Kriging)进行插值；d.将0-30cm、30-60cm和60-100cm三个土层土壤盐分的克里格插值图转换成栅格图，然后利用ArcGIS中栅格计算器计算每层土壤的盐分储量，其公式如下Γ = [H cell X Xixd X μ其中，V为区域某一土层盐分储量，i为第i个栅格，k为研究区的总栅格数，cell为栅格的面积，Xi为第i个栅格的盐分含量预测结果，d为土层厚度，P i为第i个栅格的土壤容重。进一步，其中采样点的平均间隔为2km。进一步，其中所述栅格大小为50mX50m。进一步，将0-30cm、30-60cm和60-100cm三个土层土壤的盐分储量相加，得到研究
区的总的土壤盐分储量。与现有技术相比，本发明的有益效果在于本发明的土壤盐分储量的测量方法是基于栅格单元的盐分及容重数据，应用地理信息系统空间分析和地统计学的方法进行流域土壤盐分总储量的计算，这种方法只要进行室内样品总盐及容重的测定，利用无偏最优的克里格插值方法进行计算，与其它方法相比具有插值速度快、计算结果精度高、不受特异值的影响，同时还体现了本发明方法易于实现可视化图件的优点。·
图I为本发明方法的具体实施例中生成的采样点布置图；图2、图3、图4和图5分别为本发明方法的具体实施例中生成的不同土层(0-30cm、30-60cm、60-100cm、0-100cm)总盐普通克里格插值图；图6为本发明方法的具体实施例中生成的分层计算盐分储量密度分布图；图7为本发明方法的具体实施例中生成的O-IOOcm层计算盐分储量密度分布图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。图I为本发明方法的具体实施例中生成的采样点布置图；图2、图3、图4和图5分别为本发明方法的具体实施例中生成的不同土层(0-30cm、30-60cm、60-100cm、O-IOOcm)总盐普通克里格插值图；图6为本发明方法的具体实施例中生成的分层计算盐分储量密度分布图；图7为本发明方法的具体实施例中生成的O-IOOcm层计算盐分储量密度分布图。结合图I至图7，一种土壤盐分储量的测量方法，包括如下步骤a.在研究区布置采样点，并制作研究区的采样点布置图，其中采样点的平均间隔为 2km ；b.根据采样点的坐标，在每个采样点按0-30cm、30-60cm、60-100cm三层进行土壤样品采集，并按照常规分析方法对采集的土壤样品进行包括总盐、电导和PH的指标分析测定;c.用 ArcGIS 对研究区土壤 0-30cm、30-60cm、60-100cm 以及 O-IOOcm 土层的总盐使用普通克里格插值法(Ordinary Kriging)进行插值；d.将0-30cm、30-60cm和60_100cm三个土层土壤盐分的克里格插值图转换成栅格图，栅格大小为50mX50m,然后利用ArcGIS中栅格计算器(Raster caculation)计算每层土壤盐分储量，其公式如下V - celliX XixdXμ其中，V为区域某一土层盐分储量，i为第i个栅格，k为研究区的总栅格数，cell为栅格的面积，Xi为第i个栅格的盐分含量预测结果，d为土层厚度，P i为第i个栅格的土
壤容重。其中，采样点的间隔越小，那么相同区域内设置的采样点就越多，计算结果也越准确。但同时也增加工作量，所以根据对结果精度的要求确定采样点的间隔。一般采样点的间隔设置为2Km左右或更小，其计算结果能满足所有研究的需求。同样，栅格大小的设置，也需要在计算精度和计算量之间寻找适合的点，一般栅格大小取50mX50m左右即满足要求。下面以焉耆盆地为研究区使用本发明的土壤盐分储量的测量方法对该研究区的盐分储量进行计算，以便更好地理解本发明。I、野外采样与室内分析利用2000年研究区焉耆盆地的遥感图像初步判读地物及土地利用特征，以平均 间隔2km来布置采样点并制作研究区的采样点布置图，采样点的布置图如图I所示。根据采样点的坐标，利用GPS技术在研究区进行土壤样品采集工作，在474个采样点分别挖剖面，按0-30cm、30-60cm、60-100cm三层取样。然后按照常规分析方法对采集的土壤样品进行总盐、电导、pH等指标分析测定。2、流域尺度土壤盐分空间分布图绘制2. I 土壤盐分统计特征分析根据上述步骤获得的样品的指标对研究区土壤盐分进行统计分析，统计分析的结果见下表1，表I为焉耆盆地土壤总盐统计分析结果。表I
权利要求
1.一种土壤盐分储量的測量方法，其特征在于，包括如下步骤 a.在研究区布置采样点，并制作研究区的采样点布置图； b.根据采样点的坐标，在每个采样点按0-30cm、30-60cm、60-100cm三层进行土壤样品采集，并按照常规分析方法对采集的土壌样品进行包括总盐、电导和PH的指标分析測定； c.用ArcGIS对研究区土壤0-30cm、30-60cm、60-100cm以及O-IOOcm土层的总盐使用普通克里格插值法进行插值； d.将0-30cm、30-60cm和60_100cm三个土层土壤盐分的克里格插值图转换成栅格图，然后利用ArcGIS中栅格计算器计算每层土壌的盐分储量，其公式如下 V = ^elli xXixdx pi 其中，V为区域某ー土层盐分储量，i为第i个栅格，k为研究区的总栅格数，cell为栅格的面积，Xi为第i个栅格的盐分含量预测結果，d为土层厚度，P ,为第i个栅格的土壤容重。
2.根据权利要求I所述的土壌盐分储量的測量方法，其特征在于，其中采样点的平均间隔为2km。
3.根据权利要求I所述的土壌盐分储量的測量方法，其特征在于，其中所述栅格大小一般为 50mX50m。
4.根据权利要求I所述的土壌盐分储量的測量方法，其特征在于，将0-30cm、30-60cm和60-100cm三个土层土壌的盐分储量相加，得到研究区的总的土壌盐分储量。
全文摘要
本发明公开了一种土壤盐分储量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤a.在研究区布置采样点；b.根据采样点的坐标，在每个采样点按三层进行土壤样品采集，并按照常规分析方法对采集的土壤样品进行包括总盐、电导和pH的指标分析测定；c.用ArcGIS对研究区土壤三层以及总土层的总盐使用普通克里格插值法进行插值；d.将三个土层土壤盐分的克里格插值图转换成栅格图，然后利用ArcGIS中栅格计算器计算每层土壤的盐分储量，其公式如下其中，i为第i个栅格，k为研究区的总栅格数，cell为栅格的面积，Xi为第i个栅格的盐分含量预测结果，d为土层厚度，ρi为第i个栅格的土壤容重。本发明方法结果精度高、不受特异值影响。
文档编号G01N33/24GK102818885SQ20121033905
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者盛建东, 武红旗, 张丽 申请人:新疆农业大学