基于样点个体代表性的大尺度土壤属性制图方法.pdfVIP

第50卷第1期 土 壤 学 报 V01．50，No．1 PEDOLOGICASINICA 2013年1月 ACTA Jan．，2013 基于样点个体代表性的大尺度土壤属性制图方法半 刘 京1’2 朱阿兴1’2 张淑杰H 秦承志1 (1中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室，北京100101) of of (2DepartmentGeography，UniversityWisconsin—Madison，Madison，wI53706，USA) 摘 要 大空间尺度范围的土壤属性分布信息是陆地表层过程模拟的基础信息。基于野外样点进行 空间插值是获得土壤属性空间分布信息的重要手段。现有的空间插值方法通常要求所用样点对研究区土壤 属性空间分布规律具有良好的全局代表性。然而，受采样经费和野外采样条件的限制，所采集的样点往往难 以全面地反映研究区土壤属性的空间分布规律。基于这样的样点用现有空间插值方法得到的土壤属性分布 图通常精度较低，并且由样点全局代表性差带来的推测不确定性也无法得到度量。为了合理利用这些已采 集的但全局代表性不好的样点，本文提}f_i了基于样点“个体代表性”推测土壤属性空间分布并度量推测不确 定性的方法。该方法在两点环境条件越相似、土壤属性就越相似的假设下，认为每一样点可以代表与其环境 条件相似的地区，并且代表程度可以由两点的环境相似度度量；通过分析环境相似度计算推测不确定性，并 以环境相似度为权霞计算样点可代表地区的土壤属性值。将该方法应用于推测新疆伊犁地区土壤表层有机 质含量，经验证，本文方法能够有效地利用全局代表性差的样点推测样点能够代表地区的土壤属性空间分 布，并且所得的推测不确定性与预测残差呈现正向关系，能够有效地指示推测结果的可靠程度。 关键词 环境相似度；样点代表性；不确定性；土壤属性制图 中图分类号P934 文献标识码 A 大尺度范围的土壤属性空间分布信息是进行 制，按照随机或规则方式采集大量样点通常是不现 陆地表层地理过程模拟的基础信息¨1。为了评价 实的，在国家和区域尺度上尤其如此。目的性采样 模型模拟结果的可靠程度，所用数据的不确定性信 方法¨驯认为，具有全局代表性的样点可以是少量能 息也受到了越来越广泛的重视”‘4l。基于野外采样 够反映土壤空间分布规律的典型样点，然而由于缺 点对土壤属性的空间分布进行插值是获得土壤属 乏理论依据，典型样点位置的确定通常较为主观， 性空间分布的重要手段之一’。“。为了保证插值结 在大的空间尺度上，土壤空间分布规律通常更为复 果的精度，现有的插值方法通常要求所用样点对研 杂，典型样点的确定显得更为困难。目前，能够用 究区土壤空间变化具有良好的全局代表性“j。样 于国家和区域尺度土壤制图的样点通常来源于国 点的全局代表性是指：样点所反映的土壤属性空间 家和地区土壤普查…}，这些样点既无法在数量和分 分布规律能够体现研究区土壤属性的整体分布规 布上满足经典统计理论的要求，也无法确保其典型 律。在数值空间内，具有全局代表性的样点，其土 性‘1…。因此，基于这些样点运用现有的空间插值方 壤属性值应尽可能全面地包含研究区土壤属性的 法，很难保证所得土壤空间分布信息的精度。此 典型值，同时样点属性的值域范围应与研究区土壤 外，现有方法同样无法度量由样点全局代表性差而 属性的值域范围一致；在地理空间内，全局代表性 带来的推测不确定性。 样点是能够全面反映土壤属性空间变异的样点。