典型绿洲区土壤盐分的空间变异特征

针对绿洲区存在的土壤盐化制约干旱区农业可持续发展问题,应用面域土壤信息调研采集,结合地统计学与GIS技术对新疆典型绿洲区土壤盐分空间变异特征进行研究。研究结果表明:0～30cm耕层土壤盐分呈现强变异性,30cm以下土层呈现中等变异。各土层土壤盐分均呈现中等空间自相关性,空间相关距离在24～28km范围内。各等级盐化土在不同深度土层的分布方位基本一致。各土层非盐化土面积均占主导地位,都占研究区总面积的69%以上;其次为轻度盐化土面积,占研究区总面积的19%～30%;各土层中度盐化土面积都在3.4%以下;重度盐化土仅在0～30cm土层有极少量分布。随着土层深度的增加,非盐化土和中度盐化土的面积逐渐减小,轻度盐化土面积逐渐增大。本研究对于指导干旱区绿洲农业生产、保障区域土壤资源可持续合理利用具有重要的理论价值和明确的实际应用前景。     

艾比湖桦适生土壤特征分析

为了研究特有种艾比湖桦生长的土壤条件,选择该桦树生长的土壤为研究对象,运用分析化学及土壤地理学的方法,对土壤中的养分及盐分指标进行了测试,结果表明:艾比湖桦生长的土壤中,盐分含量的变化范围为0.05%～2.47%,均值 < 1%,表聚现象明显,属于轻度盐化土壤,明显低于艾比湖湿地其它区域。有机质含量多为17.47～29.62 g/kg,速效氮、磷、钾等养分含量均较高,pH值变幅为7.78～8.48,呈碱性;主成分分析结果表明:土壤速效磷、有机质、pH值、水解氮、土壤盐分等理化指标构成了艾比湖桦适生土壤的特征因子。综合而言,艾比湖桦适生土壤特征为盐分含量低、养分含量高。     

土壤特性的空间变异性与绿洲生态稳定性研究——以张掖绿洲为例

绿洲良性存续的核心是协调绿洲人地关系,维持绿洲稳定性.为从绿洲-荒漠过渡土壤空间变异的角度来探讨人类活动下绿洲生态空间稳定性问题,选择甘肃省张掖市龙渠乡的典型绿洲-荒漠过渡带作为试验区,运用地统计学方法对7种土壤特性值(土壤水分含量、水溶性盐分含量、pH值、机械组成、容重、速效磷含量、水解氮含量)在不同景观的空间变异程度进行分析.得出土壤特性值的空间变异同绿洲边缘不同利用程度下的生态稳定性紧密相关,其土壤特性值在不同景观表现出明显的分层规律,研究这一机理有助于人们更加科学地认识绿洲-荒漠过渡带生态保护问题.     

新疆克里雅绿洲土壤盐分、pH和盐基离子空间异质性分析

以克里雅绿洲盐渍化土壤为研究对象,以野外调查与实地数据为基础,采用空间自相关分析与径向基函数插值法,定量分析了克里雅绿洲土壤的含盐量、pH及盐基离子的空间异质特征。结果表明:绿洲盐渍土表聚性强、呈碱性,土壤含盐量从南至北呈现逐渐增大趋势。土壤含盐量、Na~+、Ca(2+)、K~+、Mg2~+、Cl–、SO_4~(2-)均属于强空间变异,HCO_3~–属于中等强度的空间变异,而pH属极弱变异。土壤盐分含量、pH和盐基离子的Moran’s I指数均通过了显著性检验,研究区土壤含盐量、p H与盐基离子在空间上呈现低聚集性。Pearson相关性分析结果显示,土壤盐分含量与Na~+、K~+、Cl~–和SO_4~(2-)含量具有强正相关性(P0.01),与Ca~(2+)和Mg~(2+)含量中等程度正相关(P0.05);土壤pH与土壤含盐量及盐基离子含量极弱相关。该研究结果可为绿洲水资源合理开发与农业可持续发展提供科学依据,同时可作为盐渍土改良和沙漠化防治等环保工作的决策支撑。     

黑河中游绿洲不同景观单元表层土壤水分空间变异性

了解黑河中游绿洲生态系统表层土壤水分空间分布规律可为绿洲生态系统水资源合理分配与利用提供参考。使用地统计学方法分析黑河中游绿洲8—10月戈壁、林地、农地3种典型景观单元表层土壤水分空间变异特征。结果表明：1）3种景观单元土壤含水量从8—10月有下降趋势,呈中等变异特征且土壤水分相对变异（变异系数）一般在干燥时较大,绝对变异（标准差）在湿润时较大;2）表层土壤水分具有明显空间结构及季节变化特征,呈明显斑块状分布,最优拟合模型均为指数模型;土壤水分基台值和变程的变化大致与土壤平均含水量的变化呈相同趋势,具有中等和强烈的空间相关性,且10月份的土壤水分空间自相关性明显大于8和9月,相似性质斑块空间尺度有缩小趋势;3）在黑河中游绿洲区景观类型、土壤平均含水量、土壤、地貌、气候条件及人为管理等因素是造成黑河中游荒漠绿洲区表层土壤水分呈现时间和空间上明显差异的主导因素,其中平均含水量起的主导作用是持续存在的。     

土壤盐分和含水量的空间变异性及其CoKriging估值——以黄河三角洲地区典型地块为例

以黄河三角洲地区典型地块为研究区，运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了不同深度土层盐分和含水量的空间变异特征。结果表明：研究区土壤盐分和含水量普遍较高，土壤表层积盐作用明显；各层土壤盐分均属于中等变异强度，土壤含水量除表层为中等变异强度外，其余各层为弱变异强度；受结构性因素和随机性因素的共同作用，各土层盐分和含水量均具有中等的空间相关性。对Kriging插值结果分析表明，研究区各土层盐分和含水量在一定的范围内均存在着空间上的相关性和变异性，表层土壤盐分和含水量的空间分布主要受微地形和气候条件的影响，地下水性质是主导深层土壤盐分及含水量空间分布的主要因素。分别采用表层土壤盐分及相应土层含水量对深层土壤盐分进行CoKriging估值，均能提高估值精度，采用表层土壤盐分对深层土壤盐分进行CoKriging估值的精度要明显高于采用土壤含水量，其估计方差减少百分数最大达到167．36％。     

艾比湖湿地不同植物群落下土壤全磷空间变异

土壤磷素是植物生长所需的必要元素,研究土壤全磷的含量水平及空间分异规律可为湿地土壤肥力水平的评价和生态修复提供科学的理论基础。以艾比湖湿地为研究对象,于2015年8月在环湖一周160km范围内系统采集土壤样品296个,采用地统计学方法分析了不同植物群落土壤全磷的空间变异特征。结果表明:(1)研究区土壤全磷含量变化范围为0.46~1.64g/kg,土壤全磷含量为梭梭群落梭梭柽柳群落芦苇群落胡杨群落,不同区域存在极显著性差异;除梭梭—柽柳,胡杨群落外,其他群落土壤全磷垂直方向上表现为从表层向下递减的趋势,且各层土壤全磷含量差异性显著;(2)梭梭和梭梭—柽柳群落土壤全磷拟合模型均为高斯模型,胡杨和芦苇群落为球状模型,其空间分布相关性很强且空间变异性主要是由成土母质、地形、气候等结构性因素引起;(3)芦苇群落土壤全磷随土壤含水量增加呈降低变化,其他区域均呈增加的趋势;梭梭—柽柳群落土壤全磷与土壤pH值呈线性降低趋势,其他植物群落与土壤pH值呈线性增加的趋势。总体而言,艾比湖湿地土壤全磷具有明显的空间分布差异,与植被差异、pH值和土壤水分密切相关。     

胶州湾滨海湿地土壤的盐渍化特征

[目的]了解胶州湾滨海湿地土壤盐渍化特征,为胶州湾滨海湿地保护和区域土壤盐渍化防治提供科学依据。[方法]在胶州湾选取芦苇、碱蓬、光滩及大米草4种典型滨海湿地分层采集土壤样品,通过测定土壤pH值、电导率和主要盐离子浓度开展研究。[结果]胶州湾滨海湿地土壤盐分含量表现由低到高依次为:芦苇湿地碱蓬湿地光滩湿地大米草湿地,盐渍化类型呈现由滨海硫酸盐—氯化物型向氯化物盐渍化土类型过渡的特征;垂直方向上,大米草湿地和芦苇湿地具有表层积盐特征,碱蓬和光滩湿地则呈现出下层稍高趋势。除CO_3~(2-)(和HCO_3~-离子以外,胶州湾滨海湿地土壤主要盐离子含量均呈现出与全盐量、电导率一致的规律,主要盐离子浓度从高到低依次为:Cl~-Na~++K~+SO_4~(2-)Mg~(2+)HCO_3~-Ca~(2+)。[结论]胶州湾滨海湿地土壤属于极重度盐化土,呈现自芦苇湿地向大米草湿地方向递增趋势;土壤碱度上属非碱化土,与土壤含盐量呈相反趋势,但植被易受苏打碱化土的潜在毒害作用。     

环渤海微咸水区土壤盐分及盐渍化程度的空间格局

为了探求环渤海低平原区微咸水的农业利用潜力、缓解水资源危机,就需要掌握该区土壤盐分及其盐渍化程度的空间分布格局。本文通过对该平原微咸水区选取127个代表性样点,采集0～60 cm深度内的8层土样进行土壤全盐量测定,并对130个水井的水位埋深及128个地下水样的矿化度进行了测定。采用地质统计学和GIS相结合的方法研究了该区土壤全盐量及其盐渍化程度的空间分布格局。结果表明,除表层土层盐分含量属于强变异强度外,环渤海低平原区其余土层盐分含量均属于中等变异强度。土层盐分的空间自相关距离从表层（0～5 cm）的35.3 km 增加到深层（50～ 60 cm）的59.7 km。研究区各层土壤盐分含量自内陆平原向东部滨海平原逐渐增加,上下土层盐分含量呈相同的空间变化趋势。表层土层属于非盐化土、轻度盐化土和中度盐化土的比例基本相等,而重度盐化土面积较小,5～60 cm土层无重度盐化土分布。总体上,环渤海低平原以轻度盐化土和非盐化土为主,0～60 cm空间上盐分积聚不强,浅层微咸水灌溉存在很大利用空间。     

新疆玛河流域绿洲土壤特性空间分异与合理开发模式

水土资源是干旱区内陆河流域地域分异及绿洲发育的主要物质基础。以玛纳斯河流域为案例,重点分析沿流域纬度梯度土壤特性的变化。研究表明:从山地到沙漠,土壤养分表现为由高到低,具有波动性,其中有机质含量呈现明显下降趋势。土壤盐分空间变化规律明显:在前山区地带,土壤含盐量低;在冲积扇、冲积扇缘及冲积平原上部绿洲区,土壤耕层总盐高、表聚性强;从冲积平原中下部到干三角洲绿洲,耕层盐分含量依次降低,但剖面盐分含量呈现依次增加趋势,形成盐分聚集的漏斗效应,尤其进入沙漠边缘区,这种趋势更加明显。农业开发应该遵循这种分异规律,并进一步提出绿洲土壤资源合理开发利用对策与建议。     

艾比湖干涸湖底盐漠土壤环境特征分析

在艾比湖东南部历史时期干涸湖底上选择一块长1 500 m,宽1 000 m的植被类型较丰富的采样带,用土钻分别采集深度为0—30 cm和30—60 cm的土壤样品,研究了新疆准噶尔盆地西部艾比湖干涸湖底沉积土壤的盐分、主要离子和有机质的季节性变化和空间分布特征。结果表明:（1）干涸湖底表层（0—30 cm）沉积物盐分平均值占整个采样层（0—60 cm）沉积物盐分平均值的73.3％,沉积物盐分垂直分布呈现出强烈的表聚性。（2）5—10月份土壤盐分的空间分布发生了很大的变化,在垂直剖面上自下向上盐分增加,在水平剖面上秋季盐分大于春季,蒸发作用对干涸湖底的土壤盐分分布有很大的作用。（3）艾比湖干涸湖底不同离子空间变异的一般规律是除了Ca²⁺离子以外,表层土壤比深层土壤的变异系数大。（4）土壤的有机碳和有机质含量10月份较5月份略有升高,盐漠植物在生命活动中对其地表有机碳和有机质的调节作用使其分布格局发生了一定的变化。     

塔里木河上游典型绿洲土壤水盐空间分异特征

结合传统统计学与地统计学方法,以塔里木河上游典型绿洲阿拉尔垦区为研究区,根据64个样点的试验数据,分析样区表层(0-10cm)和亚表层(10-20cm)土壤水盐空间分异特征。结果表明,土壤水分、pH值、电导率和全盐具有明显的空间变异性。样区土壤盐碱化程度较高,土壤水分表现为中等变异性,pH值为弱变异性,电导率、全盐及大部分离子含量为强变异性,盐分呈现强烈的表聚性特性。土壤水分和表层pH值的半方差理论模型较符合指数模型,亚表层pH值、电导率和全盐较符合球状模型。各指标块金值/基台值在0.122～0.316之间,且表层小于亚表层,空间自相关性较高,变异更多受结构性因素影响,空间结构较为复杂。指标的空间分布与区域环境密切相关,各层土壤水分、电导率和全盐均为西北高于东南,即沿河岸-绿洲-荒漠方向递减,而pH值表现为相反的规律。研究区棉田的长期连作,使得水盐运动在多年耕作棉区较为活跃,中小尺度下水盐空间分布的异质性增强。     

艾比湖湿地不同植物群落下土壤水盐空间变异性

以艾比湖湿地为研究区,运用传统统计学和地统计学相结合的方法对4种典型植物群落下土壤水盐含量变化进行了研究。结果表明:(1)4种植物群落中,碱蓬群落、盐节木群落和梭梭群落土壤含盐量呈中等变异,而芦苇群落土壤水盐则呈现较强的差异性(2)随着土层深度的增加,盐节木群落和梭梭群落中土壤含水量差异性不大,碱蓬群落和芦苇群落则呈下降趋势,而对于土壤盐分,除梭梭群落外,其余3种植物群落各土层盐分呈降低趋势,且表层盐分含量相对较高(3)在空间结构性分析中,不同植物群落下土壤含水量和盐分在一定区域范围内空间特结构性显著,能较好地满足高斯模型分布,由于受气候、距湖距离、湖面积波动及土壤类型等因素作用,4种植物群落中土壤含水量和盐分均具有较强的空间自相关性(4)对土壤水盐含量变化的相关性分析中,4种植物群落下土壤水盐含量与其关联性都相对较小,其中碱蓬群落和芦苇群落呈正相关关系,盐节木群落和梭梭群落呈负相关关系。总体来说,碱蓬群落和芦苇群落土壤水盐总变异趋势大于梭梭群落和盐节木群落,说明距湖远近对土壤水盐空间变化有一定的影响。     

石羊河下游民勤湖区土壤特性的空间分异研究

通过野外试验和室内分析,对石羊河下游民勤湖区土壤盐分、pH值和养分的空间分异进行了研究。结果表明：土壤电导率和pH值、速效钾含量都是荒漠区最大,绿洲区最小,而碱解氮和速效磷含量则是绿洲区最大,荒漠区最小。垂直方向上,土壤电导率和pH值变化略显复杂。研究区土壤养分表现为“丰氮、富钾、贫磷”的总体特征;在水平和垂直方向上,土壤电导率和氮、磷、钾都属于中等变异,pH值属于弱变异;土壤电导率值除了表层与60 cm土层表现为中等自相关,其余的都呈纯金块效应,说明研究区土壤的电导率值很容易受到随机因素的影响;土壤pH值属于中等或强自相关性,各层的块金值不大,说明pH值主要受自然因素的影响;土壤养分指标中,碱解氮与速效钾属中等或强自相关性,速效磷则表现为纯金块效应,完全受随机因素影响。     

微咸水滴灌对绿洲棉田水盐运移特征及棉花产量的影响

在南疆绿洲棉田,以河水为对照(CK),利用咸水与河水混合方式,设置矿化度为3,5g/L的微咸水,研究微咸水滴灌对棉田水盐运移特征及棉花产量的影响。结果表明:矿化度为3,5g/L处理的土壤含水量、含盐量在整个生育期呈上升趋势,且随矿化度增加而增大,盛花期(7月21日)前土壤含水量差异不显著,CK的土壤含盐量最高,盛花期后土壤含盐量5g/L3g/LCK,差异显著(p0.05)。垂直方向,土壤深度增加土壤含水量增大,且随着微咸水矿化度增加土壤含水量呈增大趋势,不同处理在盛花期以后差异显著;随土壤深度的增加土壤含盐量呈下降趋势,滴灌次数越多处理间差异越大,至盛铃期(8月4日)达显著水平。水平方向,距离滴头越远土壤含水量越小,且随着矿化度增加土壤含水量逐渐增大;3,5g/L土壤含盐量在盛花期前低于CK,盛花期后距离滴头越远土壤含盐量下降越小,且与矿化度呈正相关。与CK相比,3g/L皮棉产量下降2.1%,差异不显著,5g/L则下降9.6%,差异显著,产量下降主要原因是单株结铃数和单铃重显著下降,而对衣分影响不显著。因此,棉花盛花期前可利用微咸水进行滴灌,且微咸水矿化度不宜超过3g/L。     

民勤绿洲耕地荒地退耕还林地土壤肥力及物理特性比较研究

采用野外调查采样、室内实验、统计分析和地统计分析的方法研究了民勤绿洲东湖灌区在不同的土地利用类型下的土壤肥力及物理特性。结果显示出土地利用方式不同对土壤水分、养分、盐分有明显的影响,但是对pH值的影响不是很大。土壤水分变异系数最大的是退耕还林地达到了50%左右,最小的是农田,退耕还林地中出现了土壤水分较少的现象。电导率的最大值出现在荒地中为4 560.7μS/cm,其次是退耕还林地;N、P、K在不同的土地利用类型中表现出不同的特征,但呈现出富K、贫P、富N的总体特征;pH值呈现出碱性特征,变异系数最大值也是出现在退耕还林地中。研究结果能为民勤绿洲东湖灌区合理调整土地利用方式及进行地表植被恢复提供参考依据。