黄土区撂荒地土壤全磷的小尺度空间变异研究

研究黄土高原地区撂荒地土壤全磷的空间变异,可为该地区植被自然恢复措施的持续实施提供理论指导。本文通过2 m×2 m小网格布置了49个采样点,利用经典统计和地统计学方法研究分析了地面以下4个深度土壤全磷的空间异质性规律。结果表明:(1)表层(0~10 cm)全磷含量水平为0.44 g kg-1,显著高于其它3个深度,且土壤全磷在每个深度层均为中等程度变异;(2)土壤全磷含量水平与其方差的正相关关系在土壤表层最显著(P0.05);(3)土壤全磷在0~10 cm和30~40 cm深度范围呈现中等空间依赖性,在10~20 cm与20~30 cm呈现强烈空间依赖性;(4)土壤全磷在各深度的空间分布插值图显示,表层土壤全磷的空间分布与下层差异较大,10~20 cm与20~30 cm土壤全磷的空间分布具有高度的相似性。     

阔叶红松林林隙土壤物理性质微环境异质性分析

 以小兴安岭阔叶红松林林隙为研究对象,采用地统计学方法对林隙0～20 cm和20～40cm土层土壤物理性质的微环境异质性进行分析。结果表明:阔叶红松林林隙表层土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量和孔隙度均大于下层,但土壤密度相反;表层土壤物理性质有相对高的极差和变异系数。土壤物理性质总空间异质性程度和由空间自相关引起的异质性均为表层土壤高于下层。土壤含水量表现出明显各向异性,土壤孔隙度趋近于各向同性,其他3个物理因子随空间距离增大而表现出各向异性。表层土壤物理性质在空间自相关范围内变异函数相互影响较小。不同层次土壤物理性质空间分布均以中低等级斑块为主,相对较高等级的斑块仅分布在020cm土层中,并位于林隙中心以北的范围内。     

成都平原西部土壤速效钾含量剖面分布特征及其影响因素

为了准确获取土壤钾素剖面分布信息,掌握区域钾素运移和合理精准施肥的需要,基于134个剖面(0—100 cm)采样数据,运用经典统计学和地统计学方法探讨了成都平原西部土壤速效钾剖面分布特征,并对比分析了成土母质、土壤类型和土地利用方式对土壤速效钾剖面分布的影响。结果表明:土壤速效钾含量在水平方向上具有一定的规律性,其高值密集在金马河以南的崇州、邛崃和大邑区域,而低值出现在都江堰—郫县—温江一带,低值区面积占研究区面积50%以上,总体呈现由西南部向东北部显著降低趋势。垂直方向上0—100 cm随土层逐渐降低,表层土壤显著高于下层土壤(P0.05),下层土壤变幅(最大值与最小值之差)随土壤深度的增加逐渐减小。0—100 cm不同土层块金系数均为25%～75%,表现为中等程度空间自相关性,受结构性因素和随机因素共同影响。表层土壤速效钾空间分布受成土母质、土壤类型和土地利用方式共同影响,土壤类型的解释能力最高,分别是成土母质和土地利用方式的1.97,2.58倍;下层土壤主要受成土母质和土地利用方式的影响,影响程度均随着土层深度的增加而增加,相较之下,母质的影响程度增加更为显著。总体来看,成土母质和土地利用方式是影响研究区土壤速效钾剖面分布的主控因素。     

河北坝上地区草地坡面尺度土壤容重空间变异特征

以河北坝上地区的典型草地坡面为研究对象,运用传统统计学、地统计学方法,研究坡面尺度不同深度土壤容重的空间变异特征。通过土壤容重与其它土壤性质间的相关分析,探究其空间变异的影响因素。结果表明:该坡面土壤容重的平均值约为1.08 g cm-3,其在空间分布上差异显著,总体为凸坡>偏凸坡>偏凹坡>凹坡。地统计分析得出0～5 cm表层土壤容重呈弱空间自相关性;20～25 cm和40～45 cm这两层土壤容重具有中等空间自相关性;10～15 cm、30～35 cm和50～55 cm这三层土壤容重具有强空间自相关性。地形是影响坝上地区坡面尺度土壤容重空间变异的关键因素;在地形控制影响下,土壤有机质含量对土壤容重的影响最显著,其次是机械组成,植物根系生物量对土壤容重的影响在凸坡较显著。草地坡面土壤容重具有较强的空间变异性,说明小尺度土壤容重空间变异的研究值得关注。     

喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究

以线形取样方式测定了喀斯特峰丛洼地坡面表层(0～5、5～10、10～15 cm)的土壤水分，采用经典统计结合地统计学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：在坡面特定土地利用结构下(上坡到下坡分布有自然坡地、退耕地和耕地)，表层土壤水分沿上坡向下具有不断减小的变化趋势，坡面纵向和横向土壤水分均呈中等变异，横向上由于特殊的土壤分布和地形地貌特征使得变异程度较纵向强烈，土地利用和坡度因子是造成坡面土壤水分分布和变异的重要因素；半方差分析显示，坡面表层土壤水分具有明显的块金效应和较大的基台值，呈中等或较强的空间相关性，土壤水分总体上具有较好的变异结构和空间连续性，因此可以应用地统计学方法在该地区开展土壤水分空间变异研究。     

基于GPS和GIS的田间土壤特性空间变异性的研究

以一块面积约为13.3 hm²的冬小麦田为研究区，利用GPS接收机定位，按50 m×50 m设置网格，共取63个采样点，测定土壤表层(20 cm)内的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、容重、田间土壤含水率和电导率，研究麦田土壤特性的空间变异规律。采用传统统计学和地统计学相结合的方法对所取的数据进行了分析，利用Arcview3.2软件的空间分析功能，绘制了表达这些土壤特性随机性和结构性的半方差图和空间分布图。研究结果表明：所有土壤特性均服从正态分布；土壤容重具有弱变异强度，其它土壤特性具有中等变异强度；土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾和电导率具有很强的相关性，土壤容重、速效磷和含水率具有中等强度的空间相关性，土壤特性的相关距变化范围为246.8～426.8 m。该成果可为农田的定位施肥、灌溉以及其它的农田精细管理提供依据。     

科尔沁沙地沙质草场土壤水分对干旱和降雨响应的空间变异性

采用地统计学的方法,研究了科尔沁沙地沙质草场土壤含水量对干旱和降雨响应的空间变异规律。结果表明,干旱时沙质草场表层(0～20cm)、亚表层(20～40cm)土壤含水量可很好地拟合成球状模型和指数模型,在1～2．26m,1～6．63m的中等尺度范围内表现出很高的空间自相关性,空间自相关度分别为0．92,0．87．分维数均表现出较弱的空间依赖性．分别为1．99,1．94,两层土壤含水量变异特征差异小,土壤水分的空间变异性强,破碎化程度高。降雨后沙质草场土壤表层、亚表层土壤含水量可很好地拟合成指数模型和球状模型,也具有空间结构特征,空间自相关度分别为0．62,0．98,变程分别为181．80m,4．55m,分维数为1．91,1．99,再有土壤水分空间格局图分析,表层土壤含水量空间变异性小,亚表层空间变异性大,两层土壤含水量变异特征存在明显差异。干旱时与降雨后沙质草场表层土壤水分统计特征、变异函数模型和参数、分维数和土壤水分空间格局分布图存在显著的差异,而亚表层差异较小。一定强度的降雨在短期内只能削弱处于干旱时沙质草场表层土壤水分的空间变异性,使其表层土壤水分破碎化程度、空间变异性减弱,而对土壤深层的水分补充和影响有限。     

保护地不同灌溉方法表层土壤pH小尺度的空间变异

基于保护地定位灌溉试验,采用经典统计学和地统计学的方法,以网格取样方式采集不同灌溉方法(沟灌、滴灌、渗灌)表层土壤,研究微尺度下土壤pH值的空间变异特征及空间分布。结果表明:经6年灌溉,沟灌处理pH显著降低,沟灌和滴灌0～5cm土层土壤pH表现为中等空间自相关,而其5～10cm和渗灌0～5cm和5~10cm的土壤pH表现为弱空间相关,水分的供给方式和数量影响土壤pH的空间变异。     

红松阔叶混交林林隙土壤养分的空间异质性

采用经典统计学和地统计学方法分析了小兴安岭阔叶红松混交林林隙表层土壤(0-10cm)养分空间变异结构及其分布格局。结果表明:土壤pH值(CV=5.28%)和速效钾(CV=7.33%),呈弱变异性,其他土壤化学指标均表现为中等程度变异。土壤pH值、有机质、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾变异函数曲线的理论模型符合球状模型。土壤养分的空间变异主要是由结构性因素引起的,且空间自相关程度均属中等(空间结构比均在25%以上)。克里格法插值估计和各养分属性的等值线图表明,林隙表层土壤养分具有块状或连续分布的特点,不同的指标表现出不同的分布规律。     

黄河三角洲盐碱地混交林土壤电导率的空间异质性

为了研究黄河三角洲盐碱地混交林土壤盐分在旱季和雨季的空间分布特征,以黄河三角洲新造的由11个树种组成的混交林为研究对象,利用经典统计学和地统计学相结合的方法,绘制上层（0 ～ 15 cm）和下层（15～30 cm）土壤电导率的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图,研究春季和秋季不同深度土壤电导率的空间变异特征.结果表明：1）土壤电导率平均值在春季和秋季有显著差异,不论是上层还是下层,春季均大于秋季.春季上层和下层土壤电导率变化范围分别为1.12 ～5.18和0.83～3.72 mS/cm,变度分别为4.06和2.89 mS/cm.秋季上层和下层土壤电导率变化范围分别为0.85 ～2.91和0.62～3.05 mS/cm,变度分别为2.06和2.43 mS/cm.春季土壤电导率变异系数较大,而秋季则较小.2）春季混交林上层和下层土壤电导率均有强烈的自相关性,变程分别为13.47和12.72 m.秋季上层和下层土壤电导率变异函数的半方差图几乎为直线,变程分别为213和71m,超出了取样范围,表明在该取样尺度下没有自相关性.3）Kriging插值结果表明,混交林地春季土壤电导率斑块化程度高于秋季.