近30年来海伦市耕地土壤有机质和全氮的时空演变

土壤有机质和全氮含量是衡量黑土肥力质量的重要指标。本研究采用基于土壤学专业知识的属性数据和空间数据连接方法,在GIS技术支持下,研究了黑龙江省海伦市1981、2000和2008年3个时期耕地土壤有机质和全氮含量的时空变化规律。结果表明:1981—2008年,海伦市有超过60%的耕地土壤有机质和全氮含量下降,主要分布在中部和西南部。有机质的下降主要发生前20年(1981—2000),且降幅较大,超过15 g/kg,而近10年(2000—2008)耕地土壤有机质的下降幅度和下降区的面积均有所减小;但近10年(2000—2008)耕地土壤全氮含量下降问题依然严重,中部和西南部累计有超过70%的耕地土壤全氮含量呈下降趋势,其中全氮降幅超过0.50 g/kg区域约占耕地面积的38%。     

近37年扬州市耕地土壤有效锌含量时空变化特征

基于扬州市1984—2020年表层土壤数据,运用地统计分析和相关性分析方法,系统分析了扬州市耕地土壤有效锌含量时空变化特征及其影响因素。结果表明:近37年扬州市耕地土壤有效锌平均含量上升1.15 mg/kg,增幅达188.5%;扬州市耕地土壤有效锌分布存在明显的空间异质性,总体上呈现南高北低、西高东低的分布特征。成土母质、土壤质地及土地利用方式不同,耕地土壤有效锌含量存在显著差异。不同成土母质中,长江冲积物发育土壤有效锌含量较高;不同土壤质地中,砂壤土中有效锌含量较高;不同土地利用方式中,旱地土壤中有效锌含量最高。土壤pH及有机质含量与土壤有效锌含量存在不同程度的响应关系。     

近30年山东省耕地土壤pH时空变化特征及影响因素

通过研究山东省第二次土壤普查省级汇总(1984年)和省级耕地地力评价(2015年)耕地土壤pH数据,分析了土壤酸化的总体情况和动态变化,探讨了土壤酸化的自然和人为驱动因素.结果表明,30年来,山东省耕地土壤pH平均值由7.6降至7.2,降低了约0.4个单位,整体表现为酸性耕地面积明显增加,弱碱性和中性耕地面积相对减少,...     

近30年湟水流域土壤全氮时空变异及影响因素

基于湟水流域1985年第二次土壤普查的45个剖面数据和2015年土壤调查的61个剖面数据,采用统计和地统计学法,分析了流域0~15 cm和15~30 cm土层近30年全氮(TN)的时空变异及影响因素。结果表明:从1985年至2015年,0~15 cm和15~30 cm层TN均值分别由1.33 g kg-1和1.15 g kg-1升高至2.25 g kg-1和2.08 g kg-1,增幅为69.20%和80.87%;近30年来,湟水流域0~15 cm和15~30 cm土层全氮呈现增加趋势,其中西部、北部、中部以增加为主,东南部以递减为主;空间相关性由强变为中等,1985年TN含量在东西和南北两个方向均呈现先减后增的趋势,2015年则整体呈从东南向西北增加的趋势;气候因子、海拔、土壤质地、土壤类型等自然因素和土地利用、施肥、种植结构以及农业机械化等人为因素共同导致了TN时空分异,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势。考虑到TN含量存在较大的时空变异,建议建立湟水流域土壤TN含量长期监测点,并对农业氮肥的施用实行分区管理,以保障整个农业流域的可持续发展。     

近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的时空变化

【目的】磷是限制黄土高原地区农业生产的重要元素,研究黄土高原已治理小流域耕地土壤磷素含量的时空变化对该区耕地的评价与管理有着重要的指导意义。【方法】在实地调查研究的基础上,通过细致试验、微观分析和流域信息反馈检验,在不同时间、空间尺度上,计算整理归纳了近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的变异性,并对引起变异的有关因素进行了分析。【结果】从时间上看,近40年泥河沟流域耕地土壤全磷含量呈现加速下降趋势,有效磷含量呈现先上升后下降的波动变化。土壤全磷含量随时间的变异与作物产量和施磷量的改变有关,1980—1998年耕地施用农家肥和磷肥较多,土壤磷的“输入”与“输出”较平衡,土壤全磷含量稳定在1.31~1.34g/kg之间;1998—2015年农家肥和磷肥投入减少,氮肥和复合肥投入增多,农作物产量持续增加,土壤全磷含量降低了27.1%。土壤有效磷含量的时间变异与施肥结构和速效磷肥施用量的改变有关,1980—2004年耕地速效磷肥的投入量增加了120kg/hm^2,土壤有效磷含量随之提高了2.6倍;2004—2015年由于施肥结构改变,速效磷肥的投入量减少,土壤碱性增强,土壤有效磷含量降低了24.7%。从空间上看,土壤磷素含量的空间变异主要受土壤侵蚀和土地管理的综合影响。均整坡耕地上土壤磷素含量呈现坡上<坡下,全坡面断面上呈现塬地>塬畔地>沟底地>沟坡地,全流域呈现平耕地>坡耕地>新修梯田。整坡耕地上土壤侵蚀使径流挟带泥沙和养分顺坡单向迁移,因为有效磷的迁移性比全磷强,所以差异性为有效磷>全磷;全坡面断面上靠近分水岭的塬地由于靠近居民区管理较为精细,土壤培肥程度高,土壤有效磷含量比其他位置耕地高出1倍以上;通过治理,全流域耕地的地形条件差异逐渐缩小,梯田面积由1980年的100hm^2增加至现在的250hm^2,坡耕地面积由1980年的250hm^2降低到现在的50hm^2;新修梯田由于受到土壤扰动的影响,其土壤磷素含量接近母质,比老梯田和坡耕地低。【结论】流域经历近20年的治理和10年以上的社会化自由管理,耕地土壤全磷含量呈现降低的趋势,土壤有效磷含量依然主要依赖于速效磷肥的补给,这将是流域农业发展的重大隐患。随着农村劳动力的季节性流动,耕地利用管理需要在省工省时的基础上得到优化,调整施肥结构,实现集约化经营将是今后该区农业发展的重要方向。     

不同肥料对土壤微生物数量及全氮时空变化的影响

采用等氮技术及原状土柱法研究了尿素（N）、有机肥（OM）和尿素与有机肥配施处理对土壤微生物数量和全氮含量时空变化的影响。结果表明,3种肥料处理的微生物数量均表现为配施〉有机肥〉尿素。同一土层的细菌数量以越冬期最大;真菌数量以抽穗期最大;放线菌数量则随小麦生育期推进逐渐增加,成熟期达最大值。不同生育时期20-40cm土层的细菌、真菌和放线菌数量最大,0～20cm次之,40～120cm随着土壤深度增加逐渐减少。随小麦生育期推进,3种处理0～20cm土层全氮含量逐渐减少。配施处理土壤剖面全氮含量整体变幅较大,其次为有机肥和尿素处理。小麦全生育期各处理0～20cm和0—40cm土层中的全氮量占0—120cm土层全氮总量的比例均表现为配施最高。相关性分析表明,除尿素处理拔节期的土壤细菌、真菌、放线菌数量,有机肥处理扬花期的放线菌和灌浆期细菌数量与土壤全氮含量相关性不显著外,各处理各生育期微生物数量与全氮含量均显著或极显著相关。     

近30年西藏耕地面积时空变化特征

耕地对保障粮食安全、促进社会经济发展起着至关重要的作用。西藏生态环境脆弱,深入了解西藏耕地分布及其变化过程,可以为指导西藏农业发展、保障生态安全提供参考。本研究以4期遥感资料为数据源,采用土地利用动态度、土地利用区位指数和土地区域差异模型,对1980-2010年西藏耕地面积时空变化特征进行研究。结果表明:1)近30 a西藏耕地面积总体呈增长趋势,从3 252 km2增加到3 703 km2,占西藏土地总面积的比例从0.27%上升到0.31%,年变化量15.37 km2,年变化率0.46%。2)西藏耕地主要分布在日喀则、拉萨、山南、昌都4个地区,海拔3 800~4 200 m之间,28°~30°N地区,其中拉萨、海拔3 800~4 000 m、28°~29°N是耕地最为集中的地区。3)近30 a西藏耕地相对增加较快的是昌都地区、海拔3 200 m以下和4 200 m以上地区、30°~33°N地带,西藏耕地的变化表现出向高、低海拔地区、纬度较高地区扩展的趋势。近30 a西藏耕地的时空变化特征是气候等自然地理条件与人类活动综合作用的结果。     

中国近30a耕地变化时空特征及其主要原因分析

随着中国经济的快速发展和人口的不断增加,在各项建设占用大量耕地和生态退耕与环境保护措施的双重影响下,中国的耕地面积在持续减少。对中国耕地随时间变化规律的认识以及其空间分布变化趋势的把握已成为重要的研究内容,这对于研究区域粮食安全和区域可持续发展也有重要的指导意义。该文在中国长时间序列土地利用动态时空数据库的支持下,对中国1987年到2010年的耕地变化过程进行了全面分析,揭示了中国近30 a来耕地变化的时空特征,分析了其变化的主要原因。研究表明,自1987年以来,中国原有耕地不断减少,北方地区为主的新垦耕地持续增加。以2000年为转折点,1987年到2000年耕地总面积略有增加,2000年到2010年耕地总面积逐步减少,近30 a间,耕地总量相对稳定。比较而言,2000年以前的耕地增加速度明显高于2000年以后的耕地减少速度。到2010年全国耕地总面积呈南减北增、减少速率最快的区域集中于长江三角洲、珠江三角洲地区,而增加速率最快的区域集中在新疆、黑龙江以及内蒙古部分地区。建设用地对耕地的占用持续强烈并有加强趋势,生态建设占用耕地是生态脆弱地区耕地面积减少的主要原因,对耕地的占用比例仅次于建设用地。对草地、林地的开垦是全国新增耕地的主要来源,对未利用土地的占用有增强趋势,近年来,包括盐碱地;沼泽地,甚至是沙地、戈壁等未利用土地被改造成耕地,同时也会带来区域水资源和环境等方面的一系列问题,尤应慎重。     

近20年来旱地耕层土壤全氮和pH的变化特征——以云南墨江县为例

为明确旱地耕层土壤全氮(TN)和pH含量的时空变异特征。研究基于云南墨江县1985年第二次土壤普查数据及2006年测土配方施肥农业项目调查数据,通过spss17.0和Arc GIS10.1等软件,采用数理统计和地统计相结合的方法,探讨了近20年土壤TN和pH的时空变异特征。结果表明:近20年来土壤pH和TN均有不同程度的变化,土壤TN有一定程度的增加,增幅达3.45%,而土壤pH整体呈下降趋势,降幅达7.56%;1985年和2006年土壤TN含量分别为1.16±0.46 g kg-1和1.20±0.62 g kg-1,变异系数分别为40.07%和51.35%,两个时期TN变异函数均符合Exponential模型,块金系数分别为61.36%和79.48%,TN含量具有中等程度的空间相关性;2006年墨江县坡耕地耕层pH为5.01,较1985年有了一定程度的降低,降幅达7.56%,且土壤pH变异系数较小,分别为10.78%(1985年)和12.20%(2006年)。土壤pH变异函数理论模型分别符合Gaussian(1985年)和Exponential(2006年)模型,2006年土壤块金系数68.75%较1985年的53.33%有了明显提高,土壤pH空间自相关程度降低。近年来,由于人为耕作活动、施肥结构变化及工业污染物排放等随机因素和气候变化的影响,旱地耕层土壤TN有所增加,土壤酸化比较明显。     

川南丘陵区近30 a来土壤养分时空变化

[目的]通过研究川南丘陵地区区域尺度上土壤养分的空间分异特征和时间变化特点,为该区域的土壤质量管理和农业可持续发展服务。[方法]基于GIS技术和地统计学方法,分析1982—2011年川南丘陵地区宜宾市南溪区长兴镇耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的时空变化情况。[结果](1)研究区5种土壤指标中,有效磷的变异系数最高,其余指标变异系数在22.18%~37.03%,属中等程度变异。(2)结构分析表明,1982年时土壤养分的块基比为25%~75%,属中等变异,结构因素和人为因素对其都有影响;到了2011年,各指标空间自相关性变弱,人为因素占主导作用。(3)克里格插值显示,研究区近1/2区域土壤氮素偏高,全氮和碱解氮含量在高等级及以上面积分别占39.26%和47.94%;磷素虽略有上升,但有52.68%的区域有效磷含量在5mg/kg以下,属严重缺磷;钾素含量在中上等级区域面积减少,大部分在中下水平,甚至出现了极低水平。[结论]经过近30a土地利用后,整体上研究区土壤养分北高南低,且呈重氮,轻磷,忽钾的态势,研究区以南要注意控制氮肥的输入,补充磷、钾肥。     

河北省土壤温度与干湿状况的时空变化特征

土壤温度和干湿状况是表征土壤特性的重要参数,在土壤系统分类中作为诊断土壤某些亚纲、土类及亚类划分的参考依据。基于河北省142个气象观测站1951—2010年的日值气象数据,利用GIS空间分析技术,对河北省近60年的土壤温度和干湿状况的时空变化规律进行了分析。结果表明:(1)1951—2010年的平均土温和平均干燥度指数呈现上升趋势,且1981—2010年的上升速率均高于1951—1980年。(2)河北省主要有冷性和温性两种土壤温度状况,与1951—1980年相比,1981—2010年的温性土壤向北有所移动,移动的距离和面积大约为14.26 km和5 665 km2。(3)河北省的土壤干湿状况分布具有明显的地域差异,地表干湿状况可分为湿润、半湿润和半干旱三个等级;东部和北部区域气候湿润状况优于西部和南部,也间接表明了土壤的干湿分布状况。该研究结果为土壤系统分类定量化的诊断特性取代传统土壤分类中的地带性概念提供参考。     

河南省土壤全磷质量分数时空变异分析

采用传统统计学、GIS和地统计学的方法分析河南省1982和2009年土壤全磷的时空变异特征。结果表明：1）研究区2个时期土壤全磷半变异函数拟合模型均为球状模型,均存在中等空间相关性;2）土壤全磷平均质量分数由1982年的0.56 g/kg增加为2009年的0.66 g/kg,增幅为17.86%,平均年增长水平为0.66%,其中豫东地区由0.65 g/kg变为0.83 g/kg,增幅27.69%位居全省第1位,豫南地区以6.12%增幅最低;3）主要土类中,全磷质量分数以主要分布在平原区的砂姜黑土、水稻土和潮土的增幅最大,增幅分别为29.55%、29.27%和18.46%,主要受秸秆还田以及施用有机肥等人为活动的影响,此外,黄棕壤中全磷平均质量分数有所下降,下降幅度为6.45%。     

江苏省域农田土壤速效钾含量变化及其影响因子研究

为研究江苏省域农田土壤速效钾含量的变化特征及其影响因子,根据2008年和2015年江苏省基本农田质量长期监测点实测数据,运用经典统计学和地统计学分析了土壤速效钾的时空变化,运用多因素方差分析探明了成土母质、气候、种植制度、化肥因子对土壤速效钾含量变化的影响及不同影响因子间的交互效应。结果表明:①2015年江苏农田土壤速效钾平均含量为107.9mg/kg,与2008年相比无显著变化;②与2008年相比,2015年江苏沿海地区农田土壤速效钾含量下降明显,其中盐城部分地区下降最多,达10.0～30.5 mg/kg;徐淮部分地区土壤速效钾含量增加较多,达10.1～20.5 mg/kg;③成土母质、气候、钾肥对2008—2015年江苏农田土壤速效钾含量的变化存在显著影响。在钾肥超低投入下速效钾含量的变化主要受成土母质和气候影响,在钾肥低投入及以上水平,速效钾含量的变化主要受钾肥投入影响,说明施用钾肥是提高土壤速效钾含量的主要途径。     

Effects of desertification on soil organic C and N content in sandy farmland and grassland of Inner Mongolia

Desertification is one of the most serious types of land degradation. A field experiment was conducted during 2002 and 2003 in Horqin Sand Land, China to investigate changes in soil C and N contents in relation to land desertification. Four primary results were derived from this work. First, land desertification characterized by wind erosion resulted in a significant decrease in soil fine particles (clay + silt) with a corresponding increase in sand content. In comparison to non-desertified land, soil fine particle content decreased by up to 89.2%, and sand content increased by up to 47.2%, in the severely desertified land. Second, the organic C and total N in soil were mainly associated with the soil fine particles, and decreased significantly with desertification development. Organic C decreased by 29.2% and total N by 31.5% in the severely desertified land compared to the non-desertified land. Third, the decrease in organic C and N content was greater in desertified grassland than in desertified farmland. Fourth, the changes in organic C and total N content had a significant positive correlation with the soil fine particle content (P < 0.01) and a significant negative correlation with coarse sand content (P < 0.01), indicating that land desertification by wind erosion is mediated through a loss of soil fine particles, with a resultant decrease in soil organic C and total N.     

河北省农田土壤中的镍

分析测定了河北省农田主要类型耕层土壤中的Ni含量及土壤中Ni含量的剖面变化,结果表明,河北省农田土壤中Ni的平均含量为26.48mg/kg,含量范围为8.62～94.77mg/kg,土壤中Ni含量水平在20～30mg/kg范围内分布频率最高。土壤中Ni的含量总体变化趋势是由北向南、由西向东呈逐渐增加趋势。主要类型土壤中Ni的平均含量水平高低为棕壤土>潮土>褐土>栗钙土;4种类型土壤中Ni含量的剖面变化表现为下层略高于表层,但含量差异不显著。农田土壤中Ni含量的变化与土壤pH值、全盐量及有机质的含量变化相关性不显著。     

自然—社会经济因素驱动下江西省生境质量的时空演变与主控因子

[目的]基于江西省2000—2020年5期土地利用数据,分析生境质量时空演变特征和研究区域生境质量变化的主要因素,以期为江西省土地利用规划及区域生态系统服务优化提供参考。[方法]使用InVEST栖息地质量评估模型对江西省生境质量水平进行空间测度,利用全局Moran’s I指数分析生境质量时空关联性,并运用地理探测器模型捕捉影响生境质量的主导因子。[结果](1)2000—2020年,江西省生境质量整体处于较高水平,但呈现缓慢下降趋势。(2)江西省生境质量具有较高空间正相关性,空间分布差异性逐渐增强。(3)自然—社会经济驱动体系中,土地利用类型因子中林地所占比例是影响生境质量的主控因子,各驱动因子间交互作用均为非线性增强,其中距建设用地距离和耕地比例两者交互作用最大。[结论]江西省生境质量整体水平较高,空间分布差异明显,生境质量水平主要受土地利用类型的影响。     

赣南地区设施菜地土壤全硒含量分布特征

为探究江西省赣州设施菜地土壤全硒（Se）的含量及其分布特征,于2021年对赣南地区设施蔬菜大棚采集0～20 cm耕层土壤样235件,测定了土壤采样点的经纬度、海拔及土壤中全硒含量和理化性质。结果表明,赣南地区设施菜地土壤全硒质量分数平均为0.31 mg/kg,变化范围为0.03～1.25 mg/kg,全硒含量分布频率符合正态分布。研究区域设施菜地富硒土壤资源较为丰富,85.1%的样点数土壤全硒含量处于足硒及以上水平（>0.175 mg/kg）,其中有22.1%的样点数土壤属于富硒水平标准（>0.400～3.000 mg/kg）,而富硒土壤主要集中在赣南地区的正西部及东北部等部分区域;7.2%和7.7%的样点数土壤全硒质量分数分别达硒不足（>0.125～0.175 mg/kg）和潜在硒不足水平（≤0.125 mg/kg）,二者主要集中在赣南地区西南角部分区域,不存在硒中毒区域。海拔每增加1 m,设施土壤全硒质量分数降低5.35×10-4 mg/kg;纬度每增加1°和pH值每增加一个单位,土壤全硒质量分数分别增加0.090和0.049 mg/kg。综上,赣南地区设施菜地土壤硒资源具有较大利用潜力,并可依据研究区域全硒含量分布特征开展具有针对性的设施富硒蔬菜发展策略。     

施肥对农田土壤螨季节性变化的影响

对农田土壤螨季节性变化进行试验研究结果表明,农田土壤螨1年有2个发生高峰,即春季5月份高峰和秋季8－9月份高峰。EM堆肥区土壤螨数量年波动平缓,稳定性高;化肥区土壤螨数量年波动性大,中气门目击壤螨7月份后才出现。     

宁夏农田土壤耕层养分含量的时空变化特征

根据土壤普查资料和实际采样测定结果,探讨了宁夏山区和灌区农田土壤耕层有机质和氮磷钾养分含量的时空变化特征。结果表明,在1970年、1985年和2000年3个时段内,土壤有机质、有效磷和碱解氮含量呈显著或较显著增长态势,土壤速效钾含量近15年在灌区明显下降,土壤氮磷钾全量养分在30年间没有明显变化。从两个地区比较来看,除土壤全磷量外,土壤有机质和其它养分含量都是灌区显著高于山区,而变异系数除土壤全钾外都是山区显著大于灌区。