土壤CEC的影响因子及Cokriging空间插值分析——以青岛市大沽河流域为例

运用地统计和多元回归分析方法,探讨大沽河流域土壤阳离子交换量(CEC)的空间变异和影响因子。结果表明,上下层土壤CEC与有机质、黏粒和粉粒含量有着显著的正相关,而与砂粒含量则存在显著的负相关,其中与黏粒含量的相关系数最大,与粉粒含量的相关性最弱;对CEC的贡献能力依次为黏粒有机质砂粒,黏粒的贡献能力平均为有机质的1.5～2.5倍;以黏粒为辅助变量的Cokriging(COK)较之Ordinary Kriging(OK)能提高插值精度,上下层均方根误差RMSE值分别减少了18.94%和41.05%,辅助变量与主变量的相关程度决定了估值的精度;大沽河流域中东、西北部及西南方向中部地区土壤CEC较高,而北部与西南角局部地区土壤CEC保肥能力非常弱,是以后土壤改良的重点地区,可通过增施有机肥以及改土培肥等措施来提高土壤肥力水平。     

祁连山不同林龄青海云杉对灰褐土理化性质和水源涵养功能的影响

对祁连山不同林龄青海云杉林灰褐土化验分析表明:土壤孔隙度、团粒结构、物理性黏粒、水分、渗透速度、渗透系数、有机质、全N、速效N、速效P、速效K、CEC均为成年林＞幼年林＞荒坡草灌.土壤体积质量(容重)、物理性砂粒、pH、CaCO3、全盐均为荒坡草灌＞幼年林＞成年林.随着林龄延长,CaCO3、可溶性盐都有不同程度的淋溶.不同处理间的差异显著性经LSR检验达到显著或极显著水平.     

毛乌素沙地东南缘沙漠化过程中土壤理化性质分析

采用空间代替时间的方法,对毛乌素沙地东南缘沙漠化过程中土壤理化性质变化进行了分析.结果表明,沙漠化过程中土壤理化性质呈规律性变化,随沙漠化程度的加剧,土壤黏粒含量、含水量、有机质、有机碳和全氮含量减少,土壤砂粒含量、容重和C/N增加,土壤质量下降;相关性分析结果表明,容重和C/N比与各指标呈负相关关系,其余各指标间呈正相关关系,其中容重与有机质、全氮含量之间以及有机质与全氮含量之间存在极显著相关性,黏粒含量与含水量、容重、有机质和全氮含量之间存在显著相关性,含水量与容重、有机质和全氮含量之间也存在显著相关性,说明沙漠化过程中土壤各组分之间存在着密切的内在联系.     

坡面尺度土壤特性的空间变异性

通过对20m长坡面土壤特性空间变异性的经典统计学分析,结果表明:(1)在同一土壤剖面内,各级粒径含量呈弱变异性,而有机质含量随土层深度的增大而逐渐降低,呈中等变异性;(2)土壤干容重的空间变异性较小,呈弱变异性,但土壤饱和导水率的空间变异性较大,呈中等变异性;(3)水分特征曲线具有一定的空间变异性,比水容量空间变异性较大,呈中等变异性。坡面土壤饱和导水率和干容重的等值线图表明,土壤饱和导水率的变化趋势并不仅仅取决于土壤干容重的相对大小,可能与有机质含量、黏粒含量以及根系分布情况等也有一定的关系。     

渭北旱塬区不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响

为了研究不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响,以渭北旱塬区5种土地利用类型(不同坡向)为研究对象,系统分析该区不同坡向土地利用类型剖面土壤物理、化学和生物性质的差异。结果表明:(1)除土壤pH和土壤颗粒组成外,5种土地利用类型土壤含水量、总孔隙度、有机质、全氮、微生物量碳和氮含量总体随土层加深呈下降趋势,土壤容重则相反。(2)0-30cm土层,阳坡农用地土壤含水量、黏粒含量和pH最高,粉粒和全氮含量最低;人工草地砂粒和全氮含量最高,黏粒含量最低;人工林地土壤总孔隙度、土壤有机质、微生物量碳和氮含量最高,土壤含水量、土壤容重和pH最低;天然草地土壤容重和粉粒含量最高,总孔隙度和砂粒含量最低;退耕地有机质、微生物量碳和氮含量最低。阴坡农用地土壤含水量、粉粒含量和pH最高,黏粒和全氮含量最低;人工草地土壤容重、黏粒和微生物量氮含量最高,土壤总孔隙度、粉粒、砂粒和有机质含量最低;人工林地有机质含量和微生物量碳含量最高;天然草地土壤总孔隙度、砂粒和全氮含量最高,土壤容重和pH最低;退耕地土壤含水量、微生物量碳和氮含量最低。(3)5种土地利用类型中,土壤容重、细黏粒、粗黏粒、细粉粒、粗砂粒、土壤pH和有机质(退耕地除外)表现为阳坡阴坡,土壤含水量(退耕地和农用地除外)、总孔隙度、粗粉粒、细砂粒、土壤质地粗化度、全氮(人工草地除外)、土壤微生物量碳和氮含量则为阴坡阳坡。     

块石出露对喀斯特坡耕地土壤理化性质的影响

喀斯特坡面伴随有大量直径>25 cm的块石出露，为探明块石出露对土壤理化性质的影响，以坡面4个块石出露的农地和1个对照组为研究对象，分析土壤理化性质空间变异特征。结果表明：(1)在块石出露的农地中，土壤容重、黏粒、粉粒和砂粒的变化分别为0.87～1.42 g/cm³,25.70%～41.80%,38.11%～51.60%,13.76%～27.54%,土壤容重、黏粒和粉粒空间变异性均为弱且高于对照组，砂粒空间变异性为中等且低于对照组。(2)土壤全碳、全氮、全磷、全钾变化分别为9.82～23.13,0.94～2.15,0.65～2.93,7.38～20.35 g/kg,土壤有效磷、速效钾的变化分别为1.44～2.63,7.35～106.02 mg/kg,空间变异性均为中等且高于对照组。(3)土壤容重、黏粒、粉粒与其他土壤理化性质的之间的关系总体上呈负相关，且相关性在块石出露的农地中比对照组更显著。砂粒与黏粒之间呈显著负相关，与其他土壤化学性质之间的关系总体上呈正相关。(4)块石出露数量、出露坡度、出露比率和出露高度，对土壤理化性质的影响具有复杂性，土壤理化性质的...     

灌区土壤盐分空间变异及多因素响应关系

[目的]研究土壤含盐量空间特征和分布格局,分析土壤盐分空间格局与地下水、土壤物理特性参数间的空间响应关系,为灌区盐渍化防控提供理论依据。[方法]以黄河南岸灌区吉格斯太灌域为例,网格化布点,分层采样测定土壤含盐量、表层土壤含水量、颗粒组成、干容重并换算热容量及导热率,同步监测地下水埋深及含盐量,采用经典统计方法和地统计方法分析土壤含盐量空间分布特征及其与物理特性和地下水等因素间的空间相关性。[结果]灌域处于非盐化—轻度盐化状态,土壤含盐量呈中等空间变异程度,总体呈现相对独立的随机分布,空间结构特征可以用高斯模型和指数模型描述。土壤含盐量与地下水埋深呈显著负相关,与地下水含盐量呈显著正相关,地下水埋深1.6 m区域发生轻度盐渍化风险较高。0—20 cm土壤含盐量与黏粒含量、容重、含水量、导热率及热容量显著空间正相关,相关范围约2～6 km;与砂粒含量呈显著空间负相关,相关范围约2～4 km。20—60 cm土壤盐分与0—20 cm土壤黏粒、砂粒含量、导热率、热容量及含水量呈显著相关,相关范围与土壤表层略有差异。[结论]黏粒含量较高,含水率较大,地下水埋深1.6 m的区域是灌域盐渍化防控的重点区域。     

盐化和有机质对土壤结构稳定性及阿特伯格极限的影响

对甘肃景电灌区盐化和有机质对土壤团聚体的稳定性、黏粒的分散性及阿特伯格极限进行了调查研究。研究结果表明该灌区盐化土壤中水溶性盐以钠盐为主,土壤具有钠质现象。随含盐量和交换性钠离子百分率（ESP）的增加土壤团聚体的稳定性显著降低,黏粒的分散性显著增加,阿特伯格极限具有降低的趋势,明确地说明盐化和伴随着的钠质化是土壤结构性能退化的主要原因。随有机质含量的增加,土壤团聚体的稳定性显著增加,黏粒的分散性显著降低,阿特伯格极限显著增加,说明增加有机质含量可以显著改善盐化土壤的结构性能。可以根据如下公式利用有机质含量（OM）和ESP预测团聚体的稳定性:WSAR=19.4 0.98OM-1.43 ESP（R2=0.5741,n=67）。团聚体稳定性、黏粒分散性、流限和塑限互相之间显著相关,说明流限和塑限可以作为反映盐化土壤结构状况的指标。     

水稻籽实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属（Cd、Cr、Pb、Cu、Zn）全量、各形态含量及相应点位种植的水稻籽实重金属含量的基础上，通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟，研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征，以及水稻籽实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明，成都平原水稻土重金属污染较轻，除Cd外，均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低，Cd主要以铁锰氧化态存在，Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻籽实对5种重金属的累积效应顺序为：Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态（可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态）主要有：Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量；Zn各活性形态对水稻籽实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响；活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关；活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系；Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响；Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来，对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重，而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。     

宁南山区侵蚀沟不同部位土壤理化性质及可蚀性研究

侵蚀沟沟头前进，沟岸扩张，沟床下切严重影响区域粮食生产和环境质量。以宁夏彭阳县玉洼流域3个稳定侵蚀沟的沟头、沟床、沟岸为对象，通过野外调查取样与室内试验相结合的方法，分析了侵蚀沟不同部位(沟头、沟床、沟岸)的土壤理化性质及可蚀性K值，采集0—10,10—25,25—40,40—55,55—70 cm土壤，测定并计算土壤质量含水量(θ)、土壤容重(ρ)、土壤总孔隙度(φ)、土壤黏粒(CLA)、粉粒(SIL)、砂粒(SAN)含量、>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_0.25)、土壤平均重量直径(MWD)、土壤几何平均直径(GMD)及土壤有机质(SOM)含量，利用EPIC模型计算土壤可蚀性K值。结果表明：(1)侵蚀沟各部位平均质量含水量、总孔隙度、有机质、粉粒含量、>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径的大小顺序均为沟床>沟岸>沟头，各部位平均土壤容重、砂粒含量为沟头>沟岸>沟床，平均土壤黏粒含量为沟岸>沟头>沟床，各部位土壤机械组成均为粉粒含量>砂粒含量>黏粒含量；(2)侵蚀沟各部位土壤...     

水稻子实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)全量、各形态含量及相应点位种植的水稻子实重金属含量的基础上,通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟,研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征,以及水稻子实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明,成都平原水稻土重金属污染较轻,除Cd外,均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低,Cd主要以铁锰氧化态存在,Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻子实对5种重金属的累积效应顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb>Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)主要有:Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量;Zn各活性形态对水稻子实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响;活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关;活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系;Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响;Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来,对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重,而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。     

Linear Regression Models to Estimate Exchangeable Sodium Percentage and Bulk Density of Salt Affected Soils in Sahl El-Hossinia,El-Sharkia Governorate,Egypt

ABSTRACT

The objective of this study was to develop a Linear Regression Model for the prediction of soil bulk density based on organic matter content (OM) and textural fractions (% sand, silt and clay) as well as the soil exchangeable sodium percentage (ESP) based on soil sodium adsorption ratio (SAR) in some salt affected soils of Sahl El-Hossinia, El-Sharkia Governorate, Egypt. For this purpose, 160 samples were randomly taken from top of the surface soil (0–30 cm) from different locations and samples were subjected to various analyzes. XLSTAT Version 2016.02.27444 software was used to build and test conceptual and empirical models. The statistical results of the study indicated that to predict soil bulk density (BD) based on organic matter content and textural fractions the Multiple linear regression model BD = 1.817–0.730 × OM – 0.002 × Clay – 0.001 × Silt with R² = 0.794. On the other hand, to predict soil ESP based on SAR the linear regression model ESP = 5.577 + 0.851 × SAR with R² = 0.773. A Linear Regression Model for prediction of BD and ESP of Sahl El-Hossinia, El-Sharkia Governorate, Egypt, can be used with high prediction.     

陕西省渭南市卤阳湖盐碱地土壤肥力综合评价

为全面认识,有效管理和保护陕西省渭南市卤阳湖盐碱地土壤,分析了该地区土壤物理性质和盐碱特性。同时采用主成分分析法结合norm值,筛选出有机质,碱解氮,速效磷,速效钾,CEC,ESP,电导率和土壤容重8项指标,建立了该地区土壤综合质量评价最小数据集。结果表明,该地区土壤质地较黏重,土壤有机质(0.31)、碱解氮(0.39)、速效磷(0.26)、速效钾(0.38)的隶属度均值很小,是该地区土壤养分的主要限制因子。土壤容重隶属度为1,CEC隶属度为0.64,土壤碱化度(ESP)隶属度为0.61,说明该地区土壤紧实,但碱性极强。总之,利用加权求和指数法计算土壤肥力综合指数为0.277,说明该地区土壤肥力处于较低水平,需采取适当措施进行改良,以提高土壤肥力。     

The effects of electrolyte concentrations on calcium-sodium exchange equilibria in two soil samples of india

The effects of total electrolyte concentrations of the equilibrium solutions (t.e.c.) on Ca²⁺-Na⁺ exchange equilibria in two soil samples (high and low in organic matter, clay content and CEC) were studied. Homoionic (Na⁺-saturated) soil samples were equilibrated with solutions having a large range in sodium adsorption ratio (SAR) at 25, 50, 75 and 100 meq. 1^-1 t.e.c. The exchange equilibria data were analysed, using a thermodynamic approach and the selectivity coefficients of Gapon (1933), Vanselow (1932) and Krishnamoorthy et al. (1948) (K_G, K_V and K_KDO). At a given proportion of Ca²⁺: Na⁺ in the equilibrium solution, the development of the exchangeable sodium percentage (ESP) in both soil samples increased with the increase in t.e.c. At a given SAR, the effect of t.e.c. on the development of ESP was less on a soil sample with high organic matter (O.M.), clay content and cation exchange capacity (CEC) than on a soil sample with low O.M., clay content and CEC. The values of exchange selectivity coefficients decreased with the increase in t.e.c, and did not remain constant throughout the exchange isotherm for any of the t.e.c. tried.     

灰色关联及非线性规划法构建传递函数估算黑土水力参数

土壤水分特征曲线和饱和导水率是重要的水力参数,为了简便准确获取这些参数,以松嫩平原黑土区南部为研究区域,采集136个采样点土样用于测定不同土层土壤水分特征曲线、饱和导水率以及土壤理化性质,并运用灰色关联分析确定影响土壤水力参数的主要土壤理化性质,采用非线性规划构建土壤分形维数、有机质、干容重、土壤颗粒组成与土壤水分特征曲线、饱和导水率之间的土壤传递函数,并通过与现有土壤传递函数对比分析进行精度验证。结果表明:1)土壤分形维数是估算土壤水分特征曲线模型参数和饱和导水率的主要参数之一,同时,干容重和有机质含量也在不同土层土壤传递函数中起到重要的作用;2)通过验证分析,不同土层各参数平均绝对误差接近于0,均方根误差值也都较小,其中在不同土层土壤传递函数估算的土壤含水率均方根误差分别为0.022、0.017cm~3/cm~3;3)对比分析其他已存的土壤水分特征曲线和饱和导水率的土壤传递函数,该文构建的土壤传递函数均方根误差值均较小,决定系数值都在0.66以上,表明估算精度较高,均好于其他方法估算精度,具有良好的区域适应性。综上,所构建的土壤水分特征曲线和饱和导水率土壤传递函数可以用于松嫩平原黑土区土壤水力参数估算。     

石灰岩区土壤分形特征及其与土壤性质的关系

研究了岩溶坡地不同生态系统土壤颗粒组成和团粒结构的分形特征.结果表明,土壤颗粒组成分形维数与黏粒及物理性黏粒含量显著正相关,与砂砾含量显著负相关.团粒结构分形维数与水稳性团聚体含量显著负相关,与团聚体湿筛后的破坏率显著正相关,即分形维数愈高,>0.25 mm水稳性团聚体和水稳性大团聚体含量愈低;团粒结构的分形维数与土壤有机质有负相关趋势,与土壤阳离子交换量显著负相关,与土壤体积质量(容重)呈正相关趋势.次生灌丛岩溶生态系统退化后,土壤黏粒减少,体积质量上升,土壤水稳性团聚体含量及其稳定性下降,土壤颗粒组成分形维数降低,土壤团粒结构分形维数则呈上升趋势.颗粒组成分形维数与团粒结构分形维数对土壤质量和岩溶生态环境状况的反映是一致的.     

Contribution of separate solid-phase components to the formation of the cation exchange capacity in the main genetic horizons of meadow-chestnut soils

Different types of cation exchange capacity (CEC) and related chemical properties were determined in the main genetic horizons of meadow-chestnut soils in the mesodepressions at the Dzhanybek Research Station of the Institute of Forestry of the Russian Academy of Sciences. In the A horizon, the CEC is mainly due to the organic matter from the clay and coarse fractions, which provides 36% of the soil CEC, and to labile silicates and other clay minerals of the clay fraction. In the Bt horizon, the CEC is mainly provided by the labile minerals of the clay fraction and organic matter of the clay and coarse fractions. The standard soil CEC was found to be significantly higher than the sum of the exchangeable cations in the A horizon and slightly lower than the sum of the exchangeable cations in the Bt and Bca2 horizons. This difference can be related to the fact that the NH₄⁺ ion, which is selectively adsorbed by clay minerals, is used as a displacing cation during the determination of the exchangeable bases, while the Ba²⁺ ion, which is more selectively adsorbed by organic matter, is used during the determination of the standard CEC. In all the genetic horizons, the experimentally determined value of the standard CEC almost coincides with the CEC value obtained by summing the standard CECs of the different particle-size fractions with account for their contents; hence, this parameter is additive in nature.