基于乡镇级耕层土壤养分空间变异研究

利用地统计学方法和地理信息系统技术分析辽宁省昌图县朝阳镇耕层土壤养分的数据统计特征、空间变异性和分维数及空间分布规律.研究结果表明,有机质的含量普遍较低,碱解氮的含量普遍较高;有机质及速效养分含量的变异系数顺序为碱解氮＜速效钾＜有机质＜速效磷;地统计学半方差分析结果显示,有机质、速效磷的块金值与基台值的比值介于25%～75%之间,具有中等程度空间相关性.碱解氮的块金值与基台值的比值大于75%,空间相关性较弱.速效钾的块金值与基台值的比值小于25%,具有强烈的空间相关性.碱解氮的分维值D最大为1.996,速效钾的分维值D最小为1.802,表明碱解氮的空间分布比速效钾的空间分布复杂.     

东北平原典型农业县农田土壤养分空间分布影响因素分析

结合常规统计方法与GIS空间分析方法，定量研究了东北平原典型农业县——吉林省德惠市土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾空间分布的主要影响因素。研究表明，不同高程的土壤养分含量不存在显著差异；不同坡度的土壤有机质和全氮存在显著差异，坡度相对较大的地区由于受到土壤水蚀的影响导致有机质和全氮含量有所降低，而坡度因素对土壤速效磷和速效钾含量的影响并不显著；土壤类型和土地利用方式都对土壤养分的空间变异存在明显的影响。对4种土壤养分的分布进行空间插值，结果表明，以中部饮马河为分界线，饮马河以东土壤有机质、全氮、速效钾含量较西部为低，而速效磷空间分布的随机性较强。     

广东省典型赤红壤区耕层土壤养分的空间变异

[目的]探讨我国典型赤红壤区——广州市增城区耕层土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量的空间变异规律,为赤红壤区耕层种植的平衡施肥、水土保持和环境保护提供依据。[方法]利用地统计学方法和地理信息系统技术。[结果]研究区耕层土壤有效磷的含量较高,速效钾的变异系数最大(107.78%),有机质的变异系数最小(32.51%),变异系数由大到小依次为:速效钾有效磷全氮有机质;有机质、全氮具有强烈的各向同性空间自相关性,有效磷与速效钾有着较明显的各向异性空间自相关性;有机质、全氮有着相似的空间分布规律,含量呈东南部高西北低的趋势,有效磷含量处于中上偏高水平,空间分布从北向南呈逐步增多趋势,速效钾空间分布相对比较复杂,各个养分级别都有一定量的分布,总体由北到南逐渐增多。[结论]在一定空间范围内,耕层土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾具有不同强度的空间相关性,且选取合适的方向性半方差函数模型能更好地拟合其空间变异情况。     

农田土壤微量元素含量的空间变异特征和影响因素

以浙江乐清市乐成镇为研究区域,采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,对土壤中有效态Fe、Mn、Cu、Zn和B含量的空间变异规律及其影响因素进行研究。描述性统计结果表明,土壤中微量元素Fe、Mn、B含量属于中等变异,Cu、Zn属于强变异。描述空间变异的半方差函数分析表明,Fe、Zn和B的最适模型是球状模型,Mn为指数模型,Cu为线性模型;Fe、Mn、Zn和B的块基比均小于25%,表明具有强烈的空间相关性,Cu的块基比大于75%,表明Cu含量具有较弱的空间相关性。土壤微量元素含量空间分布总体上呈现由东部向西部递减的趋势,其中Fe、Mn和B明显表现出连续分布的特点,Cu、Zn的分布没有明显的规律。土壤类型对Mn、Cu的含量有着显著影响,水稻土中Mn、Cu的含量显著高于红壤;土壤养分和微量元素的相关性分析可知,Fe与土壤pH、OM、全氮、碱解氮以及速效钾呈极显著相关,Mn、B与pH、速效磷和速效钾之间有显著或者极显著的相关性,Cu仅与速效钾显著相关,Zn的含量受土壤养分的影响较小,没有达到显著水平。     

南方典型菜地土壤速效养分时空变异特征研究—以岳阳市君山区广兴洲镇为例

在夏季和冬季运用网格法采取耕层土，测定土壤速效氮磷钾含量，并运用经典统计方法及地统计方法进行分析。结果表明:1）不同季节土壤速效氮、磷、钾含量均符合正态分布，并且在不同季节大致保持总量平衡，但8月份变异系数比12月份大。2）在同一季节中，3种速效养分间彼此显著相关，而且氮磷之间的相关性大于氮钾、磷钾之间的相关性。土壤速效氮、磷、钾之间存在比较好的比例关系，在不同季节基本保持稳定，受茬口影响不大；速效养分季节变化量间也存在显著性相关关系，其中速效磷变化量与速效钾变化量间相关关系的决定系数最大。不同季节同种速效养分含量间相关性极显著，但速效氮的相关系数最小，表明速效氮含量随季节产生的趋势性变化不如速效磷、钾明显。3）不同季节不同速效养分均具有明显的空间变异结构。12月份速效氮含量的空间变异函数为球形模型，其他指标为指数模型；8月份速效磷含量空间相关性弱，其他指标空间相关程度中等。速效氮空间相关性不同季节相对稳定，最大相关距稳定在450 m；速效磷和速效钾变异结构参数随着季节变化而变化，半方差的结构系数12月份明显大于8月份，8月份最大相关距分别为497和413 m，12月份最大相关距分别为141和157 m。     

黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子

【目的】 土壤养分是农业生产的必要条件，了解土壤养分的空间变化，对指导精准施肥有一定意义。 【方法】 本文以地统计学为基础，利用ArcGIS软件，对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值，得到土壤养分的空间分布图，并通过DEM数据提取坡度、坡向、曲率等相关地形因子，在SPSS软件中进行地形因子与土壤养分的相关分析。 【结果】 克山县土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮含量平均值分别为43.89 g/kg、28.35 mg/kg、184.75 mg/kg和1.81 g/kg，有机质与全氮的变异系数均为0.09，属于弱变异强度，而有效磷与速效钾的变异系数分别为0.18与0.11，属于中等变异强度。有机质、速效钾及全氮的含量与海拔均呈显著的正相关关系（P<0.01），其中，有机质与全氮受海拔的影响程度最大。有机质以及全氮的含量还受到坡度的影响，与坡度呈显著的正相关性。不同土地利用方式间，旱地和菜地有机质和速效钾含量显著高于水田，而有效磷显著低于水田，全氮含量差异不显著。 【结论】 克山黑土区土壤有机质和全氮含量变异小，而有效磷和速效钾含量变异大。土壤养分的空间分布受到坡度与海拔的影响，尤其海拔对有机质与全氮的影响程度最大。土地利用类型、土壤类型以及成土母质也影响养分的分布。      

哈尔滨市辖区黑土速效养分空间异质性分析

研究在哈尔滨市所辖黑土区的6个市县进行,共采集表层(0～20cm)黑土土样411个,测定了全部样点的有机质、全氮的养分含量,同时测定了部分样点的碱解氮、速效磷、速效钾的养分含量,利用地统计学中协同克立格分析方法并结合经典统计学和GIS技术分析碱解氮、有效磷、速效钾养分空间异质性。分析表明有效磷空间分布符合指数模型,碱解氮、速效钾符合高斯模型,其块金值与基台值之比分别为50.0%、39.7%、6.3%,有效磷和碱解氮为中等程度空间相关水平,速效钾为强度空间相关水平;与克里格对比,应用协克里格插值绘制的三种速效养分空间分布图精度显著提高,为协克里格方法在土壤养分空间异质性分析上的应用提供了实践依据。     

山东省不同土地利用方式土壤颗粒组成及其分形维数特征

选取山东省120个不同土壤剖面,应用分形理论研究不同土地利用方式的土壤颗粒分形特征以及与土壤养分的相关关系。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷、全氮、有机质含量均表现为林地和草地显著高于耕地和农地(p0.05),其中林地和草地土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷、全氮、有机质含量差异均不显著(p0.05)。(2)不同土地利用方式土壤粒径分布中,黏粒含量占主导地位,黏粒含量百分比45.98%~67.12%,粗砂粒含量相对较低。(3)不同土地利用方式土壤颗粒分布的分形维数随着土层深度增加逐渐增大,0—10cm土层土壤颗粒分布分形维数变化幅度较小,而40—50cm变化幅度较大。(4)回归分析表明不同土地利用方式土壤颗粒分形维数与土壤粒径呈显著或极显著的线性负相关。(5)相关分析表明不同土地利用方式土壤分形维数均与土壤有机质含量呈显著负相关,与土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、全磷、全氮呈正相关。综上所述,不同土地利用方式下土壤颗粒组成差异较大,草地和林地相对于耕地和农地大颗粒含量明显增多,小颗粒明显减少,土壤颗粒分布的分形维数可以作为表征土壤肥力的状况指标。     

北京山区土壤养分空间变化特征研究

为了揭示土壤养分空间变异分布特征并且指导土壤规划管理,以北京市西部山区水源林和京津风沙源地带为研究对象,在野外大田采集样本的基础之上,运用了地统计学与GIS相结合的研究方法,探究了典型区域土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和全氮的空间变化格局,同时采用模糊模式识别理论对土壤养分等级进行了综合评价,并结合地区的实际情况分析了其变异特性的影响因素。结果表明:土壤养分的空间分布整体上符合正态分布(P0.05),有效磷、速效钾和有机质的空间分布变异性较强,碱解氮和全氮的变异系数相对降低,并且随着土层深度的增加,土壤的养分含量呈现逐渐缩小趋势。土壤养分的各项指标能够较好地符合半方差函数模型,有机质和全氮具有较好的空间自相关性,碱解氮、速效钾和有效磷体现出中等自相关性,土壤养分整体分布格局的空间自相关性水平较强。土壤碱解氮含量等级为中等的比重最大,其面积占比为27.87%;有效磷、速效钾含量整体处于缺乏状态;而有机质含量在很丰富等级比重较大,且区域73.77%的土壤质地类型属于有机质丰富;全氮含量变化程度较低,并且大部分地区处于丰富的水平;区域土壤肥力的综合水平为IV。研究成果为区域土壤资源使用划分、修复重建以及可持续利用提供科学依据。     

高原耕地土壤养分空间分布与影响因子相关性研究

综合运用GIS地统计分析和空间分析技术,以保山市隆阳区为代表区域研究高原坝区耕地土壤主要养分的空间变异规律,及其与土类、地形因子间的关系。结果表明:研究区内土壤pH、有机质、碱解氮、速效钾表现出中等程度的空间相关性。有效磷变异系数最大,空间自相关性较强。各指标在不同土类间差异均达极显著水平:潴育型水稻土中pH值、有机质、碱解氮含量较高;黄壤中有效磷含量最低,速效钾最高;红壤中有机质含量最低。土壤养分受地形因子影响明显,pH、有机质、碱解氮和速效钾与海拔均呈显著的正相关;有效磷与海拔呈负相关;坡度与pH、有机质、碱解氮、有效磷均呈负相关,与速效钾正相关。坡向与各指标相关性均不显著。本研究可为科学耕地施肥,合理土地改良及利用提供依据,对高原稀缺耕地的可持续和高效利用具有重要意义。     

Soil Fertility Characteristics and Organic Carbon Stock in Soils of Vegetable Gardens Compared with Surrounding Arable Land at the Center of the Urban and Industrial Area of Ruhr,Germany

Soil fertility is the basis for production of high green mass, which has numerous essential benefits in urban areas. This study aimed to investigate the soil fertility of urban land. This was done by comparing soils from a vegetable garden and its surrounding arable land. A local brickwork dump was included. The soils were Hortisols, slightly stagnogleyic Luvisols, and a Regosol from sandy loamy silt. The location of the study was in the center of one of the world’s largest urban, hard-coal mining and heavy industry areas, the Ruhr area in Germany. The investigations for identifying the characteristic features of the soil fertility involved determination of the profile horizons, texture, pH, bulk density, C/N ratio, content and stocks of organic carbon, total nitrogen, available phosphorus and potassium, and soil water by field capacity. As they are expected to become construction land, the sites were already in a derelict state. The results show that all three soil types had high fertility characteristics. However, the fertility of the garden soils was much greater than that of the local arable land. This was due to the strong and deep accumulation of organic carbon due to compost application. The available phosphorus and potassium contents and field capacity were also distinctly increased in the garden soils. The spatial distribution and distribution with depth of pH, bulk density, organic carbon, nitrogen, available phosphorus, and potassium were extremely heterogeneous among the individual garden soils. In contrast, in the arable land, they were uniform. The organic carbon accumulation in the dump was in the range of that of the garden soils, but the nutrient contents were lower. These results show that the diversity of properties of urban soils is much higher than that of arable soils. The dereliction of arable, garden, and dump soil and vegetation by bushes and trees also affect the soil properties. There should be greater awareness of the high fertility of urban soils, such as vegetable garden soils. Vegetable garden soils have a high potential for contributing to solving urban problems by producing high volumes of biomass and storing water. Therefore, it should be demanded that vegetable garden soils receive a high protection status, and they should not be used for the establishment of construction.     

西安市蔬菜种植区土壤属性的空间变异与肥力适宜性

[目的]对西安市蔬菜区土壤属性空间变异与肥力适宜性进行评价,为相关部门土壤培肥和蔬菜种植提供决策依据。[方法]选择与蔬菜生长密切相关的土壤pH值、电导率、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾六个指标,利用半变异函数进行空间变异分析,应用模糊综合法计算土壤肥力适宜性指数(SFI),对SFI进行Kriging插值,采用等间距法划分等级,并对土壤肥力进行综合评价。[结果]半变异函数能较好的拟合蔬菜区土壤空间变异特征,人为施肥成为影响土壤电导率、碱解氮空间变异的主要因素,土壤pH值和其他养分则同时受到结构性因素和随机性因素的作用。[结论]西安市蔬菜区土壤肥力适宜性处于中等较好水平,限制蔬菜生长的主要因素是土壤有机质和碱解氮含量。临潼区东南部,鄠邑区、周至县北部地区以及长安区和鄠邑区北部交界处蔬菜区土壤肥力有待提高,菜农需要采取措施提高土壤有机质含量和补施氮肥。     

太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查

为了了解和评价当前太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状,本文以宜兴市周铁镇和万石镇农村地区为研究区域,分别采集土壤样品60个,水体样品79个,分析其土壤中氮磷的含量以及水体中化学需氧量和氮磷的含量。结果表明:宜兴市农村地区菜地和果园土壤中氮和磷含量过高,养分流失风险最大;其次为麦地土壤;而林地土壤样品中氮和磷含量较低,养分流失风险最小。当地农户在设施蔬菜大棚、果园和麦地中施用大量化肥是导致菜地、果园和麦地土壤氮、磷累积的主要原因。采集的水体样品中,地表河流水、养殖废水和田间沟渠水的污染物浓度变化较大。其中地表河流水的化学需氧量、铵态氮、总氮和总磷的平均含量分别为57、1.7、3.8、0.27 mg/L。55个地表河流水样品中有10个处于V类水的标准,其余45个样品均为劣V类。     

升金湖沿湖不同土地利用方式下土壤有机质和养分变化特征

为探讨升金湖沿湖不同土地利用方式土壤养分含量特征，以林地、农田、菜地和草地为研究对象，测定土壤有机质、pH值、C/N值以及氮磷钾等元素的含量。结果表明：（1）四种土地利用方式下，土壤 pH 值大小顺序为：农田>草地>林地>菜地，菜地和林地pH 值均为弱酸性；（2）土壤有机质含量顺序为：菜地>林地>农田>草地，菜地和林地有机质含量丰富，农田和草地稍欠缺。菜地C/N最高，农田C/N最低。（3）土壤全氮含量顺序为：菜地>林地>农田>草地。全磷、全钾含量没有明显差异，土地利用方式对二者影响不大。菜地中碱解氮和速效钾含量最高，农田中有效磷含量最高。本研究结果可为升金湖湖区土地资源的合理利用、保持和提高土壤肥力以及区域生态协调提供科学参考。     

贵州山区不同海拔蔬菜种植区域内土壤养分和酶活性变化

探讨不同海拔蔬菜高效种植区域内对土壤养分和酶活性的影响,为蔬菜高效种植的土壤养分管理提供依据。对贵州省高、中、低不同海拔区域的蔬菜地土壤进行取样,分析测定了土壤有机质、氮磷钾养分和酶活性的变化。结果表明,连续3年蔬菜高效种植的土壤有机质、全量氮、磷、钾与农民传统种植无明显差异,蔬菜高效种植模式下土壤碱解氮、有效磷有明显积累;土壤磷酸酶活性有随海拔增高而增大趋势;蔬菜高效模式下的酸性磷酸酶活性大于单作或稻油轮作;土壤脲酶活性受种植模式的影响大于海拔;参考菜园土壤速效养分丰缺指标,低海拔区三都县应适当减少氮磷钾化肥用量,中海拔区福泉市和高海拔区大方县应适当增加磷、钾化肥用量。     

银川市黄河滩地土壤性状空间分布特征与肥力质量评价

为阐明银川市黄河滩地土壤性质的空间分布特征,分析不同用地类型（荒地、林地、耕地、退耕地）之间土壤性质的差异,通过均匀取样法实地采集银川市黄河滩地耕层土壤样品92份,采用地统计学和模糊数学法对土壤容重、孔隙度、田间持水量等物理性质和pH、电导率、可溶性盐、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮等化学性质的空间分布特征进行了分析和综合评价。结果表明：银川市黄河滩地表层土壤容重在1.07~1.52 g/cm³,田间持水量为18.18%~31.16%,总孔隙度介于33.60%~49.83%,毛管孔隙度在26.67%~36.43%,非毛管孔隙度为5.6%~17.00%;土壤均为盐碱土,氮、磷元素含量偏低,其余养分含量处于中等水平;不同用地类型之间,林地的物理特征表现最优,退耕地土壤pH显著高于耕地（P<0.05）,电导率、可溶性盐和铵态氮含量均表现为退耕地显著高于其他3种用地类型（P<0.05）,全磷含量表现为林地显著低于其他3种用地类型（P<0.05）,有效磷含量表现为耕地和退耕地显著高于林地和荒地（P<0.05）,其余理化性状差异不显著;田间持水量、总孔隙度和非毛管孔隙度在空间上的分布总体表现为上游偏大、下游偏小,容重、pH、电导率、可溶性盐含量、有效磷含量在空间上的分布特征与之相反,其余理化性状空间分布特征规律性不明显。研究区土壤综合肥力指数（IFI）平均值处于中下水平,土壤pH和无机态氮是土壤质量的制约因子,要改善土壤酸碱度、提高氮素含量才能提高整体土壤质量水平。     

基于信息熵的耕地土壤养分与环境影响因子空间相关性研究

[目的] 探究耕地土壤养分含量空间格局及与环境因子的空间相关性,为区域耕地土壤施肥管控及农业生态环境保护等相关工作提供理论依据。[方法] 以湖北省枣阳市耕地为研究对象,选取土壤有机质、全氮、速效钾、缓效钾和有效磷5种土壤养分指标,并收集整理成土母质、土壤类型、土壤pH值、高程（DEM）、地表起伏度、坡度、植被覆盖度指数（NDVI）、平均气温、平均降水量和土地利用方式10种环境影响因子,利用普通克里金插值和信息熵原理,分析每种土壤养分的空间分布特征以及每种土壤养分空间分异特征与环境因子的相关性。[结果] 枣阳市土壤缓效钾空间异质性不明显,全域含量水平较高;其他4种养分均表现出不同程度的空间异质性。信息熵结果表明,5种土壤养分含量空间格局与成土母质、土壤类型和气候因子相关性均较强但相关程度存在差异;地形因子与全氮和有机质含量空间相关性较强,土壤pH值与土壤速效钾、缓效钾和有效磷相关性较强。[结论] 枣阳市土壤养分格局受自然因素影响较强,但相关性指数K值都较低,说明受到人为施肥与农作物消耗以及灌溉排水导致的土壤水化学反应及养分流失的影响。     

福州不同农田土地利用类型土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为阐明不同土地利用类型土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量学特征,对福州农田不同土地利用类型(水稻田、菜地和茉莉园)下的土壤全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量学特征进行测定和分析。结果表明:土壤TC含量均值基本表现为水稻田菜地茉莉园(P0.05);在春、秋季节土壤TN含量均值表现为水稻田菜地茉莉园(P0.05),在夏、冬节季表现为菜地水稻田茉莉园(P0.05);在各个季节菜地土壤TP含量均值均为最大(P0.05),在冬季土壤TP含量均值达到最大(P0.05)。土壤C/N、C/P和N/P在各个土地类型下均值分别为10.17～12.89,0.46～0.86,4.76～9.61,C/N季节差异不显著,唯有夏季略高于其他季节,菜地土壤C/N在各个季节均低于水稻田和茉莉园(P0.05);C/P和N/P在全年内季节差异不显著,均表现为水稻田菜地茉莉园(P0.05)。菜地土壤C和N储量在各个季节均高于水稻田与茉莉园土壤(P0.05),各个季节里水稻田和茉莉园土壤C和N储量无明显差异,秋季各个土壤类型C和N储量基本低于其他季节(P0.05)。在各个季节P储量均值表现为菜地茉莉园水稻田(P0.05)。总体来看,与其他土壤相比,茉莉园土壤C、N、P含量最低,菜地土壤N和P含量以及储量较高,且土壤碳氮磷生态化学计量学特征在不同土地利用类型下差异显著,其生态化学计量学特征对土壤碳氮磷固持及限制性养分具有一定的指示作用。     

黄土高原半干旱地区土地利用变化对土壤养分、酶活性的影响研究

对黄土高原半干旱地区土地利用变化进行了土壤养分、酶活性及相关性研究。结果表明，过氧化氢酶活性可表征人工草地苜蓿地的速效磷、速效钾，撂荒地的有机质、全氮和碱解氮的正向转化状况，及沙棘林土壤速效磷负向转化进程，但不能用过氧化氢酶活性表征精细耕作的土壤肥力状况。多酚氧化酶活性可表征农田土壤有机质、全氮正向转化进程及菜园土和果园土有机质、全氮负向转化进程，不能表征自然土壤腐殖质转化状况。转化酶活性可表征农田、菜园土、果园、苜蓿地和撂荒地的碱解氮正向转化进程以及沙棘林碱解氮的负向转化进程，可全面表征撂荒地的速效磷负向转化进程及其它养分的正向转化进程。脲酶活性可表征果园地、菜园土的全氮、碱解氮和有机质的肥力水平。磷酸酶活性可表征果园土、农田和撂荒地的速效磷正向转化状况，不能表征其它土地利用类型的磷素转化状况。     

土地利用方式及土壤理化性质对有效态锌累积的影响

利用土壤定位采样分析了富阳市不同土地利用方式和土壤特征对全量和有效态Zn在土壤中累积的影响.分析结果表明,工业用地与农业用地中的全量和有效态Zn差异极显著,工业用地方式土壤全量和有效态Zn含量较高;在农用地方式中,菜地、旱地、水田和林地的全量Zn累积程度相近,但与果园和茶园差异显著;不同农业用地中的有效态Zn无显著差异.并对农业与工业用地方式下全量Zn、土壤特征与有效态Zn含量之间的相关关系进行了分析.结果表明,在农业用地中,全氮、有机质和pH对Zn全量影响显著,而全量、有效磷和速效钾对Zn有效态影响显著;在工业用地中,土壤理化性质对全量和有效态Zn含量无明显影响,有效态Zn含量只与全量Zn含量显著相关.基于Zn有效态的指示Kriging评价结果显示,富阳市有5.56%的土地和5.99%的耕地处在较高的Zn污染风险水平(>0.100).