海南水稻土有机质的时空变异

根据2004年采集的300个海南不同地区水稻土耕作层样品分析数据和第二次土壤普查的706个剖面点资料,对全省水稻土有机质时空变异特征进行了研究和分析。结果表明,海南水稻土有机质近20多年来下降十分明显,根据第二次土壤普查标准,属于“丰”水平的样点数从31.9%下降到22.4%,“中”水平的样点数变化不大,基本保持在31%左右,而“缺”水平样点数明显增加,从37.3%升高到46.6%,说明改变当前海南农民重化肥、轻有机肥偏向,大力提倡秸杆还田,增施有机肥,补充土壤有机质是维持海南水稻田地力的当务之急。     

太湖流域典型蔬菜地土壤养分及pH空间变异特征研究

采用传统统计与地统计学相结合的方法,对太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地耕层土壤养分及pH空间变异特征进行了研究。结果表明,研究区域8种不同土壤因子的空间变异结构存在较大差异,全P、全N、NH+4-N、速效P和速效K有明显的空间变异结构,其中,速效P经对数转化后符合线性有基台模型,NH+4-N经对数转化后符合线性无基台模型,其他均符合指数模型;全P、NH+4-N、速效P和速效K具有中等的空间相关性,土壤pH和全N有强烈的空间相关性;8种土壤因子的空间自相关范围具有明显差异,土壤NH+4-N的变程最大,为1226m,速效P和速效K的变程分别是587和498m,其他土壤因子变程为84～201m。     

太仓市土壤有机质含量的空间变异分析

选择太仓市农田为研究区域,以耕层（0～20cm）1060个采样数据为基础,分析了土壤有机质的现状和空间变化。结果表明,太仓市有机质含量为（26．13±0．13）g／kg,属中等肥力水平,比80年代第2次土壤普查时提高了2．23g／kg。有机质含量分布的空间相关性较弱,人为的田间管理措施、施肥等对土壤有机质空间异质性起决定性影响。     

丘陵区水稻土Cu Cd污染的空间变异与影响因子

以江西铜冶炼厂区域为例，运用地统计学采样和分析方法结合数理统计，研究了红壤丘陵区水稻土重金属复合污染的空间变异特征及其影响因素。结果表明，铜冶炼厂排污和污水灌溉导致了土壤Cu、Cd复合污染，其中Cu污染具有表聚性，Cd在0～60cm剖面中均引起污染。表层土壤与水稻秸秆和籽粒中全Cu含量间表现出极显著正相关，但Cd没有显著相关。地统计学分析表明，表层土壤Cu、Cd的空间变异主要发生在西南一东北方向，与地势的变化和灌溉渠的走向一致，也与常年风向相似。污染物排放、飘尘和灌溉是影响表层土壤重金属空间变异的主要因素，其次是土壤吸附性能。土壤pH值、有机质、孔隙性质影响了Cu的长期迁移过程．但对Cd迁移影响没有表现出显著相关性。     

纳帕海退化湿地土壤有机质空间变异研究

对云南省西北高原纳帕海湿地生态系统受不同强度人为活动干扰的土壤有机质空间分布状况进行研究,通过统计学特征值和土壤退化指数分析,结果表明:纳帕海湿地土壤有机质含量的水平空间分异为沼泽>沼泽化草甸>垦后湿地>草甸,变异程度为44.68%,垂直空间分异上差异显著,表层土壤有机质含量高于亚表层,变异程度沼泽化草甸63.32%,草甸54.95%,垦后湿地49.93%,土壤退化指数定量反映了不同强度人为干扰下湿地土壤有机质的退化程度,即原生沼泽随人为活动干扰强度加剧而退化程度加深.     

名山县城东乡漂洗水稻土速效磷在田间尺度下的空间变异研究

根据44个表层土壤（0～20cm）样点速效磷的化验数据,应用地统计学的基本原理和方法,结合GIS技术,研究名山县城东乡漂洗水稻土速效磷在田间尺度下的空间变异规律及其影响因素。结果表明：研究区土壤速效磷含量为16．51±15．85mg／kg,具有较强的变异性;速效磷具有中等空间相关性,空间插值结果呈块状分布;pH、坡向与速效磷含量相关性不显著,而坡度与速效磷含量呈极显著负相关关系,有机质、高程与速效磷含量均呈极显著正相关关系,表明高程、坡度与有机质对速效磷含量具有比较明显的影响。     

名山县城东乡漂洗水稻土速效磷在田间尺度下的空间变异研究

根据44个表层土壤(0~20 cm)样点速效磷的化验数据,应用地统计学的基本原理和方法,结合GIS技术,研究名山县城东乡漂洗水稻土速效磷在田间尺度下的空间变异规律及其影响因素。结果表明:研究区土壤速效磷含量为16.51±15.85 mg/kg,具有较强的变异性;速效磷具有中等空间相关性,空间插值结果呈块状分布;pH、坡向与速效磷含量相关性不显著,而坡度与速效磷含量呈极显著负相关关系,有机质、高程与速效磷含量均呈极显著正相关关系,表明高程、坡度与有机质对速效磷含量具有比较明显的影响。     

关于农田尺度下土壤有机质的空间变异研究

本文将空间分析技术与地统计学方法相结合,以某流域的土壤白土及乌栅土的各三层 土壤样本开展了数据处理及系统化分析,深入探讨了土壤有机质含量所存在的空间变异特征, 望能为此领域研究有所帮助。     

农田尺度下土壤有机质的空间变异

应用地统计学方法结合空间分析技术,对太湖流域典型土壤白土O～12.0 cm、12.1～20.0 cm、20.1～30.0 cm的3层土壤样本和乌栅土0～15.0 cm、15.1～28.0 cm、28.1～42.0 cm的3层土壤样本进行了数据处理和分析,并对土壤有机质含量的空间变异特征进行了探讨.结果表明:各层土壤有机质的空间相关性较弱,白土有机质含量的空间相关性低于乌栅土.     

2009—2019年红壤典型区水稻土有机碳组分库时空变化

为及时掌握土壤有机碳组分库的时空变化,本研究基于历史采样信息开展新一轮土壤样品采集,进行100 d土壤呼吸培养实验,借助三库一级动力学模型,获得土壤活性碳库大小（C_a）、缓效性碳库大小（C_s）和惰性碳库大小（C_r）,以揭示2009—2019年江西省东乡地区表层水稻土C_a、C_s和C_r的时空变化及主要影响因子。结果表明：2009—2019年研究区表层水稻土平均总有机碳（TOC）、C_a和C_s减少,而平均C_r增加;TOC、C_a、C_s和Cr的变化速率分别为-0.04、-0.02、-0.07 g·kg^-1·a^-1和0.05 g·kg^-1·a^-1（P>0.05）。土壤属性对2019年东乡地区表层水稻土TOC、C_a和C_r的空间变异影响较小,而土壤全氮（TN）对TOC、C_s和C_r的变异均有较大贡献,在制定水稻土固碳措施时,应关注土壤N含量的协同变异。此外,近10年来研究区北部和中部地区水稻土有机碳组分变化幅度较大,而西南和东南地区变化幅度较小,因此,未来红壤区水稻土固碳应重视各有机碳组分的时空分异。     

Phosphorus fertilization alters complexity of paddy soil dissolved organic matter

The structural complexity of soil dissolved organic matter(DOM) may reflect soil biogeochemical processes due to its spectral characteristics. However, the features of DOM structural complexity in paddy soil amended with long-term chemical P fertilization are still unclear, which may limit understanding of nutrient-related soil C cycle. We collected soil samples from field experiments receiving application of 0, 30, 60, and 90 kg P ha~(–1) yr~(–1) to assess the effect of exogenous P on the complexity of soil DOM structure. Three-dimensional excitation-emission matrix fluorescence analysis and enzymatic activity assay were used to determine the features of soil DOM molecular structure and the associated microbial reactions. The results showed that P input increased the biodegradability of DOM, indicating by the increased lower molecular weight components and decreased humic degree in the DOM. P input also reduced the structural complexity of DOM with blue shifts of fluorescent signals. The fluorescence index and β/α index of DOM increased with increasing P application by 4–5% and 3–11%, respectively, while humification index decreased by 8–13%. The P input increased the abundance of bacteria and fungi by 34–167% and 159–964%, respectively, while 29–54% increments were found for the β-1,4-glucosidase activities. These results implicated that P fertilization accelerated the soil DOM cycle, although the structural complexity of DOM declined, which potentially benefits soil C sequestration in paddy fields and may be a C sequestration mechanism in the P-dependent paddy.     

东北典型黑土区耕地有机质与pH的空间分布规律及其相互关系

为了解东北黑土地有机质下降和酸化状况,明确有机质和pH区域分布规律及其相互关系,以东北典型黑土区耕地作为研究对象,利用GIS空间插值法和相关性统计分析方法,探讨了该区域耕地有机质和pH的空间分布规律及其相关关系。结果表明：研究区耕地有机质平均值为26.57 g·kg^-1,总体呈现由北向南、由东向西递减的趋势;耕地pH平均值为6.42,研究区由东向西pH呈现逐渐增加趋势,而南北方向并未呈现出明显的规律性;东北典型黑土区有机质和pH总体呈极显著负相关性,但局部趋势不同,其中黑龙江省呈极显著负相关,辽宁省和吉林省呈极显著正相关,表明有机质和pH这两个因素在局部的作用关系还受到其他因素的影响。研究表明,在不同区域耕地质量保护和管理中要重视多因素耦合关联分析,这对区域耕地资源合理利用的评估具有重要科学意义。     

基于土壤优化光谱参数估测太湖地区土壤全氮含量

为明确太湖地区土壤全氮的高光谱特征,构建定量分析模型,以江苏省无锡市滨湖区为研究区域,选取地理位置跨度大、土壤质地相似的93个样品,进行土壤风干样品全氮含量测定和光谱数据采集,对光谱反射率进行一阶微分,运用相关系数峰谷值法筛选敏感波长,将敏感波长两两结合进行土壤调节光谱指数（MSASI）运算。将两两结合后敏感波段分别采用多元线性回归分析、人工神经网络分析和偏最小二乘法构建土壤全氮含量的定量高光谱分析模型。结果表明,研究区内土壤全氮含量与光谱反射率呈正相关,敏感波段包括420~444 nm和480~537 nm。基于土壤调节光谱指数的多元线性回归分析对敏感波段诊断的效果最佳（R²=0.98、RMSE=0.04）,其精度高、可靠性强,是筛选出的最佳土壤全氮含量估测模型。偏最小二乘法模型（R²=0.70、RMSE=0.13）次之,而人工神经网络模型（R²=0.69、RMSE=0.15）精度最低。该研究结果为太湖地区土壤全氮水平的高光谱快速估测提供了方法借鉴,可为土壤养分精准管理提供技术参考。     

热处理后水稻土溶解性有机质光谱特征的变化

土壤溶解性有机质(DOM)由胡敏酸、富里酸等组成。为了解热处理对土壤DOM的结构和组分的影响,将水稻土样品在温度200℃、250℃、300℃和时间2、4、6 h下进行加热,对热处理前后的水稻土DOM进行了紫外光谱、三维荧光和红外光谱分析。结果表明,对于紫外-可见光光谱的特征指标250 nm和365 nm紫外吸光度比值E_2/E_3,随着加热温度增加而逐渐增加,而单位溶解性有机碳浓度下254、260、280 nm处波长SUVA_(254)、SUVA_(260)和SUVA_(280)则逐渐减少,表明随着加热温度增加,DOM的芳香性和疏水性降低;加热后DOM在253 nm与203 nm吸光度的比值A_(253)/A_(203)由低到高,表明未加热时DOM组分芳香环取代基以脂肪链为主,加热后脂肪类物质大量分解。样品加热后的三维荧光光谱发生蓝移现象,荧光强度增加,同时紫外区类富里酸荧光峰值与可见区类富里酸荧光峰值的比值r(A/C)降低,表明加热后土壤DOM芳香性降低,分子量降低。红外光谱特征表明,加热后DOM中羧酸类物质增多;200℃和250℃加热时,DOM中脂肪族类物质增加,300℃加热时脂肪族类物质减少。     

采样密度对土壤有机质空间变异解析的影响

确定合理的采样密度以便更有效地揭示土壤属性的空间变异,是提高土壤质量评价工作准确性的前提。本文以合肥市北部地区为例,从5 207个土壤采样点(采样密度为1个/km2)中重复20次随机抽取不同采样密度的六个样本子集(对应采样密度分别是0.8个/km2、0.56个/km2、0.39个/km2、0.28个/km2、0.19个/km2、0.13个/km2),采用地理信息系统(GIS)技术和地统计学方法,研究采样密度对土壤有机质(SOM)空间变异解析的影响。结果表明:上述不同采样密度下,有机质含量的均值差异不显著,各样本对总体均具有较强的代表性。土壤有机质表现出中等的空间相关性,采样密度为0.28个/km2时探测到的SOM含量变异结构中结构性组分比例最高。采样密度小于0.28个/km2时,则局部细节信息被过滤,不能准确充分地表现其空间变异特征。在研究区的这种自然地理条件和土地利用方式下,若评价目的主要针对土壤肥力质量,揭示土壤有机质空间变异的最佳采样密度应为0.28个/km2。若是针对区域土壤碳汇潜力,则大约22 km2布置一个采样点即可获得预期的效果。     

基于组合模型的黑土区土壤有机质含量预测分析

为提高典型黑土区土壤有机质含量的预测精度,结合田间实测数据与遥感影像反射率数学变换数据筛选出最佳特征波段,并建立多种回归模型,对研究区土壤有机质含量预测模型进行优选。结果表明:对影像反射率进行不同的数学变换处理能够扩大数据中对有机质含量变化敏感的细微吸收特征,突出敏感光谱信息。利用标准化模型对处理后的光谱数据贡献率进行量化,结合相关系数筛选最佳特征波段。建模结果显示,支持向量机模型在检验集上的决定系数为0.89,均方根误差为2.81 g·kg^-1,模型整体的相对分析误差为2.14,对土壤有机质含量的预测能力极好。研究结果可为黑土区土壤有机质含量的预测模型优选提供参考,也可为中国北部地区耕地的有机质含量监测和有效开发提供基础理论依据。     

Spatial variation in organic carbon, nutrients and microbial biomass contents of paddy soils in a hilly red soil region

The contents of soil organic C (SOC), total N (TN), total P (TP), dissolved N (D_N), Olsen-P, and microbial biomass C, N, P (B_C, B_N, B_P) of 254 paddy soils (0–18 cm in depth) in a hilly red soil region of subtropical zone of China were studied. The results showed that the contents of SOC, TN, B_C, B_N and D_N of paddy soils at the bottom of hills were 14.6%, 13.6%, 24.6%, 20.4% and 95.8% higher than those at the foothill, respectively. The Olsen-P content of paddy soils at the foothill was 33.3% higher than that at the bottom of hills. However, the differences in TP, B_P and available P (the sum of B_P and Olsen-P) contents were not significant between the two positions. In addition, the ratios of soil C/P, B_C/B_P and B_C/SOC of paddy soils at the bottom of hills were 12.7%, 28.5% and 8.2% higher than those at the foothill, respectively, but the differences in ratios of soil C/N, B_C/B_N, B_N/TN and B_P/TP were not statistically significant between various positions. __________ Translated from Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2007, 13(1): 15–21 [译自: 植物营养与肥料学报]     

小麦生长季节太湖地区土壤溶液中氮磷浓度的变化

利用原状土柱通过人工灌溉，研究了不同施肥处理下太湖地区典型水稻土（黄泥土）在小麦生长季节中表层和底层土壤溶液中不同形态氮磷浓度的变化。氮磷钾肥的施用按基肥、拔节肥、穗肥5：3：2的比例分次施用。结果表明，在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期，表层土壤溶液中总磷浓度和铵态氮浓度逐渐提高；表层土壤溶液中硝态氮浓度和底层土壤溶液中各形态氮和磷的浓度均没有显变化；土壤溶液中氮磷形态以有机态氮和无机态磷为主。提示：太湖地区小麦生长季节土壤氮磷向水体迁移的环境风险在小麦微穗期后相对较高。     

基于Matlab和地统计学的土壤有机质空间变异研究

以黑龙江省齐齐哈尔市甘南县东兴村为试验点,对土壤有机质进行常规统计及半方差分析。结果表明,球形模型为最佳拟合模型,该区有机质具有中等程度的空间相关性,并探讨了其空间变异特征,为该地精准农业的研究提供了一定的理论参考。