恩施州植烟区土壤养分现状及演变趋势

分析了采集于2011年11月~2012年4月的2 982份恩施州植烟区土壤样品,并与近30年来的相关数据进行了比较。结果表明:恩施州烟区酸性土壤(p H值5.5)面积达到了37.7%,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为(24.1±7.9)g/kg、(1.90±0.53)g/kg、(151.4±42.5)mg/kg、(41.5±21.9)mg/kg和(239.3±140.6)mg/kg。2001至2011年,酸性土壤区域增加了约29.3%;土壤有机质含量稍降低。土壤全氮和碱解氮含量在1981~2001年期间上升较快,在2001~2011年间较稳定;土壤有效磷含量自1981年来一直呈增加的趋势,其中在2001~2011年间提高的幅度较大;土壤速效钾含量在1981~2001年间变化较小,呈现稍下降趋势,而在2001~2011间增加幅度较大。恩施州烟区土壤养分演变趋势与全国多数耕地的变化趋势有所不同,分析表明这与烟草施肥密切相关。     

北京典型边缘区25年来土壤有机质的时空变异特征

采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了北京典型边缘区25 a来两个阶段(1981～2000年,2000～2006年)土壤有机质含量(SOM)的时空变异特征.研究结果表明:土地利用类型及土地利用方式的转换对土壤有机质含量产生重要影响.1981～2000年,荒草地向耕地的转换以及因灌溉设施的完善而引起水浇地面积的增加使得整个研究区域土壤有机质含量普遍增加,有机质含量平均值从9.64 g/kg增加到12.35 g/kg,增加了28%;在利益的驱使下,农户改变了土地利用方式,不再向种植粮食作物的土地追加投入,研究区域土壤有机质含量平均值由12.35 g/kg降低到11.46 g/kg(2000～2006年).空间上,1981年土壤有机质含量自北向南逐渐降低;与1981年相比,2000年的土壤有机质含量普遍增加一个级别,增加最多的区域分布在研究区域的中部,这些区域也是土地利用类型变化明显的地方,主要是荒草地向其他农用地的转换;与2000年相比,2006年研究区域内土壤有机质含量增加的只有3个地区,并且大部分增加不显著,增幅不到1g/kg.     

水蚀条件下硝酸铵施用对黄绵土氮素流失的影响

研究结果表明不同坡度谷子地,高N处理小区径流中铵态氮、硝态氮和有效氮浓度平均为1.06、0.76和1.82mg/kg,低N分别为0.64、1.29和1.93mg/kg;高氮处理土壤铵态氮、硝态氮和有效氮平均流失量分别达到17.90、12.93和30.84kg/(km²·a),低N流失量为11.90、23.86和35.77kg/(km²·a)。高氮处理小区泥沙中有机质和全氮浓度平均为5.21和0.536g/kg,而低氮处理分别为4.94和0.481g/kg;高氮和低氮处理土壤有机质流失量分别为5702和5743kg/(km²·a),土壤全氮流失量为498和559kg/(km²·a)     

湖南省典型农田土壤养分现状及近30年变化趋势

通过文献资料分析及实地调查和采样,对比研究了湖南省典型农田土壤的肥力状况及近30年变化趋势.结果表明:湖南省典型农田当前0 ～ 20 cm 和20 ～ 100 cm土壤有机质平均含量为30.43 g/kg和11.91g/kg,全氮平均含量为1.79 g/kg和0.82 g/kg,全磷平均含量为0.56 g/kg和0.44 g/kg,全钾平均含量为17.13 g/kg和17.17 g/kg.与第二次土壤普查结果比较:除20 ～ 100 cm土壤层次有机质和碱解氮含量呈下降趋势外,其他层次有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾等土壤养分指标呈显著增加趋势.0～20 cm土壤有酸化趋势.     

黄土丘陵区刺槐人工林土壤养分特征及演变

为了探明黄土丘陵沟壑区人工林土壤养分状况及其演变规律,应用时空互代的方法,以刺槐林为代表,对该区不同利用年限的人工林土壤养分特征及其时空变化等进行了系统研究。结果表明,黄土丘陵区人工林土壤肥力处于低水平;人工林表层土壤养分中有机质和速效磷的空间变异性较大;坡度、坡向、坡位等环境因子对土壤养分有一定的影响。随利用年限的增加,人工林土壤全氮,有机质、碱解氮、速效钾含量及土壤养分指数均增加,与利用年限有极显著的相关性,其变化趋势符合y=axb模型。全氮,有机质和碱解氮随利用年限的增加量不显著,而速效钾每经过10年就有显著增加,全磷和速效磷含量则保持相对衡定的水平。黄土丘陵区人工林地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾及养分指数年增长率分别约为0.20g.kg、0.01g.kg、0.69mg.kg、2.27mg.kg和0.04。该区人工林地土壤有机质、全氮、碱解氮及养分指数约需50年、速效钾约需30年可达到中上等养分水平。     

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%。     

靖西市植烟土壤有机质含量时空变异特征

为了解靖西市植烟土壤有机质含量时空变异特征，分析了土壤有机质含量状况、年际间变化、空间变异特征及与土壤养分、烟稻轮作年限的关系。结果表明：①2006年、2012年、2017年靖西市烟区植烟土壤有机质含量总体上属偏高和丰富水平，平均值分别为35.72g/kg，35.80g/kg和38.84g/kg，无处于“缺乏”状态的植烟土壤样本，“偏低”的植烟土壤样本2012年仅为5.30%。地统计学表明，总体呈现偏高和丰富以上色斑。②植烟土壤有机质含量有随着时间推移，均值增加的趋势，2017年度植烟土壤有机质含量显著高于2006年度和2012年度。③2017年度植烟土壤有机质与对应的其他土壤养分因子的回归分析和灰色关联度分析均显示，全氮、碱解氮和有机质的相关性较高，且存在植烟土壤全氮、碱解氮含量随着土壤有机质含量增高而增加的趋势。     

黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素

黄土高原生态环境脆弱，耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县，研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素，为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据，运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现：（1）36年（1983—2019年）来，天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期（1983—2008年）较低，分别为0.20 g?kg-1和0.01 g?kg-1，在后期（2008—2019年）较高，分别为0.29 g?kg-1和0.03 g?kg-1。碳氮比呈现前期无显著变化，后期显著降低。（2）36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%，表明地形等自然因素影响逐渐减弱，施肥等人为因素影响增强。（3）土壤有机质和全氮的空间分布特征相似，呈现西部低、东部高的格局，西北部和中部的变化速度快。综上，36年（1983—2019年）来，施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素，因此，结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。     

湖南郴州烟区土壤有机质和全氮时空变异及其影响因素研究

为了探明湖南省郴州烟区土壤有机质和全氮的时空变化规律,从而为烟田有机物料投入和氮素养分管理提供科学依据,采用地统计学技术和地理信息技术相结合的方法,对该区2000年和2015年植烟土壤有机质和全氮时间和空间变异特征进行了研究。结果表明,2个年份有机质和全氮含量均十分丰富,2015年土壤有机质(SOM)和全氮(TN)平均含量较2000年分别增加了2.59 g kg^-1和0.04 g kg^-1,变异系数基本稳定,极差变大,Moran’s I下降,SOM块金效应基本稳定,TN块金效应显著增加;有机质"适宜"和"高"等级面积分别下降了12.07%和17.16%",极高"等级面积增加了29.47%;两个年份全氮含量"适宜"及以下的等级均缺失,2015年土壤全氮"高"等级面积下降了5.51%",极高"等级的面积增加了5.51%。上述结果表明郴州植烟土壤SOM和TN含量增加,极差变大,空间自相关性显著下降,而随机变异性增加。植烟土壤SOM与TN呈显著线性正相关。     

滨海围垦平原区土壤质量时空演变及其影响因素分析——以浙江省慈溪市为例

以慈溪市为研究区,通过定点配对采样和典型区采样,选取有机质、全氮、速效磷、速效钾、电导率、pH值6个土壤理化特性指标,在广泛收集资料的基础上,分析了慈溪市1982-2012年30a间土壤质量时空演变特征,并探讨了影响土壤特性时空演变的主要因素。结果表明,慈溪市近30a来土壤质量呈逐渐下降的趋势,其中全氮、速效钾、pH值、有机质的单质量指数分别下降了1.03,0.46,0.33,0.18;速效磷和电导率的单质量指数分别上升0.50和0.42,土壤综合质量指数下降0.28,土壤全氮损失较为严重。空间上,从南到北土壤质量基本呈阶梯状依次下降,从南到北土壤综合质量指数分别为1.36,1.35,1.43,1.18。研究表明,种植模式、围垦时间和土壤管理是影响土壤特性变化的主要因素。     

四川郫县土壤耕层有机质时空变异特征

在ArcGlS8.1软件系统平台上,通过分析四川郫县土壤耕层1981年93个样点和2002年46个样点的有机质含量,研究了该县有机质的时空变化特征。结果表明,郫县耕层土壤有机质平均含量从1981年的26.4gkg-1增加到2002年的28.2gkg-1。其区域变化差异为:东部略微下降,中部与西部增加。近21年来水稻土有机质平均含量仅少量增加,而黄壤则增幅明显。距成都市区的远近和推广秸秆还田程度是引起耕层土壤有机质含量时空变异的主要原因。     

江淮丘陵地区土壤养分空间变异特征——以安徽省定远县为例

以安徽省江淮丘陵地区的定远县为例,利用测土配方施肥获取的1 401个农田表层样点数据,运用地统计学方法和GIS技术研究了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量的空间变异特征及其影响因素。结果表明,定远县SOM含量为17.74 g/kg,TN含量为1.04 g/kg,AP含量为13.45 mg/kg,AK含量为115.00 mg/kg,属中等水平。变异系数介于28.85%~73.38%,属中等变异强度。地统计分析表明,定远县土壤养分的变异函数符合指数模型,具有中等强度的空间自相关性,SOM和TN的空间自相关性稍强。土壤养分在空间上呈块状分布,SOM、TN和AK的空间分布总体上东南高、西北低;AP总体上西高东低。土壤养分空间变异主要受地形和土壤类型影响。     

半干旱区县域农田土壤有机碳固存速率及影响因素——以甘肃庄浪县为例

通过对甘肃省庄浪县梯田土壤采样分析,结合第二次土壤普查及庄浪县耕地质量评价数据,估算梯田土壤固碳速率并分析其影响因素。结果表明: 1）该县农田土壤沟谷台地的有机碳含量最高,沟谷、 梁峁坡地次之,沟谷川坪地有机碳最低,不同地形有机碳含量差异显著（P0.05）; 2）80% 的样点土壤有机碳含量在6.0~11.0 g/kg之间,总体上020 cm农田土壤有机碳含量呈现正态分布,剖面有机碳含量从上至下呈逐渐递减规律; 3）现阶段庄浪县020 cm农田土壤有机碳密度为20.02 t/hm2,低于全国耕层土壤有机碳密度平均水平（33.45 t/hm2）,近30年020 cm 土壤固碳速率为C 63 kg /(hm2a),近5年固碳速率为 C 26 kg /(hm2a); 4）在半干旱区县域尺度上,地形部位可解释43%的有机碳变异性,有机肥、 坡向和田面坡度三者之和可解释47.1% 的有机碳变异性,土壤类型可解释9.9% 的有机碳变异性。综合分析表明,庄浪县农田土壤有机碳密度在过去30年间呈增加趋势,可能与庄浪县在60年代开始的大规模梯田建设和水土流失治理有关。     

江苏省土壤有机质含量时空变异特征及驱动力研究

土壤有机质(SOM)含量是估算土壤碳储量、评价土壤肥力的重要指标,研究SOM时空演变对评估区域土壤固碳潜力,实现土壤可持续利用具有重要意义。以江苏省为例,利用全国第二次土壤普查资料和2006年采样数据,基于地统计学方法和GIS技术,对比研究了1980 - 2006年全省范围内表层(0 ~ 20 cm)SOM含量的时空变异特征及其驱动因子。结果表明：1980年和2006年江苏省SOM平均含量分别为16.55 ± 8.50 g kg^-1和18.31 ± 8.32 g kg^-1,变异系数分别为51.36%和45.44%。两个时期SOM的变异函数均符合指数模型,块金系数由51.85%增加为56.52%,变程由71.55 km减少至37.83 km,SOM含量的空间自相关性减弱,自相关距离减小。1980-2006年,SOM含量空间分布呈现出北增南减,沿江平原增,宁镇丘陵减,滨海平原基本持平的空间格局,增加幅度由北向南逐渐减小。SOM含量的初始值影响其空间格局的演变,总体上呈现初始SOM含量的高值降低、低值增加的趋势。肥料的大量使用在提高粮食产量的同时也增加了作物残茬和根系的生物量;秸秆还田的大力推行,使得大量的有机物质进入土壤,促进了SOM的累积。不同的土地利用变化对SOM含量变化的作用不同,土地利用方式转变成水田、旱地和林地促进了SOM的增加,而转变成荒地后导致SOM含量下降。     

近30年扬州市耕地土壤肥力变异特征及其驱动因素分析

  【目的】   揭示耕地土壤肥力变异特征及其影响因素,以指导长江中下游粮食主产区农业生产与耕地保育。   【方法】   江苏省扬州市是长江中下游粮食主产区的典型区域,选取扬州市1984年与2014年土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤综合肥力评价指标,采用内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数,采用GIS和地统计学相结合的方法,确定各项肥力指标和综合肥力指数的时空变异特征和分布格局,通过回归分析探究土壤肥力差异的主控因素。   【结果】   1) 30年间 (1984—2014年) 长江中下游粮食主产区耕层土壤有机质、全氮和有效磷含量分别增加了6.01 g/kg、0.33 g/kg和21.21 mg/kg,速效钾含量降低了9 mg/kg,土壤pH降低了0.77。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈中等变异性,土壤pH呈弱变异性;2) 30年间耕地土壤肥力指数增加0.31,年度间稳定,呈中等变异性和中等空间自相关性,耕地土壤肥力水平上升明显。耕地土壤肥力等级1984年以Ⅲ级为主、占总耕地面积的73.27%,2014年以Ⅱ级为主、占比76.20%;3) 成土母质、土类、亚类、土壤质地、土地利用方式对长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力变异达到极显著影响 (P < 0.01)。1984年和2014年土地利用方式能够独立解释53.9%和58.0%的耕地肥力演变差异,是长江中下游粮食主产区30年耕地土壤肥力变异最主要影响因素。   【结论】   长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力总的呈增加趋势,肥力等级由1984年的以Ⅲ级为主,提升到2014年的以Ⅱ级为主。土地利用方式是长江中下游粮食主产区 (扬州市) 30年间耕地土壤肥力变异的最主要驱动因素。     

江淮丘陵区农田表层土壤有机碳空间变异——以定远县为例

以安徽省江淮丘陵区农业大县滁州市定远县为代表,运用统计学方法、地统计学方法和GIS技术研究了农田表层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)含量的空间分布及其影响因子。统计结果表明:研究区2011年SOC含量为(10.96±3.63)g/kg,变异系数为33.12%,属于中等变异程度。地统计分析结果表明,研究区SOC半方差模型为指数模型,存在强烈的空间自相关性,SOC含量在空间分布上表现为由东至西先递减后递增,大致呈带状分布。土壤颗粒组成和秸秆还田是影响SOC空间变异的主要因素。     

围海造田长期耕种稻田和旱地土壤氮矿化速率及供氮潜力比较

围海造田是沿海地区拓展土地面积的主要途径。土壤氮矿化参数是揭示围海造田土壤肥力演变和土壤氮供应的重要指标,但是我国沿海造田土壤的相关研究少有报道。本研究以杭州湾南岸海积平原上慈溪市1000年和520年筑塘造田区为对象,选择4个代表性采样点,每个点从低洼稻田采集1个表层混合水稻土,在其相邻高地采集1个表层混合旱地土壤,共8个样品。采用间隙淋洗法研究了土壤样品氮矿化动力学特征。结果如下: 119 d培养试验证实水稻土和旱地土壤有机氮矿化动力学符合一级反应动力学方程Nt=N0(1-e-kt); 水稻土有机氮矿化势（N0）为82.7～161.9 mg/kg（平均114 mg/kg）,占有机氮的7.3%,旱地土壤N0为63.9～104.4 mg/kg（平均83.4 mg/kg）,占有机氮的7.3%; 水稻土有机氮矿化速率（k）为0.033～0.114/d（平均0.064/d）,旱地土壤k为0.007～0.023/d（平均0.020/d）。土壤综合供氮指标（N0k）,水稻土为3.8418.46 mg/(kgd)［平均8.0 mg/(kgd)］,旱地土壤为0.54～2.66 mg/(kgd)［平均1.6 mg/(kgd)］。水稻土总氮含量为1.4～2.0 g/kg （平均1.6 g/kg）,旱地为0.87～2.0 g/kg（平均1.3 g/kg）。可见,水稻土氮库、供氮潜力和速率均大于相邻旱地土壤。因此,从土壤氮肥力来讲,相对于旱地,围海形成的水稻田更具有可持续利用性。     

攀西山区植烟土壤pH和有机质含量特征与关系研究

pH和有机质是土壤肥力的重要指标，也是烤烟优质高产重要因子。本文以攀西山区4个烤烟主产县的19个典型烟田的剖面为代表，合计采集了75个发生层样品，分析了有机质和pH特征及其关系，旨在为攀西山区烟田土壤改良和施肥提供科学指导。结果表明：①耕层pH变幅为4.11~7.89，平均为6.25，总体上处于植烟适宜级别（pH 5.5~7.0），但有21.05%样点处于偏酸（pH<5.5）级别；②耕层有机质变幅为9.20~47.80 g/kg，平均为21.64 g/kg，但仅26.31%的样点处于适宜植烟级别（10~40 g/kg）；③不同成土母质的耕层有机质含量由高到低依次是风化坡积物、残积物>第四纪红黏土>沟谷堆积物，前两者间没有显著差异，但均显著高于后者；④土壤pH和有机质之间呈负相关关系；在剖面分布上，pH随着深度的增加而增大，而有机质表现出明显表聚现象，向下急剧降低。     

上海市城郊土壤有机质的时空变异特征及其影响因素

为了深入了解城市化对城郊农业土壤有机质变化的影响,本研究运用GIS和地统计学结合的方法,对上海市土壤有机质的时空变异规律及其驱动因子进行了探讨。研究结果表明,土壤有机质在整个研究区内表现出中等程度变异,土壤有机质含量分布呈现出西南高,东部低的特点。1980—1999年土壤有机质含量增加,而1999—2010年土壤有机质含量下降。1999—2010年,由水田变为蔬菜地、苗圃时,土壤有机质含量分别下降6.72 g/kg和6.15 g/kg,而水田保持不变时,仅下降了1.51 g/kg。通过空间叠加分析可知,1999—2010年,上海市大部分地区土壤有机质含量呈减少趋势,只有北部、南部和西南的部分地区的土壤有机质含量有所增加。土壤有机质增加的区域离城市较远,而土壤有机质下降区域位于近郊,主要原因是近郊部分水田转化为蔬菜地和苗圃,土地利用方式改变导致了作物根茬和秸秆还田减少,同时有机质分解加快,因此引起了土壤有机质积累下降。     

Driving forces of soil organic matter change in Jiangsu Province of China

Soil organic matter (SOM) is a key property determining soil functions and a major form of carbon stored in soil. Understanding the spatial and temporal variability of SOM and the driving forces responsible for spatial and temporal changes is important to assess regional soil quality and carbon sequestration potential and, particularly, to establish better practices for land use and management. We evaluated the spatio‐temporal change in SOM content from 1979–1982 to 2006 and its driving forces in Jiangsu Province, East China, using geostatistics. The results showed that mean SOM content increased from 16.60 ± 8.50 to 18.31 ± 8.32 g/kg over a 26‐yr period. The maps of SOM generated by ordinary kriging represented the increasing trend from north to south across the province in the two periods. The level of SOM in 1979–1982 affected the pattern of change: the SOM increasing in areas initially with a small content while decreasing in areas having a large content. The map of SOM change showed that the rate of increase decreased from north to south within the province. Increased fertilizer application promoted crop production with more residual biomass being retained in the soil, which resulted in increased SOM content. Land use changes to paddy, upland or forest improved SOM content, whereas abandoning land reduced SOM content.