石羊河尾闾(青土湖)水面形成后土壤养分的空间特征

通过测定青土湖不同土层、不同水面距离的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷含量及电导率,对比了不同土层和水面距离的土壤养分差异,分析了其空间变异性以及相关关系。结果表明:1 0~60 cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾含量和土壤溶液电导率值分别在距水面100~150 m和300 m处达到最大,在距水面200 m处为最小,呈波浪式变化,这种波浪式变化与其原湖泊沉积和区域气候环境相符合。2土壤养分含量存在显著空间变异性,各养分指标含量随土层深度变化规律明显,不同水面距离0~40 cm土层土壤有机质、全氮等含量均比40~80 cm土层高,土壤各养分除全钾含量在0~80 cm土层、全磷含量在60~80 cm土层为弱变异外,其他均属于中等变异。3在0~40 cm土层,土壤有机质与全氮、全钾、碱解氮、电导率呈正相关;电导率与速效磷、全磷呈正相关。青土湖的土壤各养分含量均较低,水面形成的干扰改变了原土壤的理化性质,其对土壤养分垂直分布的影响范围在0~40 cm。     

石羊河尾闾水面形成区土壤颗粒的分形特征

青土湖是石羊河的尾闾湖,观测分析了距青土湖水面边缘0-500m范围内的土壤颗粒粒径分布、分形维数及其与土壤颗粒含量的关系。结果表明,0-20cm和20-40cm土层土壤颗粒的分形维数范围分别在2.3708~2.8796和2.3590~2.7509。在0~150m范围内,0-20cm土层土壤粒径分形维数与水面间距呈缓慢增加趋势,在150m处达到最大(2.8796),随后逐渐降低而20-40cm土层在0~100m范围内呈缓慢增加趋势,在100m处分形维数达到最大(2.7509)土壤颗粒分形维数大小与土壤质地的细粒化有一致的变化趋势,且与大于0.05mm粒径含量呈极显著负相关关系,而与黏粒含量、粉粒含量呈极显著正相关关系。小于0.05mm粒径物质含量的增加和>0.05mm粒径物质含量的降低共同导致了土壤颗粒分形维数在水面形成150m范围内的增大,说明水面形成对土壤粒径的影响范围在0~150m。     

石羊河尾闾-青土湖水面形成对土壤分形维数和植被的影响

以石羊河尾闾青土湖水面形成区的土壤及植被为研究对象,利用植被及土壤调查取样方法,调查分析了水平距水面0～450 m,垂直0—60 cm土层的土壤粒径及植物多样性。利用分形几何学方法对土壤颗粒的分形特征进行分析,以探讨土壤颗粒分形维数与植被特征间的关系。研究结果表明:不同土层及不同水面距离的土壤分形维数在2.10～2.92,平均值为2.55;呈现随距水面距离增大而波动变小的趋势,0—20 cm土层在0~150 m土壤粒径分形维数呈缓慢增加趋势,在150 m处达到最大,随后逐渐降低;而20—40 cm,40—60 cm土层在0~100 m呈缓慢增加趋势,在100 m处达到最大;植物物种多样性变化与土壤分维数的变化具有较好的对应关系;各多样性指数随水面距离变化趋势一致,在距水面0~50 m和400~450 m处多样性达到最大。草本的重要值在距水面200 m处达到最大,灌木的重要值在距水面300 m处达到最大值,草本植物对区域植物多样性影响较大,但灌木植物重要值与土壤特征的变化关系更密切;线性回归分析表明在0—20 cm,40—60 cm土层,分形维数与多样性、均匀度和优势度指数呈显著负相关,在干旱沙漠地区,土壤颗粒分形维数也可作为一个反映评价土壤演变程度的综合定量指标。     

菜田土壤养分空间变异特征

采用传统统计和地统计相结合的方法，对55hm^2菜田耕层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明，土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn。不同土壤养分的变异情况各不相同。土壤养分速效含量一般呈斑块状分布；土壤NO3^- -N、P、K和Zn含量在空间分布上具有明显的空间相似性。土壤NO3^- -N、P、K含量分别与种菜历史及肥料用量（N、P2O5和K2O）之间均呈极显著的正相关。     

菜田土壤养分空间变异特征

采用传统统计和地统计相结合的方法,对55 hm2菜田耕层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明,土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn,不同土壤养分的变异情况各不相同。土壤养分速效含量一般呈斑块状分布;土壤NO3--N、P、K和Zn含量在空间分布上具有明显的空间相似性。土壤NO3--N、P、K含量分别与种菜历史及肥料用量(N、P2O5和K2O)之间均呈极显著的正相关。     

黄土区村级农田土壤养分空间变异特征研究

本研究选择黄土高原地区陕西省新集村为研究对象。在219hm2耕地上用网格法采集364个表层(0~20 cm)土壤,研究了该村土壤pH,有机质和速效养分(N,P,K,Ca,Mg,S)空间变异性。结果表明:该村98.9%耕地缺N,缺K,缺P比例占11.5%和4.4%。地统计学分析结果表明:土壤有机质、有效N、P、K、Mg、Ca、S具有中等的空间相关性,空间变异程度依次为:OM>P>Ca>K>Mg>N>S,土壤pH的空间相关性很弱。有机质、有效N、S最大相关距离大,达到1853m,pH值最小,为148m,K、Ca、P、Mg最大相关距离分别为717m、720m、1032m和1344m。施肥是导致该村土壤养分空间变异性的主要原因。基于土壤养分状况和空间分布特征,目前仅需要考虑对该村土壤K,P进行分区管理。     

农田土壤养分的空间变异性特征

对一块面积为１ｈｍ^２麦田内的９８个观测点取样分析,测定了代表不同土壤含水率水平下的两个时期土壤表层和底层的ＮＨ_４-Ｎ、ＮＯ₃-Ｎ、Ｏｌｓｅｎ-Ｐ、表层有机质和全氮等养分。应用地统计学的方法对所取的数据进行了分析,结果表明底层土壤的ＮＨ_４-Ｎ、表层土壤的有机质服从正态分布;其余养分基本上服从对数正态分布;按一定的精度和置信水平确定了合理的取样数目。通过半方差函数分析,发现这些养分在一定范围内存在空间相关性;采用Ｋｒｉｇｉｎｇ方法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,并对两个时期的养分动态的空间变异进行了初步分析。该成果可用于提高氮肥利用率和精确农业（施肥）的研究和实践。     

城郊耕层土壤养分的空间变异特征

以广州郊区岑村为例,采用G IS与地统计学相结合的方法对城郊耕层土壤(0~20cm)的有机质、全N、全P和全K4种土壤养分要素的空间变异特征进行了分析。结果表明:有机质、全N和全K变异函数曲线的最优理论模型为指数模型;全P为球状模型。几种土壤养分具有很强的空间相关性,异质性特征。各土壤养分由随机因素引起的空间变异占空间总变异的比例小,其值分别为9.90%、8.80%、0.26%和17.10%。说明受母质、地形、土壤类型等自然的结构性因素影响较大。土壤特性的相关距变化范围为139.00~750.00m。该成果可为城郊农业的定位施肥、灌溉以及其它的农田精细管理提供依据。     

黄土高原县域苹果园土壤养分空间变异特征研究

在渭北黄土高原苹果主产县陕西省黄陵县采集304个苹果园0—40cm土层的土壤样品进行养分测定,并应用地统计学及GIS空间分析技术对其空间变异特征进行了研究和探讨,以期为该地区合理施肥提供科学指导。结果表明:该地区果园土壤硝态氮和速效磷变异系数最大,pH值最小。变异系数的大小顺序依次为硝态氮速效磷全磷铵态氮速效钾全钾全氮CEC有机质pH值。土壤全磷和有机质的最佳拟合模型是高斯模型,而全氮、铵态氮和速效钾的最好拟合效果是球状模型,全钾用线性模型拟合效果最好,有效磷、pH值、硝态氮和CEC以指数模型来分析效果最佳。土壤pH值、铵态氮、有效磷、速效钾和CEC的空间相关性很强,其C0/(C0+C)分别为0.17%,7.47%,11.81%,2.95%和24.24%,有机质、全氮、全磷和硝态氮C0/(C0+C)为40.72%,28.16%,46.44%,49.98%,空间相关性中等,土壤全钾的C0/(C0+C)为100%,空间相关性非常弱。研究区苹果园土壤有机质和氮含量偏低,磷、钾较丰富,在今后的施肥过程中需要增施有机肥,适量施用氮磷钾肥。     

黄土高原宁南山区土壤养分空间分布特征

[目的]土壤养分含量及其空间分布状况是陆地生态系统健康与可持续发展的重要评价因素,因此分析土壤养分及其空间特征对该区域的土壤养分管理以及土地可持续利用意义重大。[方法]在半干旱的宁南山区选取不同土地利用类型为研究对象,采用地统计学空间插值分析了土壤养分含量及其空间分布特征。[结果]黄土丘陵不同土地利用类型土壤全量养分均处于中等偏下的水平,表层0—20 cm土壤养分含量均高于20—40 cm土层,“表聚效应”明显。整体上,土壤养分含量基本表现为天然草地>柠条>山杏>裸地>梯田>退耕草地,其中天然草地显著高于其他植被类型(p<0.05)。从土壤养分的空间分布可知,土壤有机碳含量呈中部低、南北高的状态;土壤速效磷含量呈中部高,南北低的状态;土壤硝态氮和铵态氮含量变化趋势则是从南到北逐渐递增。[结论]人工种植柠条和山杏有利于改善该地区土壤综合质量水平;因此,退耕还林(草)的生态恢复措施能够持续、有效改善当地的土壤质量状况。     

干旱荒漠区污水灌溉山地园林土壤养分的空间变异特征

以乌鲁木齐市雅玛里克山污水灌溉区为例,采用地统计学方法研究了干旱荒漠区山地园林污灌区土壤中的6种土壤养分指标全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K的空间变异特征。结果表明,6种土壤养分指标的变异系数在8.34%～39.68%之间,全N、全P、速效P服从正态分布,全K、速效N、速效K服从对数正态分布。所有养分的块金值与基台值之比都在25%以下,说明结构性因素控制这些养分的含量分布,导致样点之间的空间自相关作用强。土壤养分的相关距变化范围为19.1～116.7 m。因为灌溉污水的影响,强矿化作用使得全N、速效N在质地粗轻的山坡含量较高,而氨挥发则造成全N、速效N在质地细重的谷地含量较低,偏弱碱性的污水加剧了P的固定,使研究区内全P、速效P含量整体偏低,但同时偏弱碱性的污水促进了K的释放,使速效K含量明显提高。污灌能促进速效养分的释放,使养分之间具有一定相关关系。     

鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分和土壤酶活性垂直分布特征

研究鄱阳湖湿地不同植物群落土壤Bglu（β-葡萄糖苷酶）、NAG（乙酰氨基葡萄糖苷酶）、Bxyl（β-木糖苷酶）、Phos（酸性磷酸酶）、Phox（酚氧化酶）、Pero（过氧化物酶）活性、土壤养分、土壤微生物量碳（SMBC）、土壤微生物量氮（SMBN）、土壤微生物量磷（SMBP）垂直分布特征。结果表明:土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、全钾（STK）、碱解氮（SAN）、速效磷（SAP）和速效钾（SAK）在深度上呈递减趋势,也即随着土层深度的增加而逐渐降低,在0-20 cm土壤与其他深层土壤之间存在显著的差异性;对于不同植物群落土壤养分平均值而言,由湖滨高滩地到沉水植物区,土壤养分呈增加趋势（均表现为沉水植物区 > 湿生植物区 > 挺水植物区 > 湖滨高滩地）。随土壤剖面深度的增加,不同植物群落SMBC,SMBN和SMBP在深度上呈递减趋势,其中表层SMBC,SMBN和SMBP分别占所研究整个剖面的27.37%,27.22%和29.75%,由湖滨高滩地到沉水植物区,土壤微生物量呈增加趋势（均表现为沉水植物区 > 湿生植物区 > 挺水植物区 > 湖滨高滩地）,其中SMBC,SMBN平均值在不同植物群落中差异均显著（p<0.05）。鄱阳湖湿地沿垂直剖面分布的土壤酶活性与微生物量的变化规律相一致,6种酶（Bglu,Bxyl,NAG,Phos,Pero,Phox）活性随土壤剖面深度的增加显著降低,在0-20 cm达到最大;由湖滨高滩地到沉水植物区,土壤酶活性呈增加趋势（均表现为沉水植物区 > 湿生植物区 > 挺水植物区 > 湖滨高滩地）。相关性分析表明,微生物特性SMBC和SMBN与土壤酶活性的相关性系数较大,表明SMBC和SMBN是影响土壤微生物活性的最主要因素。双因素分析表明,SOC,STN,SAN,SMBC,SMBN,Bglu活性,Bxyl活性,Phos活性,Phox活性均极显著地受到植被和土层深度的影响（p<0.01）,而STP,SAP和SMBP对土层、植被及两者间交互作用均未表现出显著性响应（p>0.05）。综合分析表明,鄱阳湖湿地土壤微生物功能特性之间具有相互促进作用,具有一定的协同作用。     

坝地土壤养分分布特征研究

通过对延安市北沟小流域典型坝地土壤养分的测定,分析比较了其土壤养分时空分布特征。结果表明,北沟小流域坝地土壤养分分布不平衡,除钾素含量富足外,其它养分含量都很低,特别是有机质和磷含量趋于贫瘠化。有机质、全氮、全磷时空差异都不明显,而速效养分在层次上都表现出鞍形变化趋势且时空差异显著。该项研究可为坝地平衡培肥提供理论依据。     

地形因子与土壤养分空间分布的相关性研究

运用地统计学和GIS技术,研究丘陵地区土壤养分的空间变异性,探讨地形因子对土壤养分含量空间分布的影响。结果表明,N、K的空间变异主要来自随机因素,而Mg及其他养分的空间变异性在一定程度上受地形等结构性因素的影响。OM、N、P、K几种大量元素与海拔呈显著正相关,Ca、Mg、S与海拔呈负相关;N与坡度呈显著正相关,Ca与坡度呈显著负相关;OM、N、P与坡向呈负相关,Ca、Mg与坡向呈显著正相关关系;而K、S与地形因子的相关性不显著。研究地形地貌与土壤养分之间的空间关系,为进一步合理地进行土地利用规划提供了理论依据,并且对土壤养分综合管理以及进行土壤改良和耕作都具有一定的指导作用。     

博、精河下游河岸带土壤速效养分空间异质性分析

以新疆博尔塔拉河、精河下游河岸带土壤为研究对象,针对土壤中的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等指标进行定量测定,运用地统计学方法分别对博尔塔拉河、精河流域土壤养分空间分布特征进行了分析.结果表明:博尔塔拉河下游河岸带土壤有机质、碱解氮变异程度大于精河下游河岸带,土壤速效磷、速效钾变异程度相近;两河土壤速效养分垂直分异规律为:土壤有机质、碱解氮含量均随土层深度的增加而递减;水平分异规律为:距离艾比湖入湖口越远,土壤中速效养分平均含量越小.总体而言,博尔塔拉河下游河岸带土壤速效养分高于精河下游河岸带土壤速效养分,精河土壤养分空间异质性较小.     

Spatial and Fractal Characterization of Soil Chemical Properties and Nutrients across Depths in a Clay-Loam Soil

Researchers assessed the spatial distribution of soil chemical properties and nutrients at four depths in a clay loam soil cropped to corn and soybean at Freeman farm of Lincoln University. Soil samples were taken at depths of 0–10, 10–20, 20–40, and 40–60 cm in a 4.05-ha field and analyzed for acidity or basicity (pH), cation exchange capacity (CEC), total carbon (TC), organic matter (OM), base saturations on the CEC, ammonium (NH₄⁺), nitrate (NO₃^?), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), sulfur (S), magnesium (Mg), sodium (Na), manganese (Mn), copper (Cu), iron (Fe), and zinc (Zn). Results showed that coefficients of variation (CV) ranged between 5 and 30%, except for TC, NO₃^?, and Zn, which had greater CVs. Soil chemical properties and nutrients responded to exponential, linear, Gaussian, and spherical variogram models with nugget-to-sill ratios ≤ 1.0 and effective ranges from 4 to 56 m. Fractal analysis showed that CEC in all depths belonged to the 1.99 ≥ D3 ≥ 1.90 group, which suggests great disorder and antipersistence in the spatial structure.     

地形因子与土壤养分空间分布的相关性研究

运用地统计学和GIS技术,研究丘陵地区土壤养分的空间变异性,探讨地形因子对土壤养分含量空间分布的影响.结果表明:N,K的空间变异主要来自随机因素,而Mg及其他养分的空间变异性在一定程度上受地形等结构性因素的影响.OM,N,P,K几种大量元素与海拔呈显著正相关,Ca,Mg,S与海拔呈负相关;N与坡度呈显著正相关,Ca与坡度呈显著负相关;OM,N,P与坡向呈负相关,Ca,Mg与坡向呈显著正相关关系;而K,S与地形因子的相关性不显著.研究地形地貌与土壤养分之间的空间关系,为进一步合理进行土地利用规划提供理论依据,并且对土壤养分综合管理以及进行土壤改良和耕作都具有一定的指导作用.     

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。     

石羊河中游荒漠绿洲区土壤水分的分布特征

通过田间实验,研究了不同土壤层颗粒组成、土壤水分的分布特征及不同土壤层间土壤水分的关联性。结果表明：（1）土壤颗粒组成决定了不同土壤层的持水性能,是导致土壤水的分布及运动方式发生变化,影响水分在土壤中滞留时间的根本原因,土壤层中的砂砾所占百分数越大,粘粒含量就越少,含水率就越小,壤土中的土壤水分滞留时间远大于砂质土壤。（2）试验区3m内土壤层可分为水分散失带、水分滞留带和水分过渡带,水分滞留带是土壤水分暂时贮存的重要土层,也是为植被提供深层土壤水分的直接来源,对植被的生长及农作物生产有重要的影响,而土壤中粉砂质粘粒含量的高低决定了水分过渡带的形成及其对水分调节能力的强弱。（3）在地下水深埋区,灌溉是土壤水分重要的补给来源,也是影响土壤水分重分布的主要因素,在天然降水量大部分为无效降水的情况下,灌溉水是土壤水唯一的补给源。补给水分滞留带的灌溉水量的多寡,直接影响着水分滞留带的调节能力及作物和植被的生长。