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...     

梭梭土壤种子库空间分布的尺度依赖性研究

采用相邻网格法对古尔班通古特沙漠3个梭梭土壤种子库样地(奎屯、五家渠和精河)进行采样,并应用地统计学理论与方法对梭梭土壤种子库空间分布格局的各向异性和尺度依赖性进行了研究.结果表明:(1)梭梭土壤种子库数量为16.05～152.58粒/100 m2,奎屯样地种子库变异系数大于五家渠和精河;(2)梭梭土壤种子库空间分布格局强烈,且具有明显的各向异性特征;(3)奎屯和五家渠样地中,随着抽样尺度的加大(5～25 m),土壤种子库空间异质性增强,而精河样地在各个尺度下土壤种子库的空间异质性程度变化不大;(4)空间克里格插值表明,各样地种子密度梯度变化清晰,呈明显聚集分布.地表短命植物层分布决定了梭梭土壤种子库空间分布格局.奎屯和五家渠样地的种子,呈明显的高密度斑块和低密度斑块镶嵌分布格局,精河样地的种子密度低,分布较均匀.     

农田沙漠化演变中土壤性状特征及其空间变异性分析

应用经典统计分析和地统计学的方法 ,研究了科尔沁沙地旱作农田 30 0m× 90m尺度下 0～10cm土层土壤理化性状的沙漠化演变及其空间变异性特征。结果表明 ,表层土壤的粗粒化、持水性能和孔隙分布的恶化、以及土壤养分的贫瘠化演变表征了农田沙漠化的发生和发展。在农田沙漠化演变中 ,土壤性状的变异增大 ,变异系数在 5 .9%～ 5 0 .7% ,其空间分布在研究的尺度上有明显的规律性 ,存在明显的空间异质性和格局。变异函数很好地反映了沙漠化演变的趋势、程度和尺度。在研究区域 ,沙漠化发生发展的尺度在南北两个方向从农田边缘到农田中部约 10 0m处。土壤性状之间及其各因子的空间异质性有密切的关系。沙漠化对土壤有机碳和氮磷养分影响显著 ,对pH影响相对较小     

关帝山云杉次生林土壤的空间异质性及其与地形相关性

为揭示森林土壤空间变异特征及其变异机制,参照CTFS样地土壤采样方案,在关帝山4 hm2云杉次生林样地199个采样点进行土壤取样和测定,运用经典统计方法分析寒温性云杉林土壤pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质的水平和垂直空间分布特征,应用地统计学和ArcG IS插值的方法,重点分析了0～ 10 cm层土壤性质的空间异质性及其分布格局,并基于RDA排序和方差分解定量评价地形因子对土壤各指标空间变异的影响程度和解释量.结果表明:云杉次生林土壤的pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量呈明显的水平及垂直空间变异,0 ～ 10 cm层土壤上述5个指标的变异系数分别为8.78％、41.15％、58.36％、46.60％和48.38％;土壤变异的空间自相关范围为4.9～58.8 m,pH值和有效氮呈中等程度的空间自相关,有效磷、有效钾和有机质呈强烈的空间自相关变异;有效氮、有机质和有效钾呈相似的空间斑块状分布格局,即样地有效氮含量高的斑块中有机质和有效钾含量也高.pH值和有效磷则表现出相反的斑块分布格局;地形因子中,pH值、有效氮和有效磷受海拔影响最大,其中,海拔与pH值、有效磷呈正相关,分别解释其空间变异的40.43％和28.81％,而与有效氮呈负相关,能单独解释其空间变异的19.48％.凹凸度对有效钾和有机质的影响最大,可分别解释9.37％和6.88％的有效钾和有机质的空间变异,与这2个土壤性质指标为负相关.研究可为深入认识华北地区植物分布和物种共存提供基础依据.     

基于GIS的小流域土壤抗蚀性空间变异特征

运用GS+7.0和Surfer 8.0软件以邓下小流域为例,研究了苏南丘陵区小流域土壤抗蚀性的空间变异特征及土壤理化性质对其的影响,以期为小流域的土壤侵蚀预报和综合治理提供依据.结果表明:土壤抗蚀性的变化范围为0.180 8～0.968 1,均值为0.647 7.变异系数为27.69%,土壤抗蚀性具有中等程度的空间变异性.C0/(C0+C)值为13.47%,小于25%,表明在变程内具有强烈的空间相关性.研究区土壤抗蚀性总体分布趋势是条带状明显,波动较大,大于0.65的高值区域主要分布在小流域从南到北的中间部位,小于0.4的低值区域分布主要位于小流域地势较高的北部和东西两侧,容易发生水土流失.     

空间变异在土壤性质长期定位观测及取样中的应用

通过对中国科学院沈阳生态实验站30m×42m样地进行网格法分层取样,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,以土壤pH和有机碳(TOC)为例,探讨了空间变异在土壤性质定位试验及取样中的应用。结果表明,49对样本的pH和TOC变异系数均小于10%,变量在0~10cm和10~20cm两个层次的基本统计数值基本接近,最佳理论模型的参数显示各变量空间变异主要受结构性因素的影响,且以135°方向的变异为主;相对误差为10%时采集6个和10个土样可分别达到95%和99%的置信水平,结合空间分布格局可以确定更为精确的取样方案;综合分析表明待选样地可以作为土壤性质长期定位观测试验用地。     

吉林公主岭土壤中砷、铬和锌含量的空间变异性及分布规律研究

在兼顾吉林省公主岭地区土壤类型与样点分布的相对均匀性的前提下 ,采集黑土、黑钙土和草甸土等土壤耕层 (0 -2 0cm )样品 70个 ,测定其全砷 (As)、铬 (Cr)和锌 (Zn)含量以及其它主要理化性质。采用经典统计学与半方差函数拟合相结合的方法 ,研究了土壤砷、铬和锌含量的空间变异性。根据半方差函数的拟合结果 ,在ArcViewGIS软件的支持下 ,编制Scripts进行克里格插值 ,以此来揭示该区域土壤砷、铬和锌含量的空间分布规律 ,并探讨这些重金属元素与主要土壤理化性质的关系     

祁连山北坡草甸草原地上生物量与土壤理化性质的关系

为了揭示祁连山北坡草甸草原的地上生物量与土壤理化性质的关系,在祁连山北坡东、中、西部选择了三个典型样地,连续收集了两个生长季的野外采样数据,开展植物地上生物量与土壤理化性质的关系研究。结果表明:（1）2014年生长季每个样地的地上总生物量均大于2013年生长季的,且两个生长季的地上总生物量从东到西均依次增加;（2）土壤含水量、土壤温度、土壤有机质、有效钾、pH值在不同样地、不同生长季、不同土层差异性明显,而土壤碱解氮、有效磷相对稳定,差异性不明显;（3）地上生物量与土壤温度呈显著正相关,与土壤水分相关性不明显,与有效磷呈极显著正相关,与pH值呈显著正相关,对地上生物量影响较大的因子是地温、有效磷以及pH值。土壤养分主要通过影响土壤的理化性质来决定植被的生长,进而影响植物的生物量。     

近江平原区土壤水力参数及相关理化性质空间分布与影响因素

为研究土壤水力参数的空间分布特征,并揭示相关影响因素,以江汉平原典型近江农业区为研究单元,采集不同类型农用地的浅层(0～40 cm)原状和扰动土样,测定其水力参数和相关理化性质,揭示各水力参数及相关理化性质的空间分布特征,比较不同样地各参数和性质的差异,并分析相关影响因素。结果表明:研究区土壤各基本理化性质(土壤机械组成、有机质含量、容重、直径>0.1 mm和>0.3 mm大孔隙含量)和水力参数(饱和含水量(θ_s)、残余含水量(θ_r)、水分特征曲线拟合参数α和n、田间持水量(θ_f)、凋萎系数(θ_w)和最大有效水含量(θ_AW))均具有明显的空间异质性;近江区土壤机械组成、有机质含量、容重等部分理化性质与距江远近具有较强的空间相关性;直径>0.1 mm和>0.3 mm大孔隙含量,θ_s和θ_r,以及θ_f和θ_AW的空间分布特征相似。不同样地的有机质含量、容重和直径>0.3...     

大型喷灌条件下马铃薯田间土壤含水率空间变异特征及合理采样数研究

[目的]研究马铃薯田间不同深度土壤含水率的空间分布规律及其合理采样数,为大型喷灌条件下精准灌溉制度的制定提供科学依据。[方法]在约34 hm~2的农田中采用固定与随机相结合的方法布设了116个取样点,分别测定了0—20 cm和20—40 cm深度的土壤含水率,采用经典统计学与地统计学相结合的方法,研究喷灌前后马铃薯生长期内土壤含水率的空间分布特征及其合理采样数。[结果] 0—20 cm深度灌溉前和灌溉后的平均土壤含水率的变化范围7.61%～13.79%,20—40 cm深度灌溉前和灌溉后的平均土壤含水率的变化范围为8.71%～16.12%;总体上土壤含水率变异系数变化范围为16.47%～28.55%,均表现为中等程度的变异性,20—40 cm深度的土壤含水率变异程度略高于表层。连续2 a马铃薯各时期土壤含水率总体表现为中等程度的空间相关性,土壤含水率空间变异受随机因素与结构因素共同影响。田间水分总体上呈斑块状分布,灌水后期土壤含水率的分布较灌前更为分散。地统计学得出田间合理采样数为87个。[结论]在大型喷灌条件下马铃薯田间土壤含水量存在中等程度的空间变异性,并且地统计学与传统统计学两种方法均适用于确定农田平均土壤含水率的最优采样数量。     

米仓山不同退耕年限土壤理化性质变化特征

[目的] 研究不同退耕年限下的土壤理化性质特征,为区域生态系统服务功能的提升与生态文明建设提供科学依据。[方法] 以中国南北过渡带的米仓山退耕20,25,35,50 a的样地为研究对象,以未施肥耕地和天然林地为对照,采用“时空替代法”,分析米仓山地区不同退耕年限土壤理化性质特征。[结果] ①土壤机械组成在退耕前期无明显变化,在退耕50 a时与天然林地相似。退耕20,25,35,50 a样地的土壤大粒径团聚体百分含量较耕地均有不同程度的升高,其增幅分别为17.70%,53.23%,52.50%和70.30%;②随着退耕年限增加,土壤容重呈下降趋势,退耕50 a样地土壤容重接近天然林地。不同退耕年限下土壤水分特征曲线均可用Gardner模型拟合,土壤持水性由高到低排序为：天然植被 > 退耕25 a > 退耕35 a > 退耕20 a > 耕地 > 退耕50 a。③土壤有机质及全氮含量随退耕年限增加呈显著增加趋势（p<0.05）,且上层土壤含量高于下层土壤,呈现明显的表聚现象。上层土壤中退耕20,25,35,50 a的样地中土壤有机质及全氮含量较耕地分别提高了27%,134%,71%和343%和20%,76%,64%和246%,下层土壤中分别提高了7%,88%,53%和422%和12%,59%,35%和201%。全磷含量在0.55~0.36 g/kg之间波动,受退耕年限影响较小。[结论] 退耕还林措施能有效增加土壤容重,提升土壤大粒径团聚体、有机质和全氮含量,进而改善土壤理化性质,退耕50 a样地土壤的理化性质接近于天然林地。     

秦巴山区耕层土壤微量元素空间特征及影响因子——以镇巴县为例

为充分了解与掌握秦巴山区耕层土壤微量元素现状、空间分布规律及其影响因素,为区域土壤微量元素的科学管理及土壤微肥应用提供理论依据和实践指导,以镇巴县为例,基于2010年陕西省耕地地力调查与质量评价项目数据,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究秦巴山区耕层土壤有效态Fe、有效态Mn、有效态Cu和有效态Zn的空间特征及其影响因素.结果表明：1）镇巴县耕层土壤有效态Fe、Mn和Cu均属中等变异强度,变异系数介于81.38％～97.57％之间,有效态Zn属强变异强度,变异系数为117.09％;2）空间特征上,根据块金系数值,4种微量元素均表现为中等强度的空间相关性,县域质量分数的空间分布呈南部高、西部低格局,空间变异性是由自然因素（土壤理化性质、地形地貌和常年降水量等）和人为因素（作物熟制和村距等）共同作用而引起的;3）镇巴县耕层土壤整体有效态Cu和Fe质量分数丰富,Zn质量分数适宜,19.14％ Mn缺乏（＜5 mg/kg）,需结合不同的耕作制度、土壤类型及其质量分数丰缺水平进行分区培肥与管理.     

民勤绿洲区天然胡杨林生长季土壤水分动态

利用地统计学方法对民勤绿洲区天然胡杨林下土壤水分的空间结构特征及生长季期间的变化规律进行了研究。结果表明,研究区天然胡杨林下土壤水分含量范围为0.85%～4.80%。民勤县双茨科乡和苏武乡天然胡杨林下土壤含水量随土层深度的增加呈增大趋势,而夹河乡样区土壤水分含量随土层深度的增加呈现出先增大后减小的趋势。8月份各采样点表层土壤含水量均为最小值。土壤水分含量在胡杨的生长季期间总体表现为:春季>秋季>夏季。采样点土壤水分变异系数总体属于中强度变异性,表层土壤水分的变异系数略大。胸径大的胡杨树土壤含水量反而少,这主要与树龄及胡杨林根系发达程度有关。土壤水分异质性为中等程度的空间相关性,且苏武乡变异函数模型拟合效果最为理想。     

黄土高原北部草地土壤水分空间变异研究

土壤水是维系黄土高原恢复生态系统稳定性和可持续性的关键因子。为深入理解黄土高原不同类型草地恢复生态系统土壤水的分布特征,采用经典统计学与地统计学方法,分析了陕北神木六道沟小流域样地尺度长芒草和苜蓿草地0～500 cm剖面土壤水分的空间变异特征。结果表明:两种草地土壤水分随土层深度增加均呈先增大、后减小,而后趋于稳定的变化趋势,具有中等程度变异性。垂直方向上两种草地土壤含水量及空间变异系数均具有显著差异(P 0.001),苜蓿和长芒草地0～500 cm剖面土壤水分变异系数平均值分别为0.19和0.33。总体上,苜蓿导致深层土壤水过度消耗,70cm以下土层土壤含水量明显低于长芒草地,其高耗水特性削弱了垂直方向140 cm以下土层土壤水的空间变异强度。因此,苜蓿植被强化了土壤水在垂直方向上的循环,并导致深层土壤水负平衡,进而使样地尺度土壤水在水平方向的分布趋于均质化。     

黑河上游天老池流域不同植被下土壤理化性质和入渗特征

选择天老池流域的5种典型植被类型下的土壤,用环刀进行多点采样,用于土壤理化性质和入渗的观测,比较分析不同植被土壤的理化性质。结果显示:不同的植被类型下土壤理化性质有差异。土壤容重表现为草地(干草原1.12g/cm~3,亚高山草地1.00g/cm~3)灌木林地(亚高山灌丛0.76g/cm~3)乔木林地(祁连圆柏0.75g/cm~3,青海云杉0.50g/cm~3);总孔隙度表现为乔木林地(青海云杉81.29%,祁连圆柏76.61%)灌木林地(72.63%)草地(亚高山草地62.28%,干草原57.65%);有机质含量表现为青海云杉(136.87g/kg)亚高山灌丛(119.96g/kg)亚高山草地(94.67g/kg)祁连圆柏(70.69g/kg)干草原(43.94g/kg),总体表现为阴坡大于阳坡。土壤容重、有机质含量、总孔隙度均与土壤入渗特征呈显著性相关,土壤理化性质对土壤入渗的综合影响作用决定了土壤入渗速率的大小。用环刀法观测表层土壤的入渗过程,通过比较发现,初始和稳定入渗速率均表现为青海云杉(7.17mm/min,5.12mm/min)祁连圆柏(2.33mm/min,1.30mm/min)亚高山灌丛(1.91mm/min,1.01mm/min)亚高山草地(1.89mm/min,0.77mm/min)干草原(1.41mm/min,0.44mm/min),整体表现为乔木林地灌木林地草地。用变异系数衡量土壤理化性质和入渗率的空间变异性,结果表明,5种植被土壤的理化性质表现出不同程度的变异,土壤的入渗率均表现出较大的空间变异性。青海云杉林地的土壤入渗率明显大于其他4种植被类型,在本研究区的水源涵养上起到至关重要的作用。     

典型麻竹林土壤植硅体碳的空间异质性特征

土壤植硅体碳(Phytolith Occluded Organic Carbon,Phyt OC)是土壤稳定性碳库的重要来源之一,对于增强土壤碳汇,维持全球CO2平衡具有重要意义。为了了解土壤植硅体碳的空间分布,基于地统计学方法,结合Arc GIS 10.0空间分析软件,分析典型麻竹主产区——福建南靖县麻竹林不同土层的土壤植硅体碳的空间变异性。结果表明:南靖县麻竹土壤植硅体碳平均含量介于0.30~0.75g kg-1之间,变异系数介于80.38%~87.46%,表现为中等程度的变异性;地统计分析得出块基比介于8.7%~74.9%,有较强的空间自相关性,且参数比均较小,模型拟合度较好;0~100 cm土层土壤植硅体碳平均储量为4.23 t hm-2;土壤植硅体碳含量随土壤剖面深度的增加而降低,土壤植硅体碳、土壤植硅体和土壤全硅的空间分布图较为相似,它们之间也呈极显著正相关关系(p0.01)。样地的竹林年龄与表层的土壤植硅体碳呈现显著正相关关系(p0.05)。样地的海拔与表层的土壤植硅体碳呈现显著负相关关系(p0.05)。     

于田绿洲盐渍土主要参数的空间异质性分析

通过对盐渍土主要参数的空间异质性进行分析,反映出绿洲地区各种不同的程度的土壤盐渍化的空间分布。借助地统计学、经典统计学方法,同时结合野外的实测数据,对于田绿洲2013年表层盐渍土(0~10 cm)的电导率、含盐量、p H、含水量的空间异质性进行分析。对研究区的土壤盐渍化监测采样控制在95%的置信水平、15%的相对误差的范围内。研究表明:(1)于田绿洲为重盐土类型,其均值达到7.02 g kg-1,同时表层土壤电导率,含盐量和含水量均表现为较强空间变异性。(2)表层土壤电导率、含水量和含盐量以及p H均表现出由结构性因素引起空间变异。(3)通过插值结果可以看出土壤含盐量、电导率和土壤含水量均表现为绿洲外围高于绿洲内部的空间分布,同时土壤含盐量电导率和p H值三者之间呈明显的正相关。通过分析土壤空间变异性,有利于快速诊断土壤盐渍化,也能够为提升土地的利用效率以及农田的管理提出决策的依据。     

木论喀斯特自然保护区表层土壤矿物质的空间异质性

为了探明喀斯特峰丛洼地土壤矿物质的分布规律,为喀斯特地区植被恢复和生态重建提供参考,该研究基于动态监测样地（200 m × 100 m）的网格取样分析,采用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特木论自然保护区典型峰丛洼地表层（0~20 cm）土壤矿物质（SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3、MnO）的空间异质性.结果表明,研究区土壤6种矿物质含量的差异及变异系数均较大,SiO2和Al2O3占了土壤矿物质总量的89.53%。不同矿物质具有不同的空间结构和最佳拟合模型,SiO2和MnO呈中等空间自相关,变程长,空间连续性较好,Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO的空间自相关强烈,变程较短。CaO和MgO的Kriging等值线图相似,SiO2反之,Fe2O3和Al2O3呈相似分布,MnO的分布均匀。地形、微地貌、降雨、人为干扰特别是植被是土壤矿物质空间异质性的主要影响因素,增加植物多样性和覆盖度能有效改善和合理利用喀斯特土壤矿物质资源。     

采伐干扰对华北落叶松林下土壤水分、pH和全氮空间变异的影响

以关帝山华北落叶松林下土壤为研究对象,选择采伐干扰样地A(人工间伐)和未采伐干扰样地B,采用地统计学小支撑、多样点的布点采样设计;用根钻法(直径Φ=7.0 cm)分别采取0~10、10~20、20~30 cm三层土壤样品。分析测定了土壤含水量、pH和全氮含量,采用传统统计和地统计学变异函数相结合的方法进行数据分析。结果表明:(1)采伐干扰样地A,土壤含水量降低,土壤含水量的变异减小。0~10 cm土层,未采伐干扰样地B,土壤含水量呈现强的异质性(C0+C=12.12),空间变异特征较复杂(分维数D=1.944);采伐干扰样地A异质性程度降低(C0+C=10.39),在较小尺度(0.5~12.9 m)上表现出空间自相关变异。(2)未采伐干扰样地B土壤pH为6.69,采伐干扰样地A土壤pH升高(6.86);采伐后土壤pH空间自相关变异减少,随机性变异增强。(3)未采伐干扰样地B土壤全氮含量(0~30 cm)均值为0.106 g kg-1,采伐干扰样地A(0.022 g kg-1)土壤全氮含量显著降低。未采伐干扰样地B土壤全氮的空间异质性特征明显,主要呈现较小尺度的空间自相关变异;采伐干扰样地A土壤全氮异质性强度明显降低,而空间变异尺度加大。土壤含水量、pH和全氮含量空间异质性的垂直分异均表现为随土层深度的增加而减小。     

攀西植烟土壤有机质和全氮空间变异性研究

采用地统计学和GIS技术,研究攀西植烟土壤有机质和全氮空间变异特征及其影响因素,为烤烟种植规划及平衡施肥提供依据。结果表明,研究区植烟土壤有机质和全氮含量变化范围分别为5.00～59.63g.kg-1和0.40～3.16g.kg-1,变异系数分别为38.66%和39.26%,均具有中等程度的空间变异性。半方差分析表明,土壤有机质的块金系数为0.578,具有中等程度的空间相关性,其空间变异性受土壤类型、地形条件等结构因素和施肥、管理水平等随机因素的共同影响;土壤全氮的块金系数为0.221,具有较强的空间相关性,其空间变异性受土壤类型、地形条件等结构因素的影响。空间插值结果得出,北部有机质含量高于南部,东部全氮含量则略高于西部;研究区内有24.57%的区域土壤有机质处于较低水平,39.72%的区域土壤全氮含量属于较丰富水平。不同县域应针对各自不同海拔和土壤类型的养分现状,合理调控有机肥和氮肥的施用。