北京郊区土壤有机质含量的时空变异及其影响因素

【目的】揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素，为土壤肥力评价和管理提供指导。【方法】通过收集和实测北京南郊-大兴区1980、1990和2000年3个不同时期耕层土壤有机质含量的资料，应用地统计学方法对共进行分析。【结果】3个时期土壤有机质的平均含量分别为9.64、12.76和12.89 g·kg-1，它们的空间相关距离分别为80.5、59.2和49.0 km，呈递减趋势。大兴区土壤有机质含量空间分布呈北高南低之势。从1980年到2000年，有机质含量表现为由低向高逐级累积的规律，具体变化为有机质含量一级和二级的土地面积从无增加到分别占土地总面积的8.0%和14.3%，含量三级的土地面积从23.0%增加到37.1%，四级土地面积减少很少，约为2.19%，五级土地面积减少幅度最大，为50.4%。【结论】秸秆还田和施用有机肥是有机质含量普遍上升的原因，随着作物产量的不断提高，部分地区的有机质入不敷出，呈下降的趋势，应注意土壤的培肥管理。     

基于GIS的土壤有机质时空变异分析

为了研究城郊地区集约型土地利用方式对土壤性质的影响,以北京东郊的顺义区为例,利用GIS技术及地统计学对20世纪80年代土壤二次普查和2007年两期土壤有机质进行了空间分布特征的对比与分析研究。结果表明:经过20多年时间研究区土壤有机质含量整体呈上升趋势,东部与南部地区上升明显,两期土壤有机质空间分布特征总体一致,这种分布格局是自然和人为利用因素共同作用的结果。当地土地利用方式变化对土壤有机质产生正面影响,从精准农业角度出发研究结论对科学的农业管理措施具有指导性意义。     

30年间河北省曲周县土壤速效钾的时空变异 特征及其影响因素

【目的】速效钾是土壤肥力的重要指标之一,与作物产量和品质密切相关。最近10年随着农业结构调整,机械化程度不断提高,秸秆还田等技术的不断推广,迫切需要研究这些因素对土壤速效钾含量时空变化的影响,从而为土壤肥力评价和管理提供指导。【方法】通过野外调查、采样分析和资料搜集得到了河北省曲周县1980年、2000年和2010年3个不同时期耕层土壤速效钾含量的数据,首先对不同时期土壤速效钾含量进行了常规统计和正态性检验;然后应用地质统计学方法分析了不同时期耕层土壤速效钾含量的空间结构特征,结合GIS空间插值、叠置分析和面积统计功能研究了该区耕层土壤速效钾含量的时空变异特征;最后对各种影响因素（土壤质地、土壤类型和土地利用类型）下的土壤速效钾含量进行了方差分析。【结果】3个时期土壤速效钾的平均含量分别为167.1、90.0和87.7 mg•kg-1,2000年的平均含量比1980年减少了46.1%,2010年比2000年减少了2.6%。具体变化为：1980年速效钾含量为I级地（＞200 mg•kg-1）和II级地（150-200 mg•kg-1）的面积比例分别为5.2%和82.9%,而到2000年和2010年时基本减少到无。1980年III级地（100-150 mg•kg-1）的面积比例为11.9%,到2000年增加到22.3%,2010年进一步增加到31.2%。1980年时没有IV级地（50-100 mg•kg-1）,而2000年和2010年该等级面积比例最大,分别为78.7%和68%。1980年、2000年和2010年土壤速效钾的空间相关距离分别为8.1、2.8和9.8 km。前20年变程呈减小的趋势,而后10年变程呈增加的趋势,这是区域因素与随机因素共同作用的结果。不同质地土壤的速效钾含量顺序为：砂土＜砂壤＜轻壤＜中壤＜黏土。潮土的速效钾含量明显高于盐土。各种农用地中,林地的速效钾含量变化最大,1980年和2000年其含量最小,到2010年其含量最大。【结论】30年来曲周县土壤速效钾含量随时间的推移呈递减的趋势,前20年下降很快,后10年表现为总体略有下降,但局部有上升的趋势。土壤类型、土壤质地、土地利用类型和人为管理措施是其主要影响因素。秸秆还田和平衡施肥等措施对于保持和提升土壤速效钾含量起到了非常重要的作用,需进一步大力推广。     

五十年来宁波市耕作土壤有机质时空变异研究

为明确宁波市土壤有机质的长期变化情况,通过历史资料和近年实施测土配方施肥项目时所采集的5 704个土样,分析比较研究了五十年来宁波市耕作土壤有机质的时空变异特征。结果表明,宁波市耕作土壤有机质含量先从1958年第一次土壤普查时的22.4 g·kg-1极显著(P0.01)增加到1980年第二次土壤普查时的34.8 g·kg-1,增加了55%;但到2008年又极显著下降至31.0 g·kg-1,降低了10.9%。分析认为,耕作制度和施肥结构的改变是引起土壤有机质变化的主要原因。宁波市耕作土壤有机质在各土壤分布区中的变化趋势为水网平原丘陵山区河谷平原滨海平原,这主要与土壤耕作的历史长短、水文以及因海拔升高而引起的气候变化有关。     

北京市大兴区南部土壤有机质空间变异及其影响因素

以北京市大兴区南部平原为研究区,基于2 272个农用地土壤样点,采用地统计方法揭示表层土壤有机质空间分布特征,并利用方差分析法和缓冲区分析法探讨其影响因素。结果表明：研究区土壤有机质含量为（11.25±3.68） g·kg-1,变异系数为32.71%;基于指数模型的空间变异拟合效果最佳,变程为7.1 km,块金效应为7.02,存在中等强度的空间相关性,由结构因素引起的变异程度略强于随机因素。土壤有机质空间分布总体呈斑块状,高值区主要分布在中轻壤质上,低值区主要分布在砂质土。除居民点外,土壤质地、土壤类型、土地利用方式、设施农业用地和畜禽养殖等因子对研究区土壤有机质空间分布均具有显著影响,黏质、耕作强度大、蔬菜用地、距设施农业用地1 km以内和距畜禽养殖地1.4 km以内的土壤易于积累有机质。上述结果可为相似区域土壤有机质空间变异特征及其影响因子研究提供参考。     

祊河流域不同土地利用方式对土壤有机质的影响

土壤有机质是土壤肥力的重要指标.为分析祊河流域土地利用方式对土壤有机质的影响,选取林地、草地、耕地和园地4种土地利用方式,通过野外调查采样和室内试验分析相结合,采用单因素方差分析法进行土壤有机质含量的差异显著性检验,利用克里格插值法研究土壤有机质的空间分布特征.结果表明,(1)祊河流域林地、草地、耕地和园地4种土地利用方式下,0～20cm土层深度中,土壤有机质的平均含量为林地>草地>耕地>园地;0～40cm土层深度中,土壤有机质的含量随土壤深度的增加而降低;同一土层深度下土壤有机质的含量也具有一定差异.(2)祊河流域土壤有机质空间分布极不均匀,中西部和中东部土壤有机质含量多,中间地带土壤有机质含量少,北部土壤有机质含量最低,平坦地形下土地利用方式多为耕地、园地,土壤有机质含量较低;丘陵崎岖处土地利用方式多为草地、林地,土壤有机质含量较高.     

西藏尼洋河流域农田土壤团聚体及有机质分析

为促进尼洋河流域农业可持续发展,选取流域典型农田土壤为研究对象,分析不同土层土壤团聚体的分布规律及有机质含量的差异特征,对该流域土壤结构稳定性与保肥能力进行评价。结果表明:非水稳性团聚体,粒径2mm的团聚体数量表现为0~15cm土层高于15~30cm土层,粒径2mm的为15~30cm土层高于0~15cm土层;水稳性团聚体,粒径0.25mm的团聚体数量表现为0~15cm土层高于15~30cm土层,粒径0.25mm的为15~30cm土层高于0~15cm土层;土壤有机质含量表现为0~15cm土层高于15~30cm土层。回归分析发现,不同土层土壤团聚体数量与有机质含量呈正相关性,回归方程分别为y0~15cm=0.203x-4.877(R~2=0.458),y15~30cm=0.514x-11.133(R~2=0.434)。整体而言,尼洋河流域农田土壤结构稳定性及肥力相对较差,建议实施客土还田的同时对农业耕作结构进行适当调整,科学施肥。     

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。     

基于地统计学和GIS的湖北省土壤有机质空间变异性研究

基于湖北省157个土壤样品数据,分析土壤有机质含量特征,并应用地统计学和地理信息系统(GIS)技术研究其空间变异性,利用相关分析和回归分析探讨其变异性的影响因素。结果表明,湖北省土壤有机质含量为(23.04±6.39) g/kg,变异系数达27.73%,属中等程度变异;土壤有机质以高斯模型拟合最佳,块金比为0.33,呈中等程度空间自相关性,表明以结构变异为主。研究区土壤有机质含量总体上呈条带状分布,由鄂中向鄂西和鄂东增加,其中东西方向上变异性高于南北方向。研究区土壤有机质含量空间变异是地形、化学养分指标、土地利用类型、土壤质地等因素综合作用的结果,其中海拔、土壤质地分别解释了41.5%、22.1%的变异信息,是其主控因素。     

基于地统计学的山西省不同类型土壤有机质空间变异分析研究

为了展示山西省不同土壤类型条件下耕层土壤有机质含量的空间变异性以及影响因素,实现土壤肥力高效利用,进一步指导农业生产方式改良以及精准施肥。本研究以褐土、黄绵土、栗褐土、栗钙土四种山西省常见土壤类型进行研究,分别选取区位临近的县市采样,得到耕层土壤有机质含量数据,采用GIS与地统计学方法相结合的方法,研究不同土壤类型的土壤有机质含量的空间变异性,通过对比从三种函数模型(指数模型、球状模型、高斯模型)中选取最优拟合模型,并采用最优拟合模型进行插值制图以及趋势分析。结果表明,褐土平均有机质含量最高,其块金系数为25%,具有较强的空间结构性;黄绵土平均有机质含量最低,其块金系数为50%,具有中等强度的空间结构性;栗褐土平均有机质含量仅次于褐土,其块金系数为49%,具有中等强度的空间结构性;栗钙土平均有机质含量略低于栗褐土,其块金系数为32%,具有中等强度的空间结构性。由以上分析结果可以看出,土壤类型是土壤有机质含量空间变异的重要影响因素,除此之外,海拔、地形地貌、人为活动等因素同样对有机质空间变异会产生一定的影响。本研究可以为提高山西省土壤肥力、精准施肥、改良农业生产措施提供依据。     

浙江宁海农用地土壤有机质和土壤养分空间变异分析

研究农用地土壤有机质和养分的空间变异,为农田管理和测土施肥提供依据,减少农民不必要的成本投入,有利于生态环境保护。以浙江省宁海县为例,采用地理信息系统（GIS）空间分析、地统计学和Kriging插值方法对耕层土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾等4种养分要素的空间变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明：土壤有机质、全氮和速效钾变异函数曲线的理论模型符合指数模型,速效磷经对数转换后符合球状模型。土壤有机质、全氮、速效磷的块金值/基台值分别为50.5%,59.7%,50.5%,都具有中等的空间相关性,速效钾的块金值/基台值为77.3%,空间相关性较弱。利用Kriging插值方法,考虑趋势性各向异性,获得了各土壤养分质量分数的空间分布图,分析了空间分布规律,并对高程和土地利用类型对土壤养分空间分布影响进行了分析。研究区土壤养分的空间分布是自然和人为利用因素共同作用的结果。图4表4参7     

黄土丘陵区生物结皮条件下土壤有机质及氮素的累积特征

【目的】研究生物结皮条件下土壤有机质及不同形态氮素含量的变化,明确生物结皮养分积累及培肥土壤的作用,为其潜在的环境风险评价提供依据。【方法】采用野外调查结合室内分析的方法,调查黄土丘陵区不同发育年限生物结皮的样地,分层采集样地的土壤样品,同时以同一区域退耕1年以内的撂荒地为对照(CK),测定生物结皮层以及0~2,2~5,5~10cm土层有机质、全氮及碱解氮、硝态氮、铵态氮含量。【结果】1)生物结皮条件下,结皮层土壤全氮和有机质的积累过程可分为快速增长和趋于稳定2个阶段,这2个阶段以生物结皮发育13年为界限。结皮发育13年时,结皮层土壤全氮含量达到1.34g/kg,是对照的3.72倍;有机质含量为25.41g/kg,是对照的5.05倍。2)生物结皮明显增加了结皮层土壤碳氮比,结皮发育15年时,结皮层土壤的碳氮比最高,为11.8,但碳氮比与发育年限无关。3)结皮层土壤碱解氮含量及其占全氮的比例明显高于0~10cm土壤和对照,碱解氮含量在生物结皮发育15年时达到最大值(94.89mg/kg),是对照的6.51倍,之后趋于稳定。4)生物结皮增加了结皮层土壤硝态氮和铵态氮的含量以及硝铵比。【结论】生物结皮可以明显提高结皮层土壤氮素含量,增加土壤肥力,对土壤表层氮素积累有重要作用,与此同时,生物结皮也有可能增加氮素的流失风险。     

松嫩平原黑土区有机质空间分布特征及影响因素

为研究区域尺度土壤有机质分布特征及其影响因素,以松嫩平原黑土区中部为研究区,利用经典统计学、地统计学和多重分形结合方法,探究土壤有机质分布特征及其变异规律,通过方差分析法明确高程及土地利用类型对有机质含量影响程度。经典统计学分析表明,0～20和20～40 cm土层土壤有机质含量平均值分别为57.896和53.371 g·kg~(-1),处于较高水平,变异系数分别为0.462和0.498,均为中等变异;地统计学分析表明,0～20和20～40 cm土层土壤有机质块金系数分别为0.626和0.712,说明有机质均具有中等相关性,东北至西南方向和北向南方向土壤有机质均逐渐降低,高斯模型为不同土层土壤有机质最佳拟合模型;多重分形分析表明,0～20 cm土层有机质空间变异性略低于20～40 cm土层,低值决定其空间变异性;方差分析表明,高程越高土壤有机质含量越高,不同土地利用类型中有机质含量排序为:林地耕地草地。综合分析得出,有机质低值信息、高程以及土地利用类型对研究区土壤有机质影响较大。     

黄土高原沟壑区土壤养分空间变异及其与地形因子的相关性

【目的】研究黄土高原沟壑区土壤养分空间分布特征及变异规律,分析地形因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用与管理提供理论依据。【方法】运用地统计学和GIS技术相结合的方法,研究地处黄土高原沟壑区的安塞县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的空间变异特征,并利用数字高程模型(DEM)提取坡度、水平曲率、垂直曲率、地形湿度指数和河流动能指数等5个地形因子,分析土壤养分含量与这些地形因子之间的相关性。【结果】(1)土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种土壤养分的变异系数为14.14%～26.84%,块金效应值为16.45%～45.87%。(2)研究区西南部土壤养分含量较高,北部土壤养分含量相对较低。(3)坡度与有机质、碱解氮和有效磷含量呈显著或极显著负相关;水平曲率与有机质和速效钾含量呈显著负相关;地形湿度指数与有机质和速效钾含量呈显著正相关。【结论】安塞县土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾养分均具有中等变异性,速效钾具有很强的空间相关性;坡度较小、土壤水分较多、水土流失较轻微的地区,土壤养分含量较高;在施肥时,应增大研究区北部氮、磷的施用量。     

江苏省土壤有机质变异及其主要影响因素

土壤有机质在陆地生态系统中具有重要作用,是估算土壤碳储量、评价土壤肥力和质量的重要指标。从省域尺度上分析土壤有机质的分布和变异,及其影响因素,对节能减排和土壤的可持续利用具有重要的指导意义。以江苏省第二次土壤普查的1519个土壤剖面数据为基础,分析了江苏省表层(0-20 cm)土壤有机质分布、变异及其影响因素。结果表明,全省土壤有机质平均含量为(16.55±8.49) g/kg,变异系数为51.36%,属中等变异水平。不同土壤类型有机质含量差异较大,沼泽土最高,为31.60 g/kg,棕壤最低,为8.69 g/kg;自然土壤的有机质含量变异程度大于耕作土壤。年均温、年均降雨量、成土母质、土地利用、土壤质地和土壤pH对全省土壤有机质含量变异的综合能解释能力为52.6%。土壤质地和年均温是有机质含量变异的主要影响因素,土壤质地对其变异的影响大于年均温,二者能够独立解释其变异的32.0%和23.4%。     

汉中盆地耕地土壤有机质的空间特征

【目的】研究汉中盆地耕地土壤有机质的空间自相关性、空间变异特征以及空间分布规律。【方法】根据地貌特征,以位于汉中盆地中部的平坝区作为研究区,于2010-2011年共采集土样3 568个,测定土样有机质含量,对获得的有机质含量原始数据进行处理后,综合运用传统统计、地统计和地理信息系统技术,研究汉中盆地耕地土壤有机质空间特征。【结果】研究区耕地土壤有机质含量为7.20~38.00g/kg,平均值为21.53g/kg,变异系数为24.48%,属中等强度变异;研究区耕地土壤有机质为空间聚集式分布,呈显著的正空间自相关,空间自相关尺度为4.70km;耕地土壤有机质含量的块金系数为0.55,表现为中等强度空间相关性;研究区61.13%的耕地土壤有机质含量较高(≥20~<30g/kg),整体分布格局为西高东低、南高北低,其中自东北向西南方向土壤有机质含量呈增加趋势。【结论】研究区大部分耕地土壤有机质含量较高,能够满足农作物生长的需要。     

三江平原耕地土壤有机质时空分布特征——以富锦市为例

以2013年三江平原富锦市实地调查和采样数据,1981年国家第二次土壤普查数据和各种辅助图件为基础,运用地统计学、统计学和GIS技术等研究方法,分析三江平原富锦市农田耕层土壤有机质(SOM)空间分布特征,探讨其32年间SOM变化的规律。结果表明,2013年富锦市SOM含量平均值为42.1 g/kg,较1981年下降了18.6%;在空间上呈现出较为明显的东南高西北低的分布格局,属于中等强度空间相关,受结构性因子和随机因子的共同作用。按照国家第二次土壤普查时富锦市SOM分级标准,1981-2013年有85.9%的农田耕层SOM发生不同程度的变化,其中有50.5%面积得到了提升,有35.4%面积有所下降。     

盐渍化改造区土壤有机质变化与培肥系统研究

本文以曲周试验区为例,研究了盐渍土改造区土壤有机质演化的阶段性特征及系统培肥措施.盐生植被归还条件下,土壤有机质含量小于5 g*kg-1,近乎贫瘠.随着化肥用量的增加,作物生物产量增加,以根茬归还土壤,从而使土壤有机质含量提高到8～9 g*kg-1;加大秸秆还田量,土壤有机质含量可提高并维持在10～12 g*kg-1.20世纪90年代以后,随着高产作物品种的出现、生产条件的改善、物质投入的增加,作物产量明显提高,无论是以根茬还是秸秆还田都会增加还田量,使土壤有机质含量超过10 g*kg-1,有的达到了12.50 g*kg-1;农牧结合,以优质的有机物质归还土壤,使土壤有机质含量持续提高到15 g*kg-1以上.土壤培肥措施要适应土壤有机质在盐渍化改造区条件下的积累和演化的阶段性和农业-农村发展的阶段性.     

Distribution characteristics and influencing factors of soil organic carbon in alpine ecosystems on the Tibetan Plateau transect, China

The undisturbed regions along the Qinghai-Tibet Highway crossing the natural zones of montane desert, alpine meadow-steppe, and montane shrub-coniferous forest were chosen as the study areas. Soil samples were collected at 23 sites and the relations between the influencing factors and distribution of soil organic carbon (SOC) content were studied. The results indicated that the order of SOC content for the whole soil profile with different vegetations and in the horizontal direction was shown as below: forest>shrub>meadow>steppe>desert. All the SOC contents of the top 10 cm soil layers of forest, shrub and meadow vegetations, as well as that of the top 20 cm soil layers in steppe, in the vertical direction, were higher than those of corresponding lower soil layers. However, the SOC content in the desert soil was in accordance. The grey correlative analysis between the climatic factors and SOC content in the top soil show that precipitation was the dominant climatic factor affecting the distribution of SOC in the Tibetan Plateau transect. The influence of precipitation on the horizontal distribution of SOC decreased with the increase of precipitation in the horizontal direction. The vertical distribution of SOC along the soil profile was greatly affected by precipitation or the soil clay content in top soil layers, and was clearly influenced by soil silt content or sand content in lower soil layers, as well. The influences of both soil bulk density and soil pH on the vertical distribution of SOC along the soil profile gradually declined. The plant biomass was the most important biotic factors affecting the distribution of the SOC. __________ Translated from Journal of Zhejiang University (Agriculture & Life Sciences), 2007, 33(4): 443–449 [译自: 浙江大学学报(农业与生命科学版)]