苏南典型地区土壤颗粒的空间变异特征

在地统计学和GIS的支持下,以半方差函数为基本工具,分析了苏南典型地区耕层土壤颗粒的空间变异特征,并运用块段普通克立格法(BlockKriging)进行最优无偏线性插值,制作了不同粒径土壤颗粒的空间分布图。结果表明,研究区域不同粒径土壤颗粒在较大的范围内存在着空间相关性,砂粒和粉砂的空间相关距离达到243km,粘粒也达到81km;不同粒径土壤颗粒由结构性因素引起的空间变异性达到70%以上,反映了土壤颗粒在研究区域内具有较强的空间自相关性。Kriging插值结果更直观地反映了研究区域土壤颗粒的空间变异特征。     

沙地植被恢复过程土壤颗粒组成变化及其空间变异特征

对不同沙漠化程度的6个群落样地的土壤取样.采用水洗法和吸管法分析了土壤颗粒组成.结果表明:在严重沙漠化的土地上,土壤颗粒组成以0.25～0.10 mm的细砂和0.50～0.25 mm的中砂等粗粒成分为主,分别为77.62%和19.02%,且细砂富集作用明显,富集系数达到了1.25;而0.10～0.05 mm的极细砂和<0.05 mm的粘粉粒等细粒成分存在贫化作用,含量极低,分别为1.65%和1.67%.土壤颗粒组成的这种特征是沙漠化过程土壤各级颗粒受到强烈分选、土壤组成粗粒化的反映.沙地植被恢复过程土壤颗粒组成变化的主要表现是粘粉粒和极细砂富集作用强烈,富集系数达到了3.06和2.75,含量明显上升,分别为16.27%和27.38%,空间变异程度降低,细砂和中砂含量则显著降低.富集系数和变异系数能够指示和表征群落生态过程持续的强度和扩展的范围.     

荒漠草原风蚀地表颗粒空间异质特征

[目的]研究希拉穆仁荒漠草原地区风蚀地表颗粒的空间异质特征,对研判风蚀地表退化程度,进而合理保护与利用该区草地资源提供支持。[方法]利用数字图像处理技术,获取了希拉穆仁荒漠草原坡面表层土壤颗粒组成信息,结合经典统计学和地统计方法,研究易风蚀颗粒(0.42mm)、中等颗粒(0.42~0.84mm)、不易风蚀颗粒(0.84mm)的空间分布格局。[结果]荒漠草原地表颗粒含量组成表现为:不易风蚀颗粒中等颗粒易风蚀颗粒;颗粒变异系数变化范围为11.23%~38.17%,属中等程度变异。3种颗粒最优半方差函数模型分别为指数、球状、球状模型;Kriging插值结果显示坡顶土壤颗粒组成最粗,自坡顶向下表现出变细的趋势;南坡与西南坡土壤粗化最严重,粗化程度由重到轻依次为:南(S)西南(SW)西北(NW)西(W)东南(SE)北(N)东北(NE)东(E)。[结论]研究区土壤颗粒具有强烈的空间自相关性,土壤颗粒组成空间变异性主要由结构性因素引起,人为干扰也产生了一定影响。     

广东坡地红壤颗粒组成状况的研究：II.土壤颗粒组成的空间 …

讨论了广东坡地红壤类土壤颗粒组成的空间分异现象,阐述了岩性,地形条件,水文动力学对颗粒组成空间分布的影响,指出地形条件,水动力学作用对广东坡对红壤类土壤颗粒组成的影响,在很大程度上由广东所处区域的生物气候条件决定的。     

夏尔希里地区土壤重金属含量特征及空间变异分析

以夏尔希里地区为研究区,对土壤样品中Co,Cr,Cu,Mn,Ni共5种重金属的含量特征和空间分异规律进行了研究,采用单因子和内罗梅法分析土壤重金属的污染程度,并利用地统计学方法分析研究区土壤重金属的空间分异特征等。结果表明:研究区5种土壤重金属含量为:Mn > Cr > Cu > Ni > Co,5种重金属和有机质均属于中等变异强度;相关性分析结果显示:Co与Cu,Mn呈现显著相关;Cr与Cu,Ni有显著正相关;有机质与Cr,Mn,Cu,Ni均呈现正相关;重金属含量空间分异特征整体表现为绿洲区 > 荒漠区 > 山地森林区;重金属污染评价结果为:Co和Mn属于轻污染,Cr和Ni处于警戒线,属于尚清洁状态。     

农田土壤颗粒组成及其剖面分层的空间变异分析

对60m55m的农田尺度上100个取样点土壤颗粒组成及剖面层次的空间变异性的传统统计分析表明,各属性的变异系数属中等强度。半方差函数模型均为球状模型,各属性具有一定的空间相关性,并表现有一定的各向异性。在对土壤颗粒组成及剖面层次空间分布趋势分析的基础上,根据半方差函数模型,对各属性选择不同趋势和异向性的普通Kriging内插值比较的结果表明,考虑变量在空间分布趋势和异向性的插值结果比不考虑要好。在以上分析基础上,利用Kriging内插值绘制各层深度和颗粒组成的等值线图,并分析了其空间分布规律。     

长江三角洲地区土壤盐酸可提取态重金属含量的空间变异特征

以江苏昆山市为典型区,对长三角地区土壤盐酸可提取态重金属含量的结构特征进行分析,得出该区盐酸可提取态重金属的空间分布格局并揭示了引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明：昆山市盐酸可提取态Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg属强变异,Ni和Co为中等变异。半方差函数模型拟合表明所有盐酸可提取态重金属元素均符合球状模型,8种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性。采用Kriging最优内插法得到了盐酸可提取态重金属含量的空间分布格局,表明土壤盐酸可提取态重金属含量与工业活动、污水灌溉和大气降尘密切相关。通过主成分分析与地统计学相结合的方法,得出该区盐酸可提取态重金属由4个主成分构成,第一主成分为Cd、Cu、Pb、Cr和Zn,决定这一成分的主要因素为工业污水灌溉、大气降尘和元素地球化学特征;第二主成分为Ni,决定这一成分的主要因素为土壤内部因子;第三主成分为Hg,该成分主要受工业点源污染的影响;第四主成分为Co,该成分可能主要受地形影响。     

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。     

人工模拟降雨条件下紫色土陡坡地土壤颗粒分布空间变异特征

土壤颗粒分布特征作为土壤物理性质的基本组成部分,对土壤中水分运移、溶质迁移等土壤物理过程有着重要的作用,同时也是影响土壤侵蚀过程的主要因素之一。紫色土作为一种侵蚀型高生产力的岩性土壤,当其分布于三峡库区大于25°陡坡地时,成为了该地区水土流失的重要物质来源。为了分析降雨强度对紫色土陡坡地土壤颗粒分布空间变异的影响,该文研究了25°径流小区在不同人工模拟降雨条件下(0.285,0.978,1.737mm/min)紫色土土壤机械组成和团聚体稳定性的空间变异特征,结果表明:(1)25°陡坡地土壤机械组成在各个降雨强度下,空间分布特征都表现为小区上坡位置粘粒和粉粒含量减少,砂粒含量增加;中坡粘粒及粉粒含量增加,砂粒含量减少;下坡粘粒及砂粒含量增加,粉粒含量减少的特征。但是土壤机械组成各组分随雨强的变化,各自的含量表现出不同程度的增加或减少幅度。(2)陡坡地中0.25mm水稳性土壤团聚体含量(WAS0.25)、2mm和0.25mm团聚体分散度(P2、P0.25)的变化特征与降雨强度有密切关系,但是其空间差异性变化不明显。在不同降雨强度影响下WAS0.25的减小幅度在6.7%～16.87%中变化,而P2和P0.25各自的增幅则分别达到了1.94%～5.45%和4.46%～15.45%。通过对陡坡地径流小区紫色土土壤颗粒分布在降雨作用下的空间变异特征研究,为坡面土壤颗粒侵蚀-迁移-沉积这一微观过程的宏观反映提供了一定的理论依据,同时也为三峡库区紫色土25°陡坡地水土流失的防治提供相应的理论基础。     

水曲柳人工林土壤养分的空间异质性研究

采用地统计学的变异函数分析方法,定量研究了14年生水曲柳人工林表层土壤（0～10cm）养分的空间异质性特征。结果表明：（1）土壤有效磷、全钾和速效钾变异函数曲线的理论模型符合指数模型,土壤pH值符合球状模型,土壤全氮、水解氮和全磷的理论模型符合指数模型或球状模型;（2）土壤养分各项指标的空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上（空间结构比均在25％以上）;（3）土壤pH值的空间自相关范围最大（2．27～4．46m）,土壤全磷的自相关范围（0.73～0．97m）小于全钾和全氮（分别为1．02～1．05m和0．90～1．18m）,土壤有效磷的自相关范围（0.90～1．20m）小于速效钾（0.95～2．86m）和水解氮（1．41～4．25m）,速效养分的自相关范围均大于或近似等于相应养分的全量养分。（4）土壤pH值、氮、磷和钾素的空间格局明显,土壤pH值、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾的分数维分别为1．789～1．862,1．217～1．952,1．838～1．927．1．878～1．935,1．899～1．944,1．936～1．965,1．907～1．963。     

天然杨桦次生林表层土壤水分与枯落物的空间异质性

枯落物作为水分调节的作用层,对森林生态系统的水分循环起着重要作用。采用地统计理论和方法对天然杨桦次生林的表层土壤水分和不同分解程度的枯落物空间异质性进行分析。结果表明,表层土壤水分、枯落物未分解层、半分解层和已分解层的空间变异均以指数理论模型的拟合效果较好,其结构比分别为88.3%,66.6%,89.2%和57.79%,未分解层和已分解层具有中等强度的空间相关性,表层土壤水分与半分解层具有强烈的空间相关性。分形维数显示表层土壤水分和枯落物层的空间分布格局无显著的各向异质性结构特征。从全方位的分形维数来看,表层土壤水分的分形维数为1.918;枯落物半分解层的分形维数最大,为1.967,明显与其他枯落物层不同;未分解和已分解层分形维数相对较小,分别为1.925和1.928。从空间分布格局来看,半分解层呈明显的斑块状分布,东-西和南-北方向均无明显差异;表层土壤水分、未分解层和已分解层空间分布较为连续,且具有相似性,空间分布在东-西方向上差异明显,南-北方向上差异较小。     

海伦黑土有机碳和速效养分空间异质性分析

应用地统计学的方法结合GIS空间分析技术,对海伦市黑土农田区域采集的65个耕层(0~20cm)土壤样本进行了数据处理,并对其全碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量的空间分异特征进行了研究和探讨。结果表明,海伦黑土全碳、碱解氮和速效钾半变量函数曲线的理论模型符合高斯模型,速效磷的理论最佳模型为球状模型。全碳、碱解氮和速效磷表现为中度空间相关,其空间变异受结构性因子和随机因子的影响各占一半。速效钾属于高度空间相关,其变化主要受结构性因子的影响。土壤全碳与碱解氮具有显著的正相关,二者在空间分布上吻合度较高。全碳和碱解氮都与速效钾呈显著负相关。地统计学分析土壤养分的空间变异特征和1978年海伦县自然资源综合考察对黑土农田土壤肥力调查的结果具有相同的异质性。利用地统计学分析的方法,对区域农业生产合理布局、综合治理水土流失都具有重要的意义。     

新疆克里雅绿洲土壤盐分、pH和盐基离子空间异质性分析

以克里雅绿洲盐渍化土壤为研究对象,以野外调查与实地数据为基础,采用空间自相关分析与径向基函数插值法,定量分析了克里雅绿洲土壤的含盐量、pH及盐基离子的空间异质特征。结果表明:绿洲盐渍土表聚性强、呈碱性,土壤含盐量从南至北呈现逐渐增大趋势。土壤含盐量、Na~+、Ca(2+)、K~+、Mg2~+、Cl–、SO_4~(2-)均属于强空间变异,HCO_3~–属于中等强度的空间变异,而pH属极弱变异。土壤盐分含量、pH和盐基离子的Moran’s I指数均通过了显著性检验,研究区土壤含盐量、p H与盐基离子在空间上呈现低聚集性。Pearson相关性分析结果显示,土壤盐分含量与Na~+、K~+、Cl~–和SO_4~(2-)含量具有强正相关性(P0.01),与Ca~(2+)和Mg~(2+)含量中等程度正相关(P0.05);土壤pH与土壤含盐量及盐基离子含量极弱相关。该研究结果可为绿洲水资源合理开发与农业可持续发展提供科学依据,同时可作为盐渍土改良和沙漠化防治等环保工作的决策支撑。     

渝西丘陵区土壤速效钾空间异质性及影响因素

土壤养分空间分布规律的研究对于土壤养分分区管理、基本农田建设等有重要意义。以渝西丘陵区的潼南国家农业科技园核心区为研究对象,结合普通克里格法和聚类分析法对研究区土壤速效钾(Readily available potassium,AK)的水平和垂直空间异质性进行研究。结果表明,(1)0～20、20～40和40～60cm土层AK平均含量分别为111.6、96.1和90.2 mg·kg^–1,为中等-缺乏水平;各土层变异系数均属中等变异。(2)0～20和20～40 cm土层AK的全局莫兰指数(Global Moran’s I)均为负值,存在空间孤立;40～60 cm为正值,存在空间集聚。(3)0～20和20～40 cm土层最优模型为高斯模型,40～60 cm土层为球形模型。0～20和40～60 cm土层AK空间变异以随机因素变异为主,20～40 cm土层是结构因素和随机因素共同造成的。(4)0～20cm土层AK高值区集中于研究区中部,低值区分布较为随机。20～40和40～60 cm土层AK分布趋势相似,高值区集中于东南部,低值区集中于东北部。AK垂直空间分布表现为三种类型...     

巢湖流域土地利用程度变化及其空间异质性分析

基于GIS和遥感平台提取巢湖流域范围,分析了2000-2013近15年来的巢湖流域土地利用程度及其空间异质性特征。研究表明:①近15年来,巢湖流域的土地利用结构变化较大,呈现"三减一增"的变化趋势,即林地、农地和水体呈下降趋势,建设用地呈上升趋势,其中,农地面积下降明显,建设用地面积增幅较大;②土地利用程度变化两极分化,弱土地利用程度显著下降,强土地利用程度明显增加。分析表明,2000—2013年的近15年间,弱和较弱土地利用程度的流域面积下降3 429 km~2,占总流域面积24.61%;较强和强土地利用程度的流域面积上升729 km~2,占总流域面积5.23%;③土地利用程度空间异质性分析表明,2000年和2013年巢湖流域土地利用程度全局空间自相关的Moran's I值分别为0.802 2和0.753 9,呈显著的正相关关系,表明巢湖流域土地利用程度不是无序的,而是具有明显的空间集聚性;局部空间自相关分析表明,LISA图显示土地利用程度的高高值区主要集聚在以合肥市区为核心的周围,低低值区主要集聚在以西南部的大别山森林地区和中部巢湖及沿湖周边。     

Spatial variability of topsoils and vegetation in a grazed steppe ecosystem in Inner Mongolia (PR China)

It is not clear from the literature how the spatial distribution of topsoil and vegetation properties is affected by grazing cessation. Thus, the objective of this study was to elucidate if long‐term grazing exclosure increases spatial heterogeneity of topsoil and vegetation properties in a steppe ecosystem in NE China. Variograms and crossvariograms were calculated for bulk density, organic carbon (OC), total N, and total S concentration, δ¹³C, pH, Ah horizon thickness, vegetation cover, and aboveground biomass. Five sites with different grazing intensities (ungrazed since 1979, ungrazed since 1999, winter grazing, continuously grazed, heavily grazed) were sampled with two different grid sizes, allowing the exploration of scale effects. Small grids (15 m spacing, 5 m nested sampling) exhibited a different spatial structure compared to large grids (50 m spacing, 10 m nested sampling). Spatial distribution in small grids changed with grazing intensity. Generally, heterogeneity of topsoil properties increased with decreasing grazing intensity from a homogeneous to a patchy distribution. We attribute this to vegetation recovery/succession and deposition of windblown material in ungrazed areas. The plot ungrazed since 1999 showed different spatial dependencies than continuously and heavily grazed plots, but has not yet reached the high variability of the plot which was ungrazed since 1979. Large grid sampling did not detect small‐scale variability or grazing impacts, but showed spatial dependencies that were attributed to topography or soil erosion/deposition. Low OC concentration and low Ah thickness were associated with hilltop and shoulder positions, resulting in lower OC stocks at these topographic units.     

黏土颗粒表面分维模型的构建及其应用

构建了黏土颗粒物表面分维数学模型,并以高精度数字光学显微系统为基础,测算了部分黏土样品的颗粒表面分维,结果验证了表面分维数学模型的合理性,形成了一套简约的黏土颗粒表面分维分析方法。     

云南耕地土壤硒含量空间分布及其影响因素研究

为了解云南耕地土壤硒含量状况,采集了640个云南代表性耕地表层土壤样品,对土壤硒含量空间分布特征及其影响因素进行研究。结果表明:(1)云南省耕地土壤硒总量变幅在0.05～7.12 mg/kg,平均含量为0.51 mg/kg,达到富硒水平;(2)不同成土母质发育的土壤硒含量差异较大,基型结晶盐类的玄武岩等发育的土壤硒含量最高,平均为0.77 mg/kg;(3)土壤类型对硒的含量影响明显,其中棕壤硒含量平均为1.24mg/kg,显著高于其他土壤类型,石灰(岩)土硒含量最低仅为0.21mg/kg;从行政区看位于滇东的曲靖市和昭通市土壤硒平均含量明显高于其他州市;(4)相关分析表明,土壤硒含量与土壤p H之间的相关性均没有达到显著水平;而土壤硒含量与土壤有机质呈极显著的正相关性(r=0.110,P <0.001),说明有机质影响土壤硒的含量。