黄土丘陵区林草景观界面土壤养分分布特征和空间变异性研究

通过对泾河流域林草景观界面的土壤养分测定,分析比较界面中养分的分布特征及空间变异性。结果表明:该流域内的土壤养分分布不平衡,除钾素含量(22.977～25.183 g.k-g1)富足外,其他养分含量都很低;林地内养分含量高于草地(有机质含量高16.310%;水解氮含量高19.570%),在界面上养分变化较大,林内和草地内养分变化较小;界面上养分时空差异不明显,而层次之间差异显著。无论是林地还是草地,土壤各养分的变化是确定性变异和随机性变异共同作用的结果,且确定性的变化规律往往控制一定范围内土壤养分的变化和分布。     

伊犁绢蒿荒漠草地土壤养分和植被指数的空间异质性研究

[目的]土壤养分与植被分布格局之间的关系.[方法]应用地统计学方法,研究伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地土壤养分与植被指数的空间异质性.[结果](1)绢蒿荒漠土壤碱解氮、速效钾含量空间自相关性较差,而有机质、全磷、速效磷、全钾、全氮、植被指数(NDVI)自相关性较好.(2)通过半方差分析各项目都能用很好的模型来拟合,有机质符合线形模型,全钾、全磷、全氮、速效磷、碱解氮、速效钾和植被指数均符合高斯模型.(3)土壤养分元素和植被指数的变程在23.58～110 m,相差比较大.[结论]通过普通克立格插值,绘制了植被指数与土壤有机质和土壤养分的等值线分布图.对绢蒿蒿类荒漠草地土壤养分与植被指数空间异质性分析有助于分析植被指数的空间异质化程度与土壤元素伊犁(OM,N、P、K)空间异质化的相关性.     

基于GIS和FCM的宁乡植烟土壤养分管理分区

采用GPS、地统计学和模糊c均值聚类相结合的方法,对湖南省宁乡植烟土壤主要养分的空间变异特征和管理分区进行研究。结果表明,宁乡植烟土壤主要养分指标均为中等程度变异,有机质、有效磷和速效钾3项指标的块金效应在25%~75%之间,表明研究区域该3项养分指标是由结构性因素和随机因素共同作用的结果;碱解氮的块金效应75%,表明研究区土壤碱解氮主要由随机性因素决定。土壤有机质为高水平,碱解氮和速效钾均为中等水平,有效磷为极高水平,研究区大部分区域有机质、碱解氮、有效磷为中等至极高,但约有40%的面积土壤速效钾缺乏。宁乡烟区可划分为3个养分管理分区,分区间有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量差异极显著。     

柴达木盆地不同居群白刺土壤养分空间变异性

在青海柴达木盆地选择6个重要的唐古特白刺(Nitraria tangutorum)分布区域,通过测定不同白刺居群的土壤pH、有机质（OM）、全氮(N)、全磷（P）、全钾(K)、碱解N、有效P和速效K含量,对比不同白刺居群间的土壤养分差异,分析其空间变异性以及与地理位置的相关关系。结果表明:1）土壤养分含量存在显著空间变异性,土层深度对土壤养分含量有显著影响,但各养分指标含量随土层深度变化规律不明显。2）3个土层深度（0~15 cm,15~30 cm,30~45 cm）土壤pH、OM、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K含量平均值变化范围分别是:8.37~9.21、3.34~20.68、0.18~1.21、0.35~0.75、16.12~22.04、5.13~553.28、1.10~52.54 g·kg^-1和103.83~562.28 mg·kg^-1。3）3个土层深度的各土壤养分含量平均值之间相关性分析结果表明,土壤养分含量之间存在不同程度的相关性。4）3个土层的土壤OM和全N含量纬度、经度和海拔分别呈显著正相关、负相关和负相关,表层土壤（0~15 cm）有效P和速效K含量与纬度、经度和海拔分别呈显著正相关、负相关和负相关,经度和海拔还显著影响30~45 cm深土壤速效K含量。此外,综合分析各养分含量发现怀头他拉镇白刺居群土壤肥力最高,而茶卡镇和乌兰柯柯镇肥力相对较低。     

丹江口库区土壤养分状况及空间变异性研究——以丹江口市小茯苓村小流域为例

采用传统统计学和地统计学相结合的方法,对南水北调工程丹江口库区丹江口市小茯苓村面积约6km~2的小流域耕层土壤养分状况空间变异性进行了分析和研究.结果表明,土壤N、P、Zn普遍缺乏,是目前土壤培肥的重点.不同土壤养分含量的变异情况存在较大差异,其中土壤有机质、速效P、有效Cu、Mn、Fe测试值变异较大,而pH值的测试值变异较小.不同土壤养分的空间变异结构存在较大差异,土壤全K、缓效K、速效N、速效P、速效K、有效Zn含量空间变异结构差,其含量渐变性分布规律差;有机质、全N、全P、有效Cu、Mn、Fe,pH值等的空间变异结构明显,呈较明显的渐变性分布规律,其最大相关距离在596m以上.     

大荔枣园土壤养分空间分布及土壤肥力综合评价

为探究大荔县冬枣产区土壤肥力状况,采集了303个有代表性枣园土壤样品,测定了土壤pH、有机质、硝态N、铵态N、碱解N、有效P、速效K、有效Fe、有效Mn、有效Zn、有效Cu等指标,用ArcGIS软件绘制了土壤有机质和速效N、P、K的空间分布图,并应用主成分分析方法对枣园土壤肥力状况进行了综合评价。结果表明,pH值在各个采样点间的变异性较小,其余土壤肥力指标都存在着较大的变异,并且偏度和峰度>0,属于右偏态尖峰型;整体来看,大荔枣园土壤pH偏碱性,碱解N含量较为丰富,有效P含量中等偏低,速效K含量极其丰富,有机质含量较为缺乏。空间分布规律表现为土壤碱解N、有机质规律一致,东北区域低、其他区域高;有效P含量北部高南部低;除东北部少数区域外,土壤速效K含量普遍达到丰富或极丰富水平。主成分分析显示,有机质、速效K、有效Fe和有效P是影响冬枣园土壤肥力最主要的因素,通过对各乡镇的综合得分均值进行比较,发现各乡镇土壤得分高低与土壤养分空间分布结果相吻合。     

张家川县耕地土壤肥力评价及空间分布特征

通过对张家川县耕地土壤肥力指标的测定,采用主成分分析法评价土壤肥力质量、结合GIS分析各肥力指标及土壤综合肥力的空间变异性。结果表明：研究区耕地呈碱性,恭门镇南部地区碱性较强;有机质含量中等,闫家乡有机质含量最丰富为1279.79 mg/kg;全氮含量较丰富而速效氮缺乏,均呈现从西到东逐渐升高的空间分布;速效钾、有效磷的含量丰富,呈现东高西低、南低北高的分布趋势。主成分分析结果表明张家川镇、恭门镇土壤速效养分供应能力强、但保肥能力较差;闫家乡土壤养分蓄积能力强。土壤综合肥力质量从高到低依次为闫家乡、张家川镇、恭门镇,呈现出东高西低的趋势。综上,研究区内土壤养分及综合肥力分布不均,需协调氮、磷、钾肥施用比例,做到“因地、因苗、因水、因时”分期精准施肥,促进肥效发挥。     

荒漠草原区土壤养分空间变异及评价

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,结合GIS技术,分析了宁夏红寺堡孙家滩园区（0～20 cm）土层土壤养分的空间变异特征,并运用普通克里格（Kriging）进行最优插值,制作了土壤碱解氮（AN）、速效钾（AK）、速效磷（AP）、全氮（TN）、全磷（TP）、有机质（OM）及pH的空间分布图.研究表明,速效磷变异系数最大为82％,pH变异系数最小为4％,变异系数由大到小依次为速效磷＞全磷＞全氮＞速效钾＞碱解氮＞有机质＞pH.各土壤养分都具有良好的半方差结构,pH、速效钾、全磷和有机质符合球状模型,碱解氮和速效磷符合线性模型,而全氮符合指数模型.在空间自相关范围上,全氮最大为37 750m,全磷最小为1 340 m.采用Kriging最优内插法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,各种土样养分都在一定程度上受地形、土壤类型、土地利用方式、施肥等因素的影响,且均表现出明显不同的分布规律,土壤综合肥力水平较低.该研究揭示了孙家滩园区土壤养分的空间分布规律,对于实施精准农业和草地的可持续利用具有积极意义.     

不同植被群落下土壤有机质和速效磷的小尺度空间变异

【目的】研究鄂尔多斯沙地不同植被群落对小尺度土壤养分空间变异的影响。【方法】通过对鄂尔多斯沙质荒漠化地区两种典型植被群落下的土壤以0.3 m等间距的网格取样（n=81）,对土壤有机质含量、土壤养分含量微尺度空间变异进行地统计学分析。【结果】本氏针茅群落下土壤有机质含量和有效磷的半方差函数呈线性模型，本氏针茅群落下表层土壤养分的空间变异特征受随机因素的影响较大，在调查范围内没有空间相关性。油蒿灌丛周围表层土壤的有机质和有效磷含量的半方差函数可用球状模型和指数模型来描述，表层有机质含量的独立间距为1.25 m，有效磷含量的独立间距为1.14 m，均与油蒿灌丛的冠幅相近，土壤有机质含量和有效磷含量具有强烈的空间自相关性。【结论】两种植被下的土壤有机质和有效磷含量的差异显著；在亚米采样尺度上，本氏针茅群落下土壤有机质、有效磷含量的空间变异较小，而油蒿灌丛群落下表层有机质、有效磷的分布具有明显的以灌丛群落为中心的同心圆结构，有较强的空间自相关性。     

近35年红壤稻区土壤肥力时空演变特征——以进贤县为例

【目的】明确红壤稻区典型县域农业生产中土壤养分的变化特征以及当前土壤肥力水平,为红壤稻田土壤培肥改良提供依据。【方法】通过数据收集和野外采样分析得到江西省进贤县1982年、2008年和2017年3个时期稻田耕层土壤属性的数据,统一选取土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为土壤综合肥力评价指标,首先对3个时期各项肥力指标进行常规统计和差异性分析,采用主成分分析找出不同时期肥力差异的关键因子并确定权重,通过隶属度函数得到各项肥力指标的隶属度值,将各项肥力指标的权重和隶属度值加乘得到土壤综合肥力指数,最后结合土壤各项肥力指标和综合肥力指数的GIS空间分布图探究该区域稻田土壤肥力时空演变特征。【结果】1982—2017年进贤县稻田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈不同程度的上升趋势,土壤pH呈下降趋势。1982、2008和2017年3个时期进贤县土壤pH的平均值分别为5.9、5.1、4.8,年均下降0.03个单位;35年来土壤pH整体由西部向东南和西北下降速率逐渐减低,2017年99%的稻田土壤处于酸性水平(4.5—5.5)。35年间稻田土壤有机质含量的平均值由28.1 g·kg     

样点数对县域土壤养分空间变异特征评价的影响

以广东省阳西县测土配方施肥耕地地力调查数据为基础,应用地统计学和GIS空间分析技术,对耕层土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾进行空间插值质量研究。结果表明:(1)土壤养分变异系数的顺序为速效钾>速效磷>有机质>全氮>pH,插值误差随土壤养分空间变异系数增大而增加。(2)插值精度随着插值样点数的增加而不断提高,土壤养分的预测值与实测值的相关系数逐渐增加。采样密度相同时,土壤养分的标准均方根误差(NRMSE)值由大到小的变化顺序是速效钾>有效磷>全氮>有机质>pH值。(3)对阳西县土壤养分空间变异情况进行评价时,土壤pH值和全氮采样时应以30～60 hm2耕地为一个采样单元;土壤有机质采样时应以20～30 hm2耕地为一个采样单元;土壤有效磷和速效钾采样时应最大以20 hm2耕地为一个采样单元。     

清水县耕层土壤主要养分空间分布与变异研究

基于ArcGIS软件的应用模块和地统计学方法,根据2008年清水县测土配方施肥项目的采样数据和地力评价项目的图件资料,研究了清水县耕层土壤主要养分的空间变异特征以及在不同乡镇和土类中的平均含量,生成了主要土壤养分的空间分布图.结果表明:清水县土壤有机质含量变异属于中等变异;由西向东呈现增加趋势;草甸土和沼泽土有机质含量最高,黄绵土有机质含量最低;全氮含量变异属于强变异;有效磷含量变异属于中等变异,有效磷整体含量较低,暗色草甸土有效磷含量最高,棕壤中有效磷含量最低;速效钾含量变异属于弱等变异,研究区域内各乡镇土壤速效钾含量差异不大,棕壤中速效钾含量最高,沼泽土速效钾含量最低.     

不同土地利用方式对土壤含水量、pH值及电导率的影响

以林芝地区八一镇5种植被类型下土壤为研究对象,研究其土壤剖面(0—50 cm)的含水量、pH值及电导率分布特征。结果表明,土地利用方式影响了土壤含水量、pH值和电导率在垂直剖面上的空间分布,尤其以表层(0—20 cm)土壤含水量和电导率受影响最为明显。草地土壤含水量表现出明显的“表聚”效应,即随着土层加深,含水量呈降低趋势。在区域空间上,土壤含水量和电导率具有较强的空间变异性,而土壤pH值的空间变异性较小。随着土层加深,各层土壤含水量和电导率之间的变异性逐渐减小。     

黄山市土壤主要养分含量空间分布特征及影响因素

该文以安徽省黄山市为研究对象,应用地统计学和GIS技术研究土壤养分(有机质、有效磷、速效钾)的空间分布特征及影响因子。结果表明:有机质和速效钾的变异系数均介于0.1~1之间,属中等变异,有效磷的变异系数1,属较强变异。地统计分析表明,3种土壤养分均呈现较强的空间自相关性,说明结构因素是其主导因素。普通Kriging插值结果表明,黄山市有机质含量从西南至东部逐渐减小,并呈片状分布。有效磷的空间分布为从南到北,由东至西逐渐减小。速效钾则呈现低值区片状分布,高值区斑块状分布的趋势。总体来说土壤类型、质地和坡度对养分均有显著影响。研究结果可为黄山市合理施肥,提高土壤肥力提供科学有效的依据。     

峡谷型喀斯特不同生态系统土壤养分及其生态化学计量特征

结合野外调查与室内分析,对峡谷型喀斯特水田(ST)、旱地(HD)、草地(CD)、灌丛(GC)、人工林(RGL)、次生林(CSL)6类生态系统进行研究,探讨不同生态系统土壤养分及其生态化学计量特征。结果表明:(1)除全钾含量外,6类生态系统土壤养分含量均随土层增加而减少,土壤pH与之相反;(2)与全球不同生态系统土壤的平均水平相比,峡谷型喀斯特不同生态系统的碳氮比、碳磷比、碳钾比、磷钾比和氮磷比均较低;(3)不同生态系统土壤养分含量差异显著,不同生态系统的化学计量差异也显著,土壤肥力的总体趋势为次生林人工林水田旱地灌丛草地。不同发展阶段、不同生态系统土壤养分的限制因子不同,应制定不同的管理和施肥措施,促进峡谷型喀斯特乃至整个西南喀斯特区域植被的迅速恢复和生态重建。     

喀斯特坡地土层厚度及养分含量空间分布特征

岩溶作用下,喀斯特坡地溶沟、溶槽普遍发育,岩土分布表现出极强的空间异质性,目前对土壤分布格局及其理化性质变异特征方面的认识还极其缺乏,这严重影响了该区有限水土资源的合理规划和高效利用。本研究通过在喀斯特坡地沿坡向上开挖12条土壤岩石样沟(长24 m,宽1 m),根据土岩结构和土层厚度将样沟分为浅薄土层、中层土层、深厚土层三种样沟类型,分别选取典型样沟,探讨了喀斯特坡地土层厚度及主要养分元素的空间格局特征。研究发现:喀斯特坡地土层厚度变异性较大,变异系数介于12.0%～85.3%之间,土层厚度介于0～430 cm之间。土壤肥力整体较低,综合肥力系数随土层深度增加逐渐减少,除0～10 cm深度土层土壤肥沃程度为一般外,10 cm以下土壤肥沃程度均属贫瘠,即说明土壤养分主要集中在表层,其中全氮、全磷、速效钾与土层深度呈显著负相关关系。本研究为喀斯特区坡地土壤格局及其成土过程积累了详细的野外调查数据,有关土层厚度空间格局及其养分随土深的变化规律能为该区生态服务功能提升、国土资源空间优化布局提供理论依据。     

The Heterogeneity and Its Influencing Factors of Soil Nutrients in Peak-Cluster Depression Areas of Karst Region

By selecting a typical peak-cluster depression area of karst region in Southwest China, we evaluated the effect of land use types and topographic factors on soil nutrients. Grid and line sampling methods were used to sample soil in depression and slope lands respectively, and classical statistical tools were applied to analyze the spatial variability character of soil organic carbon （SOC）, total nitrogen （TN）, total phosphorus （TP）, total potassium （TK）, available nitrogen （AN）, available phosphorus （AP）, available potassium （AK）, pH, and C/N. It was found that land use type was the dominant factor that effected the spatial heterogeneity of SOC, TN, TP, TK, AN, and AP. The content of SOC, TN, and AN decreased with the increase of land use intensity. Due to high fertilizer input, TP and AP in tillage fields were higher than those in the other land use types. TK had no obvious change trend among various land use types. Topographic factors had a significant effect on SOC, TN, TP, AN, AP, AK, and pH. Habitat factor was the dominant factor that effected AK. Altitude factor was the dominant factor for pH. However, all of these factors had no significant effect on C/N. Tillage practice had important effect on soil nutrients loss and soil degradation in the fragile karst ecosystem, and the input of organic manure should be increased in this region.     

豫中典型烟田土壤养分空间变异特征分析

利用地统计学方法研究了豫中植烟土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的空间变异规律。结果表明:4种土壤养分的空间结构模型均符合球状模型;土壤全氮的块金值/基台值25%,表现出强烈的空间相关性;有机质、速效磷和速效钾的块金值/基台值在30%~46%,表现出中等强度的空间相关性,空间自相关距离在274~556 m。利用Kriging法生成土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的空间分布图,为研究区域开展精准施肥提供了决策参考。     

基于Moran's I的菜地土壤属性空间分布格局分析

为探讨时空尺度下露天菜地及设施菜地种植模式对土壤属性空间分布格局的影响,采用Moran''s I空间分析方法,对安徽省肥东县2017年采集的375个表层土样数据、2016年的露天菜地数据及2019年的设施菜地数据之间的空间自相关性进行研究。结果表明：研究区内露天菜地种植时间越短,土壤全氮、速效钾的平均值越高,设施菜地种植时间越短,有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH 5种土壤属性平均值越高。除速效钾外,露天蔬菜的土壤有机质、全氮、有效磷、pH指标值均低于设施菜地。距离城镇越近,土壤有机质、全氮含量和pH越高。两种菜地分布密度与有机质、全氮空间分布呈高高空间正相关,与有效磷和速效钾呈低高空间负相关,与pH在土壤中呈高低空间负相关。研究结果表明,两种菜地土壤属性指标值因受到种植时间与城镇距离因素的影响而差异明显。因经济利益驱动,设施菜地种植时间较短但土壤养分累积较快。菜地分布密度对土壤属性空间分布格局影响明显,菜地种植与土壤酸化、养分累积具有一定的相关性。通过Moran''s I空间分析,可实现对蔬菜生产区域的管理,为进一步分析土壤属性扩散演化机制提供参考。     

山核桃林地土壤肥力状况及其空间分布特征

为探明山核桃Carya cathayensis产地土壤肥力质量状况和空间分布特征,指导林农合理施肥,选取杭州市临安区山核桃产区为研究区域,以土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾为研究对象,开展了该区土壤养分状况等级评价,并采用地统计学等空间分析方法对土壤养分空间分布特征进行研究。结果表明:研究区土壤pH值平均为pH 5.23,87%土壤pH值为pH 4~6,研究区土壤酸化严重。土壤有机质平均为31.6 g·kg-1,土壤碱解氮、有效磷、速效钾平均分别为155.40,14.04,85.73 mg·kg-1。根据《浙江土壤》肥力等级划分标准（1级土壤成分质量分数低,4级土壤成分质量分数高）可知:土壤有机质质量分数主要处于第3等级和第4等级,比例为54%。土壤碱解氮质量分数处在分级标准的第3等级且所占比例为76%。土壤速效钾大于50 mg·kg-1的区域占80%。相反,土壤有效磷不足,63%的土壤有效磷不足10 mg·kg-1,处在第1等级和第2等级标准,难以满足山核桃生长。土壤各养分变异系数为27.15%~141.03%,表明研究区林地土壤养分具有不同程度的变异性。空间分析结果显示:研究区土壤pH值和养分均具有明显的空间分布格局。山核桃产量高低不一,与土壤养分具有一定的空间对应关系。山核桃林地土壤严重酸化,土壤有机质、碱解氮和速效钾都比较充足,而大部分地区有效磷不足。