县域耕地土壤养分时空变异特征研究

土壤养分空间变异研究是精准农业实施的前提,对提高粮食作物单位面积产量和保护农业生态环境具有重要作用。为掌握陕西渭北旱塬区土壤养分时空变异规律,综合空间自相关和重心模型,分析1980—2007年、2007—2017年白水县耕地土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的时空变异特征。结果表明：(1)研究区土壤SOM的平均含量分别增加了1.29、3.22 g·kg^-1,AP的平均含量分别增加了6.89、24.45 mg·kg^-1,仅有AK的平均含量呈现出先减少后增加的趋势。(2)三期耕地土壤养分的变异系数范围为30.2%～90.8%,属于中等变异。1980—2017年,耕地土壤SOM、AP和AK的全局Moran’s I指数均降低,空间结构性减弱,随机因素作用增强。(3)土壤SOM、AP和AK含量均有不同程度的增加,土壤SOM含量总体呈北低南高分布,土壤AP、AK含量分布情况较为一致,呈东高西低。(4)土壤SOM含量重心在东南方向发生偏移,AP、AK含量重心在东北方向发生偏移。土壤养分标准差椭圆空间分布格局同研究区分布方向一致,转角呈现“...     

复合地貌区农田土壤有机质空间变异特征及其影响因素

以陕西省宝鸡市为例,运用地统计学方法,通过对比单一地貌和复合地貌下农田土壤有机质(SOM)变异特征,分析复合地貌区农田SOM空间变异及其影响因素。结果表明:研究区农田SOM含量为3～34.23 g·kg~(-1),平均值为18.23 g·kg~(-1),变异系数为25.73%,呈中等程度变异,不同地貌类型农田SOM变异系数表现为中海拔丘陵低海拔丘陵中海拔台地中海拔平原低海拔平原低海拔台地; SOM含量空间变异具有明显趋势性特征,各个方向存在各向异性,南北方向的空间变异性大于东西方向;研究区农田SOM含量具有显著局部空间自相关性,但各单一地貌类型下农田SOM含量局部空间自相关性不显著。研究区SOM含量块金值为41%,受结构因子影响更大。研究区农田SOM主要受经度、纬度、降水、温度、海拔等因子综合作用,其中纬度和海拔主要表现为直接作用,其他因子主要表现为间接作用。研究表明,复合地貌区农田SOM空间分布具有较强的空间自相关性,受地形、海拔等结构性因子的影响更大。     

富锦市湿地不同开垦年限土壤养分时空分布特征研究

采用地统计学和GIS相结合的方法,以2012年富锦市实地调查和采样数据为基础,分析了富锦市土壤表层(0-20cm)中有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)的空间分布情况。利用空间置换时间法,研究了不同开垦年限土壤养分含量的变化规律。结果表明,富锦市土壤养分含量均处于较高水平,变异程度均为中等变异,各土壤属性均符合对数正态分布。结构分析表明,4种土壤养分均具有中等程度的空间自相关性,受结构性因素和随机性因素的共同影响。克里格插值结果表明,富锦市土壤有机质和全氮呈现由南向北逐渐降低的趋势,有效磷含量由西向东逐渐增加,速效钾含量由西向东逐渐减少。在本研究的时间尺度内,有机质、全氮、有效磷的含量随着开垦年限的变化均呈现出先上升后下降的趋势。速效钾含量随着开垦年限的增加呈现出先增加后减小再增加的趋势,在开垦50年以上的地块,速效钾平均含量最高为202.44mg/kg。研究表明,富锦市土壤养分有明显的空间分布特征,部分土壤养分性状出现退化现象。掌握土壤养分的时空分布状况,对保证区域农业持续、稳定的发展有着重要的意义。     

贺兰山东麓不同种植年限葡萄地土壤生态化学计量特征

以宁夏贺兰山东麓葡萄产区不同种植年限(1 a、7 a、20 a)葡萄地土壤为研究对象,未开垦的荒漠草原为对照(CK),采集0～100 cm土层土壤,分析不同种植年限、不同土层深度土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及其生态化学计量特征。结果表明:(1)该地区土壤贫瘠,土壤C、N、P含量均值分别为4.88、0.56 g·kg^-1和0.24 g·kg^-1,均低于全国平均水平(11.12、1.06 g·kg^-1和0.65 g·kg^-1),土壤K含量均值为28.88 g·kg^-1,高于全国水平(16.6 g·kg^-1)。各年限土壤SOC均值变化范围为3.93～5.36 g·kg^-1,TN均值变化范围为0.39～0.73 g·kg^-1,TP均值变化范围为0.21～0.37 g·kg^-1,TK均值变化范围为27.88～30.16 g·kg^-1。随荒漠草...     

柴达木盆地盐渍化土壤养分和酶活性特征

为探讨柴达木盆地不同程度盐渍化土壤养分和酶活性特征，沿察尔汗盐湖至昆仑山方向依次选择5个样点，分析土壤养分和酶活性特征及其二者的相关性。结果表明：除土壤全钾外，土壤盐渍化程度、土壤深度及其两者交互作用对土壤养分含量及土壤酶活性的影响均达到显著水平(P<0.05)。在盐渍化程度较低的土壤，养分有效性(速效钾除外)和酶活性较高，且随土壤深度的增加而降低。以有机碳和蔗糖酶为例，在盐渍化程度最低的S5样地中含量为13.83 g·kg^-1和21.01 mg·g^-1·d^-1(0～5 cm)、12.85 g·kg^-1和19.29 mg·g^-1·d^-1(5～10 cm)、9.83 g·kg^-1和12.19 mg·g^-1·d^-1(10～20 cm)，显著高于盐渍化程度最高S1中的8.56 g·kg^-1和1.41 mg·g^-1·d^-1(0～...     

胶莱平原县域表土有机碳空间变异特征研究及自相关分析

土壤有机碳是土地质量的重要指标，其含量多少直接影响土地生产力。胶莱平原是山东半岛重要的粮食产地，对其土壤有机碳空间变异的研究可以为区域农田土壤养分评估以及土地可持续利用管理提供参考。文中以胶莱平原典型县域腹地安丘市为研究区，综合运用变异函数和空间自相关分析方法，从土壤有机碳空间变异性、自相关性等角度揭示土壤有机碳的空间分布特征。结果表明，安丘市土壤有机碳含量均值为7.42g·kg^-1,处于中等水平；变异系数为37.47%,属于中等程度变异。土壤有机碳空间分布整体呈现西低东高的趋势，空间自相关分析显示该区域土壤有机碳空间分布具有聚集性，并非呈现随机分布特点。土壤有机碳在该地理空间上具有正相关性，以高值聚类和低值聚类为主，分别分布在东部冲积平原地带和西南山区。土壤有机碳与环境因子的灰色关联分析表明，土壤质地和人类活动是影响高值聚类区形成的主导因素，较低的NDVI是影响西南山区低值聚类的主导因素。研究结果为胶莱平原土壤资源管理和双碳战略实施提供重要的技术参考。     

塔里木河下游灌区春季土壤盐分空间变异特征——以新疆第二师三十一团灌区为例

应用地统计学的半方差分析和Kriging空间插值,以新疆第二师三十一团灌区为例,分析了塔里木河下游绿洲灌区不同深度土壤全盐及盐基离子的空间变异特征与分布规律。结果表明:研究区春季土壤总体呈碱性,各土层阴离子均以SO■为主,阳离子均以K⁺和Na⁺为主,灌区内根域层(0～60 cm)土壤盐分、Ca²⁺、Cl^-的半方差函数模型符合高斯模型,Mg²⁺、K⁺+Na⁺符合球状模型,深层(60～100 cm)土壤盐分、HCO^-₃、SO■符合指数模型,各变量空间自相关范围差异较大。盐分分布特征受人类活动和地势、水源的影响较大,根域层(0～60 cm)土壤盐分含量呈现由西北部向东南部逐渐升高的趋势,变化范围在2.28～3.27 g·kg^-1之间,深层(60～100 cm)土壤盐分含量呈现由西北部向东南部逐渐降低的趋势,变化范围在2.31～4.63 g·kg^-1之间。...     

黄土丘陵区春小麦水分调控下植物—土壤碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

为探究黄土丘陵区农田生态系统土壤养分限制及其循环规律,明确水分调控下春小麦叶片及根的内稳态特征,以5个灌水量处理(W₀、W₅₀、W₁₀₀、W₁₅₀、W₂₀₀)下春小麦成熟期叶片、根和0～40 cm土层土壤为研究对象,测定不同灌水处理下春小麦植株叶片、根、土壤有机碳（OC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及其化学计量比,揭示春小麦叶片和根随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:不同灌水处理下春小麦土壤OC、TN含量均具有表聚性特征,且在0～40 cm土层含量均随灌水量增加呈现出先增加后降低的趋势,表现出W₁₅₀灌水量处理最高(1.757 g·kg^-1、0.165 g·kg^-1),而土壤TP在不同土层及灌水处理下较为稳定,适当灌水(W₁₅₀)有助于提高作物根系OC含量,过度灌水(W₂₀₀)会降低其含量;春小麦土壤、根、叶片化学计量比均值表现为:C∶N（9.56、12.92、1...     

祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700～4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明：(1)祁连山山体垂直带上0～40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33～83.46 g·kg^-1、1.63～7.76 g·kg^-1、0.41～0.66 g·kg^-1。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0～40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01～14.73 mg·kg^-1、2.78～12.46 mg·kg^-1和4.35～13.57 mg·kg^-1。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,...     

苹果树根域土壤理化性质对园艺地布覆盖的响应

为探究园艺地布覆盖对苹果树根域土壤理化性质的影响,本研究设置了园艺地布覆盖和清耕2个处理,于2018年2—12月对苹果树休眠期、盛花期、幼果期、果实膨大期及果实成熟期0～60 cm土层的土壤理化性质进行测定。结果表明:园艺地布覆盖果园相比清耕,土壤含水量提升了0.16%～7.10%;土壤pH在休眠期40～60 cm土层增大了0.12,在其余生育时期及土层内降低了0.06～0.43;有机质含量在休眠期至幼果期0～20 cm土层、休眠期和盛花期40～60 cm土层、果实膨大期0～60 cm及果实成熟期40～60 cm土层增加了0.05～4.05 g·kg^-1;碱解氮含量增加了2.10～46.05 mg·kg^-1;速效磷含量在休眠期40～60 cm土层和盛花期20～40 cm土层分别降低了0.87 mg·kg^-1和0.43 mg·kg^-1,在其余生育时期及土层增加了5.57～57.58 mg·kg^-1;速效钾含量增加了43.78～182.19 mg·kg^-1。园...     

人工干预对宁夏荒漠草原土壤有机碳固存的影响

以宁夏荒漠草原为研究对象,研究人工干预措施(深翻补播、浅翻补播、免耕补播、封育、放牧)对土壤有机碳固存的影响。结果表明:5种干预措施下,土壤有机碳含量在0-10cm、10-20cm、20-40和0-40cm土层的变化范围为1.63g·kg^-1-4.15g·kg^-1、2.08g·kg^-1-4.25g·kg^-1、1.72g·kg^-1-4.41g·kg^-1和2.00g·kg^-1-3.94g·kg^-1。5种干预措施0-40cm土层总有机碳的固存表现为:深翻补播>放牧>封育>浅翻补播>免耕补播,深翻补播措施固存的有机碳分别较其他4种干预措施高42.07%、6.10%、54.48%和82.61%。从短期效果看,人工深翻耕补播措施,不仅可以提高植被盖度,而且对土壤有机碳固存也有促进作用。     

露天煤矿复垦区土壤有机碳含量变化归因解析

土壤有机碳(SOC)是评价土壤质量变化的关键指标,辨析煤矿复垦区SOC演变过程、影响因素及驱动机制,对指导矿区复垦工作开展具有重要意义。文中以山西平朔露天煤矿复垦平盘土壤为研究对象,以空间序列替代时间序列,定量解析复垦SOC及剖面分布对复垦年限和复垦方式的响应。结果显示：复垦平盘SOC含量在0.82～16.11g·kg^-1之间,均值为3.53 g·kg^-1,变异系数为77.55%,其含量及变异性随土层深度增加而减小。随着复垦年限增加,SOC含量增加,不同复垦方式下SOC含量的分布特征依次为林地(5.31g·kg^-1)>耕地(2.98g·kg^-1)>未利用地(2.29g·kg^-1),而且林地SOC剖面分布差异最大,耕地SOC含量主要受复垦年限影响。变差分解显示,复垦年限、土层深度和土地利用方式分别可解释SOC含量变化的15.0%、10.3%和2.4%,复垦年限与土地利用方式共同解释11.2%的变化。复垦年限和复垦方式对20cm以下SOC的影响减弱,但复垦年限延长则增强...     

河西走廊中段荒漠植被组成及土壤养分空间分布特征

荒漠植被是河西走廊绿洲生态安全防护的重要屏障,研究荒漠植被组成及土壤养分分布特征对于荒漠—绿洲过渡带荒漠植被建设及管理有重要意义。本研究基于大量野外调查,并使用传统统计学与地统计学方法,研究了河西走廊中段及巴丹吉林沙漠南缘荒漠植被组成及土壤养分特征,并解析了其与环境因子的相关关系。结果表明：河西走廊中段及巴丹吉林沙漠西南缘荒漠区植物组成单一,多样性较低,且植物种类集中在少数科中,出现频度高的植物均为红砂(Reaumuria songarica)和白刺(Nitraria tangutorum)等典型荒漠植物。草本植物分布与年均降水量有较强相关性,研究区最南端的山丹县草本生物量达到108.01 g·m^-2,在一定年降水量区间,灌木生物量随降水增加而增加,最高值出现在靠近祁连山北坡的肃州区,为134.03 g·m^-2;降水量的增加,会显著促进草本植物的生长。研究区表层土壤有机碳、总氮、总磷含量最高,其平均值分别为2.12 g·kg^-1、0.25 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1,...     

小飞蓬入侵对伊犁河谷草原土壤有机碳的影响

为探讨小飞蓬入侵对伊犁河谷草原生态系统的影响,揭示小飞蓬的入侵机制,对不同入侵程度(轻度、中度、重度)小飞蓬及本地植物猪毛蒿根际土壤有机碳(SOC)、土壤容重和土壤含水量的变化规律进行研究。结果表明:随着小飞蓬入侵程度的加深,土壤SOC含量上升:小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落土壤有机碳含量平均值分别为16.70、11.31、9.56 g·kg^-1和8.23 g·kg^-1,表明小飞蓬入侵增加了伊犁河谷草原土壤SOC的含量,随着入侵程度的加深,土壤SOC含量提高更加明显,同时增加了伊犁河谷草原土壤的碳汇功能。从垂直分布剖面上看,4个群落土壤SOC含量变化一致:随着土壤深度的增加而SOC含量减少,且最大土壤SOC含量均出现在0～20 cm土层,小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落最大土壤SOC含量分别为:20.3、15.0、13.2 g·kg^-1和11.5 g·kg^-1。小飞蓬重度、中度、轻度入侵和猪毛蒿群落土壤容重平均值分别为5.02、4.94、4.85 g·kg^-1和5...     

宝鸡市农耕区土壤养分空间变异及其影响因素分析

了解土壤养分在自然及人为因素驱动下的空间变异特征,对实现农田养分精准调控具有重要意义。以宝鸡市为研究区,利用地统计学分析土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾的空间变异特征,并通过单因素分析、RDA排序图等方式探讨土壤类型、地形及人为因素对土壤养分含量的影响。结果表明：1)土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾平均含量分别为18.20g/kg、1.15g/kg、19.45mg/kg、197.96mg/kg,空间变异大小依次为速效磷>速效钾>有机质>全氮,均属于中等变异。2)土壤有机质和全氮的空间分布规律极为相似,均呈现由东南向西北递减的趋势,变异性在东西及南北方向均有体现,土壤有机质受地形及土壤类型影响更大(C₀/(C₀+C)<25%),而全氮受土壤类型、地形及人类活动共同影响(25%0/(C₀+C)<75%);速效磷呈南高北低的分布格局,速效钾呈中部高南北低的分布格局,两种速效养分的变异性主要表现在南北方向,均受土壤类型、地形及人类活动共同作用。3)不同土壤类型下,塿土...     

基于云模型的宁南山区小流域土壤养分综合评价

土壤养分受到各因素的综合影响,也是植被生长繁衍的基础.为了解宁南山区小流域土壤养分状况,文中基于260个采样点0 ～20cm土层实测数据,分析了土壤养分含量特征,选取pH值、电导率(EC)、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)作为评价指标,运用熵权法...     

水分胁迫下水肥耦合对矮砧富士幼树生长及保护酶活性的影响

为了探究滴灌条件下20%θ_f、40%θ_f水分胁迫与N、P、K营养元素耦合对矮砧富士幼树生长生理的影响及各种保护酶活性的抗旱响应,于2019—2020年以3 a矮砧富士幼树为试材,采用"3414"不完全正交设计方案开展盆栽试验,对处理后的矮砧富士幼树形态指标、渗透调节物质、保护酶活性及丙二醛（MDA）含量等变化进行分析。结果发现:在轻度（40%θ_f）水分胁迫下施用N 150 mg·kg^-1时,矮砧富士幼树的新梢生长量降幅最小,为9.95%;施用P 70 mg·kg^-1时叶面积降幅最小;施用K 250 mg·kg^-1相对叶绿素含量不降反增,升高了41.8%;MDA含量在施用P 35 mg·kg^-1时降幅最小,为45.76%;相对电导率在施用P 70 mg·kg^-1时降幅最小,为15.66%。在重度（20%θ_f）水分胁迫下施用N 150 mg·kg^-1新梢生长量降幅最小,为1...     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

降尘对乌鲁木齐地产辣椒中Pb含量的影响

为了探究降尘对辣椒中Pb含量的影响,通过同位素示踪结合盆栽试验,分析了干沉降及湿沉降对辣椒中Pb含量的影响。结果表明:辣椒各部位²⁰⁸Pb计数值总体呈现T3(喷涂²⁰⁸Pb湿沉降)>T2(涂抹²⁰⁸Pb干沉降)>T1(涂抹干沉降)>CK1(未涂抹降尘)的趋势,且T3中²⁰⁸Pb计数值远高其他3组,T3果实总Pb含量显著高于CK1(p<0.05),说明降尘是辣椒果实中Pb的重要来源,特别是湿沉降极大地促进了果实中Pb的累积。根据《食品安全国家标准-食品中污染物限量(GB2762-2017)》,茄果类蔬菜中的Pb含量限值为0.1mg·kg^-1,T4(露天种植)和CK2(棚内种植)辣椒果实平均Pb含量分别为0.015 mg·kg^-1、0.005mg·kg^-1,均未超标。通过辣椒叶面、果实、集尘缸降尘淋洗液中离子的浓度对比分析发现,T4辣椒叶面Pb²⁺与叶片Pb含量呈显著负相关(p<0.05...     

宁夏盐池县生态系统水分利用效率时空特征及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物光合固碳和水分消耗之间权衡关系的重要指标。研究区域植被WUE的时空变化特征对区域生态恢复、水资源的合理利用与开发等方面至关重要。本研究基于MODIS的GPP和ET数据评估2000—2019年盐池县植被WUE的时空变化特征及其主要的影响因子。结果表明：(1)2000—2019年盐池县的ET和GPP分别以7.61 mm·a^-1和7.23 g C·m^-2·a^-1的速率显著增加,空间上呈西北高东南低的分布特征,具有较强的空间异质性。(2)近20 a,盐池县植被WUE变化范围在0.80～1.11 g C·kg^-1·H₂O之间,多年均值为0.91 g C·kg^-1·H₂O,年际变化不显著;从空间上来看,全县WUE存在较强的异质性,高值主要分布在东北部,低值位于西南部。(3)近20 a,宁夏盐池县WUE在空间上有54.70%的区域呈上升趋势,主要分布在东北部;45.30%的区域以下降趋势为主。未来,盐池县61.48%...