沙地土壤pH值、养分含量对微地形变化的响应

[目的]针对浑善达克沙地土壤pH值、碳、氮、磷含量的微地形变异性进行研究,系统分析浑善达克沙地不同微地形条件下土壤营养物质含量的的变化规律,为浑善达克沙地环境建设和合理开发利用提供理论参考。[方法]以内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的中国科学院内蒙古草原生态系统定位站长期围封的沙地样地为研究对象,测定坡位对土壤pH值、碳、氮、磷含量。[结果]不同坡位pH值平均值大小顺序为:阳坡坡底阴坡坡顶;有机碳含量平均值大小顺序为:坡底阴坡阳坡坡顶;全磷含量平均值大小顺序为:坡底阴坡坡顶阳坡;土壤含氮量阴坡和坡底显著高于坡顶和阳坡。[结论]不同微地形条件下各层土壤pH值、全碳和全磷含量的变异系数均表现为阳坡和坡顶高于阴坡和坡底;同一坡位不同土层营养物质含量变异系数大小关系没有规律可循,因坡位和土层不同而表现出不同的大小关系。     

高寒山区火烧土壤对其养分含量和酶活性的影响及灰色关联分析

本文研究结果表明,在高寒山区火烧土壤可加速有机质的分解,增加速效养分含量,因而使牧草产量大幅度提高。但３－４年后,因土壤速效养分含量明显减少,牧草产量又急剧下降。火烧对土壤酶破坏严重,火烧后３－４年,脲酶和蛋白酶活性可恢复到原来水平的５０－８０％,而碱性磷酸酶、过氧化氢和蔗糖酶活性可恢复到原水平的２０－４０％。但随着时间推移,土壤有机质积累和酶活性恢复有加速的倾向。在高寒山区上,土壤酶活性与土壤有     

鄂尔多斯不同地形下土壤养分的空间变异

通过野外调查采样与室内土壤理化分析相结合,对鄂尔多斯荒漠区不同地貌类型下的土壤养分分布特征进行了初步分析。研究表明：鄂尔多斯沙地土壤养分含量普遍较低,两断面表层有效钾的均值在64.73-70,95mg/kg之间,有机质含量在0.493%-0.508%之间。pH值在8．0左右。在地形部位较高的硬梁,丘顶处土壤养分含量最低,软梁次之,而在地势较低滩地,丘间地土壤养分含量较高。硬梁,软梁,滩地表层土壤有机质和有效钾含量分别为0．18％,0．50％,1．16％和35．29mg/kg.6067mg/kg,98.32mg/kg,丘顶,丘间,农田表层土壤有机质和有效钾的含量分别为0．09％,1．09％,0．84％和23．91mg/kg,60．34mg/kg,77．42mg/kg。在多数土壤剖面上,土壤养分从上到下递减。通过对两地形断面上土壤有机质和有效钾的一维半方差函数均表现出明显的空间结构性,并且各种养分的独立较大,在艾碱壕断面上土壤有效钾和有机质的独立间距为70．89m和69．15m,在深海沟断面上土壤有效钾和有机质的独立间距为12．48m和35．98m,说明在调查区域内土壤养分存在一定的相关关系。     

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。     

平朔矿区露天煤矿排土场复垦类型及微地形对土壤养分的影响

研究土地复垦类型及微地形对土壤养分的影响对于指导土地复垦实践,控制复垦土地水土流失等具有重要的理论意义和实际应用价值。以平朔露天煤矿排土场为例,借助数理统计方法分析评价复垦类型与微地形因子(高程、坡度、坡向)对土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷及速效钾含量的影响。结果表明:(1)复垦类型对各项土壤养分含量影响较为显著,不同的复垦类型中,各项土壤养分含量排序均为耕地林地草地;其中,土壤有机碳、全氮、全磷及速效钾含量,耕地分别为草地的2.15~2.68倍,林地的1.48~1.78倍,对于土壤有效磷,耕地中的含量为71.24mg/kg,为草地的11倍,林地的4倍;(2)坡度与土壤养分含量之间存在显著的相关性(p0.05),而高程、坡向与土壤养分含量的相关性较弱,表明排土场复垦区土壤养分受坡度影响较大,而受高程与坡向的影响较小;(3)复垦类型与坡度的交互作用对土壤养分含量产生一定的影响:同一复垦类型的不同坡度的土地养分含量存在差异,耕地的土壤养分含量随着坡度的增大在降低;同一坡度,不同的复垦类型条件下,土壤养分差异显著,总体趋势为耕地林地草地。     

梁子湖湿地土壤养分的空间异质性

2003年10月利用地统计学方法对梁子湖湿地保护区内一块63.9km2区域的土壤养分的空间变异进行了研究。以400m400m的网格采集了101个表层(015cm)土壤样品。分析结果表明,土壤养分有较大的空间变异,土壤有机质、全氮、全磷、速效氮变异系数分别是36.0%、30.6%1、3.7%和29.3%;速效磷的变异系数最高为50.4%。土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷的理论模型均为球状模型。土壤有机质、全氮、全磷、速效氮具有中等空间自相关性,随机变异分别是68.5%、68.3%、75%和71.5%;速效磷的自空间相关性较弱,变异为82.4%。5种养分的空间自相关距离比较接近,变程在2853m～963m之间。通过克里格插值进行土壤养分空间插值制图显示,土壤养分表现出空间分布的相似性。     

淮北地区土壤养分含量对小麦产量因素影响程度的灰色关联分析

应用灰色关联度分析法,研究了淮北地区轻碱面砂土、淤心两合土、淤土3个土种的土壤养分含量对小麦产量因素的影响程度。结果表明,对小麦每公顷成穗数、穗粒数、千粒重和产量影响程度最大的因子,轻碱面砂土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、有机质,淤心两合土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、速效磷,淤土分别是速效钾、速效磷、碱解氮、碱解氮;进一步根据小麦产量3要素对小麦产量的影响程度,提出了3个土种的小麦施肥方案。     

华北地区典型农田土壤有机质和养分的空间异质性

华北平原是我国重要的粮食生产基地,研究华北平原土壤有机质及养分的丰缺状况对于区域农业生态系统的可持续性发展具有重要意义。本研究选取华北平原典型农田,通过设置北线、中线、南线3条研究线路,在省域尺度上研究土壤有机质和养分的空间异质性及其平衡状况。结果表明,研究区域内土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为14.0±3.5 g/kg、0.98±0.28 g/kg、76.6±21.6 mg/kg、18.6±9.9 mg/kg,136.1±42.7 mg/kg,除全氮和有效磷外,有机质及其余养分在不同线路间无显著差异。有效磷在靠近黄河、土壤pH值较高的南线上显著偏低。土壤有机质及养分均为中等程度变异,有效磷的变异系数(47.8%)显著高于有机质及其余土壤养分(24.3%～31.6%)。土壤碳氮比介于4.2～14.3间,平均为8.6,低于全国平均水平。土壤有机质和各养分均较1980年有所增加,主要原因可能是华北平原长期以来投入了大量的有机、无机肥。华北平原农田配方施肥应该考虑增施有机肥、减少氮素化肥的投入。     

湿地土壤养分的空间异质性研究方法构想

湿地土壤养分是时空连续的变异体,不论尺度大小均具有高度的空间异质性.湿地土壤养分变量属于区域化变量,同时具有随机性和结构性,仅运用经典的Fister统计方法已经不能满足土壤空间异质性研究的需要.地统计学是近几十年发展起来的一门新的空间分析方法,其变异函数则适合于定量研究区域化变量空间结构变异特征,能够全面反映区域化变量的结构性.作者在前人的工作基础上意欲用地统计学的区域化变量理论和变异函数对湿地土壤养分的空间异质性进行定量研究,并对其研究方法进行了构想.＃     

地统计方法在土石山区土壤侵蚀空间变异性研究的应用

土壤侵蚀是一种复杂的空间随机分布现象,其影响因素多,对其做出合理有效的定量分析难度较大。近年来,GIS技术及地统计学的迅猛发展为我们攻克土壤侵蚀空间变异这一难题提供了可能。以西南土石山区水土保持项目为依托,尝试地统计方法在土壤侵蚀空间变异性研究的应用,建立了地统计学方法在土壤侵蚀空间变异性研究中应用的基本技术流程。以便其在小流域土壤侵蚀的定量评价、规划与治理以及动态监测等方面提供理论研究和实际应用。     

典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分空间变异性研究

采用线形取样,利用地统计学方法研究了典型喀斯特峰丛洼地坡面土壤养分的空间变异特征.结果表明:有机碳、全氮、碱解氮和速效钾具有相似的空间变异结构,其变程变化在212～251 m之间,与坡面不同土地利用方式的空间范围相当.全磷和全钾的变异尺度较小,为141.2 m和120.6m.受部分耕地施用磷肥影响,速效磷的变异尺度最小,仅为85.1 m.除pH值外,土壤各养分均表现为强烈的空间相关性.有机碳、全氮、碱解氮等养分的空间分布表现出随着海拔高度增加而增大的特征,人类的耕作管理和峰丛洼地特殊的水文地质过程是影响土壤养分空间变异的主要因素.     

喀斯特山地植烟土壤养分空间变异及分区研究

为揭示喀斯特山地植烟土壤养分空间变异特征并进行分区管理,利用地统计学和模糊C-均值聚类算法对贵州省黔南州喀斯特山地植烟土壤养分进行分析。结果表明,土壤总体呈弱酸性,极小部分土壤缺乏有机质、碱解氮、有效磷、有效铜和有效锌,小部分土壤缺乏速效钾、交换性钙和交换性镁,大部分土壤缺乏有效钼。p H、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性镁、有效铜、有效锌和有效钼空间相关性中等,交换性钙空间相关性弱。p H、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和有效锌空间变异主要由随机因素引起,有效铜和有效钼的空间变异主要由结构性因素引起。土壤养分空间变异趋势效应明显,p H、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铜、有效锌和有效钼均由几个高值中心向四周递减分布;有机质和碱解氮均由北部、西部和南部向中部和东部递增分布。研究区植烟土壤可分为4个管理分区,分区内土壤养分趋于同质化,分区间差异显著。本研究为喀斯特山地农田土壤养分管理、农作物平衡施肥和肥料高效利用提供了参考依据。     

崩塌堆积物对紫色土养分含量的影响

[目的] 探讨将崩塌堆积物作为新型土壤改良材料的应用前景,分析经崩塌堆积物改良后土壤的养分变化情况,为当地崩塌堆积物利用和紫色土改良工作提供新思路。[方法] 选择经崩塌堆积物改良后的紫色土为研究对象,利用加权灰色关联度分析对改良后的土壤进行质量评价分析。[结果] 在相同的肥力灌溉水平下,相较于空白对照组(Y₀),添加崩塌堆积物能够明显的提升浅层土壤(0—20 cm)的养分含量。其中该层土壤全氮平均含量提升了3.26%～10.60%,全磷平均含量提升了10.61%～43.33%,有机质平均含量提升了9.14%～24.12%,碱解氮平均含量提升了5.76%～12.73%,有效磷平均含量提升了24.75%～46.22%,速效钾平均含量提升了16.21%～28.96%,土壤电导率(EC)提升了11.32%～27.41%,不同处理方案下对土壤pH值无明显影响;通过AHP-灰色关联分析评价模型对各处理组的土壤进行质量初步评价得出,在0—20 cm浅层土壤范围内,各处理组的灰色关联度大小排序为：Y₂(岩—土复配比例:20%)＞Y₃(岩—土复配比例:30%)＞Y₄(岩—土复配比例:40%)＞Y₁(岩—土复配比例:10%)＞Y₀(岩—土复配比例:0%)＞Y5(岩—土复配比例:50%);在20—40 cm深层土壤范围内,各处理组的灰色关联度大小排序为：Y₅＞Y₄＞Y₃＞Y₂＞Y₁＞Y₀。[结论] 将崩塌堆积物与土壤进行适当比例的复配处理,可以对紫色土养分含量产生一定的改善效果。     

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。     

陕北黄土区缓台土壤水分空间变异性

陕北黄土区坡面微地形土壤水分的空间变异性分析对近自然植被恢复具有重要意义。对不同规模的缓台微地形土壤水分数据进行了测定和分析。结果表明:(1)面积大小不同的缓台土壤水分有着明显的差异,总体呈面积越大水分条件越好的趋势。(2)土壤水分变异系数在0—60cm土层深度呈现:小规模缓台(100m2)大规模缓台(1 000m2)中规模缓台(100~1 000m2)的规律,并且随着土层的加深,缓台土壤水分变异系数有减小的趋势。(3)在大规模缓台的内部,土壤水分在纵坡向上的变异系数要高于横坡向。通过对大规模缓台内部0—60cm土壤水分数据做地统计学分析,球状模型被选为最优的半方差理论模型。由克里格插值生成的土壤水分分布图表明,在缓台与其上部陡坎微地形连接处的土壤水分条件要优于缓台其它部位的水分条件。     

施氮量对南疆机采棉产量形成及氮肥利用率影响

研究多年连作棉田减氮量对棉花产量和土壤氮磷钾养分的影响,以及减氮与棉花产量、土壤氮磷钾养分有效性间的关联,为科学减施氮肥、维持新疆棉花的高产高效提供理论支撑。

2020 年和 2021年在连作10年的棉田进行定位田间试验,供试棉花品种为新农大棉4号。设置常规施氮(375 kg/hm²,CK)、减氮20% (300 kg/hm²,N2)、减氮40% (225 kg/hm²,N4)和减氮100% (0 kg/hm²,N0) 4个处理。调查了棉花产量,分析了0—20、20—40 cm土层土壤全量和速效氮、磷、钾含量。

在北疆棉田300 kg/hm²氮肥用量处理提高了土壤全磷、速效磷和速效钾含量,两年均值分别比CK处理高出4.04%、44.58%、9.94% (0—20 cm)和2.05%、44.47%、22.60% (20—40 cm);促进了棉花干物质积累,两年棉花平均干物质积累量较对照提高15.66%,利于产量形成,较对照处理分别增产了13.88% (籽棉)和18.10% (皮棉),有效提高了氮素利用效率。灰色关联分析可知,与减氮密切关联的土壤养分指标为土壤硝态氮、铵态氮含量,但与作物产量密切关联的土壤养分指标为土壤速效钾、全磷含量。

在北疆长期连作棉田,将施氮量由375 kg/hm²减至300 kg/hm²可有效提升土壤有效态氮磷含量,进而增加棉花的干物质积累,提高籽棉和皮棉产量,实现节氮增产。

     

地形因子与土壤养分空间分布的相关性研究

运用地统计学和GIS技术,研究丘陵地区土壤养分的空间变异性,探讨地形因子对土壤养分含量空间分布的影响.结果表明:N,K的空间变异主要来自随机因素,而Mg及其他养分的空间变异性在一定程度上受地形等结构性因素的影响.OM,N,P,K几种大量元素与海拔呈显著正相关,Ca,Mg,S与海拔呈负相关;N与坡度呈显著正相关,Ca与坡度呈显著负相关;OM,N,P与坡向呈负相关,Ca,Mg与坡向呈显著正相关关系;而K,S与地形因子的相关性不显著.研究地形地貌与土壤养分之间的空间关系,为进一步合理进行土地利用规划提供理论依据,并且对土壤养分综合管理以及进行土壤改良和耕作都具有一定的指导作用.     

宁夏农田土壤耕层养分含量的时空变化特征

根据土壤普查资料和实际采样测定结果,探讨了宁夏山区和灌区农田土壤耕层有机质和氮磷钾养分含量的时空变化特征。结果表明,在1970年、1985年和2000年3个时段内,土壤有机质、有效磷和碱解氮含量呈显著或较显著增长态势,土壤速效钾含量近15年在灌区明显下降,土壤氮磷钾全量养分在30年间没有明显变化。从两个地区比较来看,除土壤全磷量外,土壤有机质和其它养分含量都是灌区显著高于山区,而变异系数除土壤全钾外都是山区显著大于灌区。     

地形因子与土壤养分空间分布的相关性研究

运用地统计学和GIS技术,研究丘陵地区土壤养分的空间变异性,探讨地形因子对土壤养分含量空间分布的影响。结果表明,N、K的空间变异主要来自随机因素,而Mg及其他养分的空间变异性在一定程度上受地形等结构性因素的影响。OM、N、P、K几种大量元素与海拔呈显著正相关,Ca、Mg、S与海拔呈负相关;N与坡度呈显著正相关,Ca与坡度呈显著负相关;OM、N、P与坡向呈负相关,Ca、Mg与坡向呈显著正相关关系;而K、S与地形因子的相关性不显著。研究地形地貌与土壤养分之间的空间关系,为进一步合理地进行土地利用规划提供了理论依据,并且对土壤养分综合管理以及进行土壤改良和耕作都具有一定的指导作用。