太湖地区典型水稻土中速效磷变化规律研究

为了定量研究太湖地区农田土壤中速效磷的变化情况,本文对不同季节太湖地区三种典型水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)中土壤速效磷的含量进行了分析。结果表明:速效磷含量在土壤剖面中由上层到下层呈现逐渐递减的趋势。三种土壤均以耕层含量为最高,在45cm以下基本上趋于稳定,但在接近地下水时又略有上升。季节性变化方面,速效磷含量一般在2月份的小麦分蘖-拔节期和9月份的水稻齐穗期较高。影响土壤速效磷含量的因素很多,经分析:土壤速效磷的含量与土壤的有机质含量呈极显著的线性正相关关系;旱作条件下与全磷含量之间呈显著的幂函数相关关系,在水作条件下与全磷含量之间呈极显著的线性正相关关系;与土壤的pH又有显著的线性负相关关系。     

豫中植烟区土壤速效养分的空间变异分析

利用地统计学和GIS相结合的方法,探讨了豫中烤烟种植区土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征。结果表明:研究区速效氮含量属于偏低水平,而速效钾和速效磷为偏高水平。以速效氮的变异系数为最小,速效磷的变异系数为最大。土壤 pH与速效氮和速效磷都成呈显著的正相关关系,土壤有机质与速效氮、速效磷和速效钾都达到极显著的正相关关系。研究区3种土壤速效养分中,除了速效氮为线性模型外,速效钾和速效磷都是球状模型。速效磷和速效钾属于中等强度的空间变异性,而速效氮属于弱的空间相关性。本烤烟种植区土壤速效养分的等值线图可更准确和直观地了解研究区土壤养分的空间分布,从而为精确施肥提供依据。     

延安市土壤侵蚀和土地利用时空变化分析

以TM影像为数据源,动态监测了延安市宝窄塔区1997,2004年的土地利用、土壤侵蚀的时空变化,并对该变化进行了分析.结果表明,宝塔区土壤侵蚀主要发生在耕地、林地、草地、果园这4种土地利用类型中;1997-2004年期间,宝塔区耕地面积人幅减少,林地、草地面积有所增加,土壤侵蚀面积减少,侵蚀等级下降.总体上来说,延安市土地利用和土壤侵蚀状况都是向良性循环发展的.     

生态脆弱区土地利用格局变化及其环境效应--以宁夏回族自治区中部干旱带为例

基于遥感、GIS技术、景观生态学及层次分析方法,以宁夏回族自治区中部干旱带为研究区,利用1978年MSS以及1987,1996,2007年的TM/ETM遥感影像为数据源,对该区域近30a来土地利用格局变化及环境效应进行了分析。结果表明,30a来该区耕地和建设用地有不同程度的增加,新增耕地主要来自未利用土地和草地,建设用地面积的增加主要来源于耕地和未利用土地;耕地和未利用土地向林地、草地转化是林地和草地面积增加的主要来源。由于受人类活动的干扰,研究区土地利用景观结构发生了较大变化,土地利用格局变化产生了景观破碎化,景观异质性增加,生态环境退化等生态效应。但20世纪90年代中后期以来,在以还林还草、禁牧及水利等综合治理工程为核心的生态环境治理措施调控下,土地利用结构得以调整,植被覆盖增加,区域生态环境质量逐步得以改善。     

费县土地利用和土壤侵蚀时空变化分析

深入研究土地利用和土壤侵蚀关系对认识人类活动在自然环境变化中的作用机制具有重要意义。以TM影像为数据源,基于ERDAS遥感处理平台和ArcGIS地理信息系统平台,综合分析了费县1987年和2007年两个典型时期的土地利用、土壤侵蚀的时空变化。结果表明：费县土壤侵蚀主要发生在耕地、林地、草地这3种土地利用类型中;1987-2007年20a间,费县耕地、草地、水域和未利用土地面积减少,林地、建设用地面积增加,土壤侵蚀面积减少,侵蚀等级下降。总体来说,费县土地利用和土壤侵蚀状况都是向良性的轨道发展。建议今后在继续进行退耕还林的同时,推行合理的耕作制度,有效减少土壤侵蚀。     

Bare Soil Reflectance to Characterize Variability in Soil Properties

Remote sensing allows for the rapid and inexpensive acquisition of soil reflectance data. Knowing what soil parameters have the greatest influence on bare soil imagery will facilitate better use of remote sensing for precision crop management. The objectives of this study were (i) to determine measured soil properties that are most influential on remotely sensed bare soil reflectance and (ii) to select which spectral band or combination of spectral bands is best for describing individual soil properties. This study was conducted on three study sites located in northeastern Colorado. All sites were in irrigated continuous corn (Zea mays L.) cropping systems. Remotely sensed imagery was acquired by aircraft prior to planting. Soil samples were collected and analyzed for bulk density, soil color (moist and dry), organic matter, organic carbon, soil texture, and cone index. Principal component analysis (PCA) was performed for the green, red, and near-infrared (NIR) bands of the imagery. Least-squares regression analysis was used for analyzing relationships between remote sensing data and soil data. Across study sites, the first principal components of the green, red, and NIR bands were found to have significant statistical relationships with organic carbon and sand, silt, and clay fractions. Individual spectral bands explained a significant portion of the variability in soil moisture, moist soil color, dry soil color, organic carbon, sand, silt, and clay. Results from this study support the use of remote sensing for assessment of soil variability.     

成都平原区土壤速效磷时空变化特征

根据1982年173个样点和2002年117个样点的分析数据，利用地统计学方法和GIS技术对成都平原耕层（0～20cm）土壤速效磷含量的时空变异特征进行了研究。结果表明，成都平原耕层土壤样点间速效磷平均含量由1982年的7.1mg／kg增至2002年的14.3mg／kg，平均增加了103.40％。20年间由于受区域间农业管理措施、土地利用方式和土壤颗粒组成差异的影响，占平原耕地面积75.86％的土壤速效磷含量增加，且区域增加幅度呈由东向西逐渐降低的趋势。土壤速效磷含量与土壤颗粒组成的相关性分析表明，1982年土壤速效磷含量与土壤砂粒（2～0.02mm）之间呈极显著的负相关，与土壤粉粒（0.02～0.002mm）之间相关未达到显著水平，与土壤粘粒（〈0.002mm）之间呈显著正相关；2002年土壤速效磷含量与土壤砂粒之间呈显著的负相关，与土壤粉粒之间呈极显著正相关，与土壤粘粒之间相关未达到显著水平。     

海伦市土地利用与土壤侵蚀时空变化分析

以1995年,2000年2个时段的土地利用和土壤侵蚀TM影像数据为基础,采用GIS空间分析方法和马尔科夫模型对海伦市土地利用和土壤侵蚀变化进行了综合分析。分析表明,土壤轻度、中度侵蚀以旱田为主,强度侵蚀主要是坡耕地。海伦市1995年土壤侵蚀强度大于2000年,从土地利用和土壤侵蚀整体发展趋势来看是向着良性循环转化。     

干旱区绿洲农田土壤大孔隙与水分入渗特征

土壤大孔隙虽然占土壤总孔隙的极少部分,但影响着土壤水分入渗途径和过程。本研究以干旱区山前绿洲、老绿洲、边缘绿洲三种典型绿洲农田为研究对象,通过原位染色示踪和CT扫描技术,定量研究了绿洲农田的大孔隙特征和土壤水分入渗性能。结果表明：绿洲农田的土壤大孔隙大多集中在0～20 cm土层,老绿洲农田的大孔隙三维结构较山前绿洲农田和边缘绿洲农田复杂,其土壤大孔隙度、分形维数、分支密度、连接点密度、连通性指数显著大于山前绿洲和边缘绿洲农田(P<0.05)。绿洲农田的稳定入渗率存在显著性差异(P <0.05),表现为：边缘绿洲(0.48 mm·min^-1)>老绿洲(0.28 mm·min^-1)>山前绿洲(0.16mm·min^-1)。绿洲农田水分的入渗特征呈现异质性,入渗的染色面积比随土层深度增加而减小,老绿洲的优先流长度指数、最大入渗深度显著高于山前绿洲和边缘绿洲(P <0.05),其优先流现象明显。在干旱区绿洲农田,土壤大孔隙是影响优先流的关键因素,土壤的大孔隙度高,且连通性好,更容易产生优先流。     

湘中红壤丘陵区不同土地利用类型对土壤特性的影响

以湖南省衡阳县武水流域为例,对湘中红壤丘陵区5种土地利用类型的土壤物理性质和抗蚀性能进行了研究,结果表明,土地利用类型对土壤物理性质有显著影响,花岗岩红壤的结构随植被演退和人为耕作的干扰而退化。与林地相比,旱地和坡耕地等耕作土壤砂粒含量增加,黏粒含量相对减少,表土呈现砂化;与林地和疏林地相比,耕作土壤的大粒径水稳性团聚体减少,水稳性团聚体平均重量直径减小,结构稳定性下降;不同土地利用类型按土壤毛管孔隙度和持水性能大小排序为林地>疏林地>荒地>旱地>坡耕地。研究结果说明良好的植被条件与合理的土地利用能通过降低土壤容重、增加有机质以及细颗粒含量来改善土壤的团聚能力,并增加土壤蓄水量,从而提高土壤的抗蚀能力。     

艾比湖湿地土壤碱解氮的空间变异性分析

选择艾比湖湿地的博尔塔拉河、精河下游河岸带为研究区域,针对土壤中的碱解氮进行定量测定,采用描述性统计法、地统计学方法和空间分析法,讨论研究区土壤碱解氮的空间变异及分布特征。结果表明:在0~20、20~40和60~80 cm土层碱解氮含量的块金值与基台值之比分别为47.60%、49.98%和58.21%,具有中等的空间相关性。在40~60 cm和80~100 cm土层块金值与基台值之比分别为3.64%和22.69%,具有较强的空间相关性。研究区0~100 cm各层土壤碱解氮含量平均值分别为49.16、37.26、30.22、20.35和17.80 mg/kg,经统计分析15~20 mg/kg的样本频数最多,表明研究区碱解氮含量整体偏低,属于极缺乏性。土壤碱解氮垂直分异规律为:随土层深度的增加而递减;碱解氮含量水平分异规律为:博河区域精河及精河东部区域博、精河间的中部区域。     

长沙市蔬菜地土壤有效养分的空间变异性分析

在长沙市宁乡超大蔬菜基地,以面积为239.5 hm2的蔬菜地为试验区,随机采集了329个土壤耕层(0~20 cm)样品,应用地统计学分析了土壤铵态氮、硝态氮、有效磷的空间变异特征,并应用克里格插值方法绘制了土壤三种有效养分的空间分布图。为了使数据更好地符合正态分布,我们对它们进行了logit转化。通过趋势分析,我们发现铵态氮不存在明显的空间趋势,硝态氮和有效磷存在二阶空间趋势。地统计分析结果表明,数据经logit转化和必要的趋势去除后,铵态氮和硝态氮表现为中等空间自相关性,有效磷表现出较强的空间自相关性。铵态氮的半方差函数图符合Matérn模型,硝态氮和有效磷的半方差函数图符合Stein的Matérn模型。它们的变程分别为144 m、592 m、168 m。研究区铵态氮空间分布破碎化程度较高,硝态氮和有效磷的空间分布具有明显的阶梯状趋势。     

宜宾地区土壤有效态微量元素空间变异特征及影响因素

为揭示宜宾地区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等方法,结合GIS技术对研究区6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明:研究区土壤有效态Fe、Mn、Cu和Zn含量达丰富及以上水平,有效Mo含量适中,而有效B含量则处于缺乏水平,均值为0.24 mg kg~(-1)。半方差结果表明,6种指标均具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效Mo呈现出由西北逐渐向东南递增,有效B则呈现出大块面状缺乏,而其他4种元素总体表现为西南-东北沿线上含量相对较低,沿线两侧含量丰富的分布格局。影响因素分析表明,6种元素与pH总体呈极显著负相关,与有机质和氮素呈现极显著正相关;不同土壤类型对有效态微量元素含量具有一定的显著影响;海拔和坡度与有效态微量元素之间存在显著关系;而6种土壤有效态微量元素均在一熟和三熟制中平均含量相对较高。总体来看,土壤化学性状对土壤微量元素的空间变异作用强于土壤类型、地形因子和熟制。     

干旱区棉田表层土壤盐渍化时空变异研究

明确土壤盐渍化时空变异特征是确保干旱区棉田精准灌溉和作物良好生长发育的基础。考虑棉田不同灌溉节点和灌溉方式,利用大地电导率仪(EM38-MK2),在棉花生育期内进行3次表观电导率数据和土样的采集,采用局部建模和全局建模的思路构建表观电导率与实测电导率间的反演模型。综合利用经典统计方法和地统计学方法,分析表层土壤盐渍化的时空变异特征。结果表明,表观电导率与实测电导率建立的局部模型具有较好精度,R²均大于0.79,而全局模型的R²仅为0.52,表明局部模型优于全局模型;不同时期表层电导率变异性差异较大,3月和10月变异系数均小于50%,属中等变异,而7月变异系数大于50%,属强变异;各时期半变异函数的最优模型均为球状模型,基台值与块金值之比均小于25%,表明表层盐分变异主要由气候,蒸降比、地下水埋深度等结构性因素引起;研究区盐渍化土壤面积由播种前的0.49%增加到棉花收获后的98.23%,在棉花生育期内,表层土壤以轻度盐渍化和中度盐渍化为主;土壤盐渍化空间变异强度主要以中等变异为主,强变异次之,弱变异所占面积最小,而强变异集中分布在研究区南端,弱...     

Effects of Haloxylon spp. of Different Age Classes on Vegetation Cover and Soil Properties on an Arid Desert Steppe in Iran

In arid regions, afforestation has been considered as a method for ecological revival in terms of vegetation enrichment and soil amelioration. In this study, the effects of afforestation with Haloxylon spp. on vegetation cover and soil properties were measured < 3, 3, 6, and 25 years after planting in an arid desert in Iran. Soil samples were collected at two depths (0-30 and 30-60 cm) under and between shrub canopies. Afforestation succession significantly affected plant community characteristics. In total, 16 species from 8 families and 15 genera were observed along the afforestation successional gradient. Plant species richness and diversity and vegetation cover increased slowly during the succession, and reached the maximum values in the area where Haloxylon had been planted for 25 years. Soil nutrient values gradually increased during the succession, and the levels of organic matter, total nitrogen, available potassium, and available phosphorus were significantly higher under Haloxylon canopies than between them. Afforestation reduced soil pH under and between Haloxylon canopies during the succession, while soil electrical conductivity followed an opposite pattern. Haloxylon planting increased the silt content in the 0-30 cm soil layer. Our results suggest that Haloxylon establishment plays an important role in the reestablishment of desertified ecosystems in arid regions.     

长江三角洲典型地区土壤有效铜和锌的时空变化及其影响因素研究

在2004年土壤调查数据的基础上,参照1982年土壤普查的资料,分析了张家港市土壤中有效铜和有效锌的时空变化趋势,并探讨了土壤性质、农业生产管理措施及环境污染等因素对它们的影响。研究结果表明:二十几年来,该地区土壤中有效铜和有效锌含量有了显著增加。在空间上,虽然土壤有效性铜和锌在水耕人为土高于北部的潮湿雏形土的格局没有改变,但在局部地区积聚的现象较为明显。这些时空变异的特征是由于二十多年来该地区农业生产管理措施的改变,工业发展等的外在因素,通过土壤性质发生改变(pH降低、有机质含量增加)而造成的。同时,工业、农业和城市活动带来的废弃物进入土壤中,也可导致土壤有效铜和锌含量增加。土壤有效铜和锌的时空演变,导致了研究区出现了铜过量的土壤,因此今后注意土壤铜过量对作物产生的危害。而土壤有效锌虽然有所增加,但大部分土壤仍处于较低或缺乏的状态,农业生产中应注意恰当施用锌肥,以提高作物产量,改善作物品质。     

艾比湖湿地土壤速效钾空间变异性分析

选择艾比湖湿地的博尔塔拉河,精河下游河岸带为研究区域,针对土壤中的速效钾进行定量测定,采用描述性统计法、地统计学方法和空间分析法,讨论研究区土壤速效钾的空间变异及分布特征。结果表明:在0~20 cm和40~60 cm土层速效钾空间变异中块金值与基台值之比分别为38.61%、32.63%,表明其空间变异性主要是随机性因素和结构性因素共同引起的,其空间分布体现为中等空间相关性。在20~40 cm土层块金值与基台值之比为17.09%,表明其空间变异性主要是结构性因素引起,其空间分布相关性很强,而在60~80 cm土层块金值与基台值之比为78.96%,表明其空间变异性主要是随机性因素引起,其空间分布相关性很弱。研究区土壤速效钾的取值范围在3.34~632.10 mg kg-1之间,差异很大。调查样地中37.19%的土壤样品速效钾含量3.34~34 mg kg-1之间,属极缺乏型和很缺乏型;31.70%的土壤样品速效钾含量34~68 mg kg-1之间,属很缺乏型和缺乏型,表明研究区速效钾含量整体偏低。土壤速效钾垂直分异规律为:随土层深度的增加而递减;速效钾含量水平分异规律为:精河区域、精博河间的中部区域博河区域。     

砂田在干旱地区的水土保持作用

通过5年的定点定位试验观测,分析结果表明,砂田具有良好的蓄水保墒特性,在一般年有效降水不低于200mm时,砂田能够基本满足抗旱作物生长需水的要求,新、中、老砂田含水量分别是土田的2.2倍、1.84倍和1.53倍;砂田可使土壤表层水分蒸发量不超过1.2mm/天,而对照土田则为5～10mm/天;砂田还具有提高地温的作用,通常高于土田6℃以上,并能使土壤结冻期比土田推迟约20天,解冻期提前约15天;砂田还可有效地防止风蚀和水蚀,具有保水保土保肥的作用。因此,砂田农作物产量是土田的1～3倍。     

红壤区土壤有机碳时间变异及合理采样点数量研究

相对于土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)空间变异性及合理采样点数量的研究,其时间变异性及揭示特定时段SOC变化所需采样点数量的研究较少。选择红壤丘陵区的江西省余江县为研究区,分析了1982—2007年SOC含量的时间变异特征,并估算了揭示该时段SOC变化所需土壤采样点数量。结果表明,1982—2007年SOC含量均值由14.18增至16.27 g kg-1,增幅为14.74%,其变异系数则由0.22上升为0.44。各土地利用方式中,水田和林地SOC含量分别增加了2.93和3.12g kg-1,而旱地则降低了2.55 g kg-1;同时各利用方式的SOC含量变异系数均出现较大幅度的提高。基于两时段的全部样点,在95%和90%置信区间上,计算得到揭示该时段全县SOC时间变异所需的采样点数量分别为186和147。基于各土地利用方式的SOC变化,计算得到水田、旱地和林地所需采样点数量分别为68、44和144(95%置信区间)及54、34和112(90%置信区间);揭示旱地SOC变化所需采样点数量应为水田的60%以上,而林地所需样点则为水田的2倍以上。该研究结果可为红壤区SOC时间变异性及其调查采样提供参考。     

曲周县农田土壤有效微量元素含量空间变异特征及影响因素初探

以河北省邯郸市曲周县为研究区域,采用地统计学与地理信息系统相结合的方法,对曲周县农田土壤有效微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)含量的空间变异特征及其主要影响因素进行了初步研究和探讨。结果表明:土壤有效Fe、Mn含量的最优理论模型为指数型(R2为0.887和0.553),有效Cu含量为球状模型(R2为0.988),有效Zn含量为高斯模型(R2为0.977)。土壤有效微量元素含量的空间变异程度和空间相关性由大到小依次为:Zn> Cu> Mn> Fe,Fe> Zn> Mn> Cu。从空间分布来看,土壤有效Fe、Mn、Zn含量主要处于低水平,并且土壤有效Fe、Mn、Cu含量以片状分布为主,土壤有效Zn含量呈现由西向东逐渐递减的趋势。土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn含量与土壤有机质含量均呈极显著正相关,与土壤pH间没有显著的相关,而土壤有效Cu含量则与土壤pH间存在显著正相关。总体而言,曲周农田土壤有效Fe,Mn,Zn含量相对较低,而有效铜含量相对较高。如果种植对铁锌敏感而且需求量相对较高的作物,应该考虑Fe、Zn肥的施用。