新疆盐渍化区土壤盐分离子的空间变异特征

土壤中盐分含量与空间分布是了解多孔介质中水盐运移规律并进而因地制宜提出盐渍土改良措施的关键。利用地统计学,结合地理信息系统（GIS）,在面积约为2 000 km2的新疆典型盐渍化区渭干河流域布设了土壤取样点43个,测定了土壤表层（0～30 cm）盐分及其组成（Ca^2＋、Mg^2＋、K^＋、Na^＋、SO4^2-、Cl^-、HCO3^-）的空间变异性规律。结果表明：Ca^2＋、HCO3^-为正态分布,其余盐分离子符合对数正态分布;半方差分析得出总盐分符合球状模型,Mg^2＋、K^＋、Na^＋、Cl^-、SO4^2-符合指数模型,Ca^2＋符合高斯模型,而HCO3-则是纯块金效应;盐分离子的变程在14.3 km～64.1 km之间;盐分离子均表现为中等强度的空间自相关,但程度有所差异。用Kriging插值法对未测点的盐分离子进行最优估计,绘制含量分布图,从而可以更直观的反映研究区土壤盐分离子的空间变异特征。     

环渤海平原区土壤盐渍化反演与水盐耦合分析

为明晰土壤盐渍化多维空间分布特征、水盐耦合关系,以环渤海平原的山东部分为研究区,通过野外实测和室内分析获取数据,基于经典统计方法对土壤水盐特征进行描述性统计分析;利用GIS软件分析土壤含盐量、含水量的二维空间分布,GMS软件可视化分析土壤盐渍化三维空间分异特征;构建土壤水盐耦合协调模型,定量分析不同因素对水盐耦合协调度的影响程度。结果表明：(1)研究区土壤含盐量中位数为2.08 g/kg,以中度盐渍土为主,土壤含盐量整体呈自上而下逐渐增大趋势,表层土壤含水量均值为15.38%,全区域较缺水;(2)二维空间上,土壤含水量<20%的面积为17 519.48 km²,共占86.64%;表层(0—20 cm)土壤含盐量以轻度盐渍土为主,面积为10 051.87 km²,占总面积49.71%。土壤含水量、土壤含盐量均呈自南向北增加趋势;三维空间上,土体盐渍化分布类型以均质型、底聚型为主,局部存在表聚、两端集聚类型,土体盐渍化分布特征复杂;(3)东营区以北区域水盐耦合度多>0.66,以南区域(除平度、莱州市外)耦合度多为0.40～0.66,形...     

银川平原土壤盐分及盐渍土的空间分布格局

系统认识和掌握盐渍土的空间分布特征,是治理改良盐渍土的基础。在总面积约6 184.9 km2的银川平原引黄灌区布设101个采样点,分层（0～180 cm）测定了土壤全盐量,应用地统计学方法结合GIS技术对其空间分布特征进行了研究。结果表明,银川平原各层土壤盐分的分布类型均比较复杂,呈高度的偏态分布。土壤盐分的变异属于中等变异强度。0～120 cm土层盐分的空间相关距离一般在20～28 km;而深层（＞120 cm）土壤的空间相关距离较大,约34 km。银川平原表层土壤属于非盐化土、轻度、中度、重度盐渍土和盐土的土地面积分别为0、1 508.8、3 614.9、982.6和78.6 km2,总体属于中度和轻度盐化土类型,且呈现一定的盐分表聚趋势。重度盐渍土和盐土主要分布在银北的石嘴山市、平罗县、惠农县一带和银南的部分地区。总体来说,银川平原的土壤盐渍化现象依然严重,应加强研究与治理改良。     

压砂地土壤盐分空间变异规律

[目的]研究不同种植年限压砂地及裸地不同土层土壤盐分的空间变异特征,为西北干旱地区土壤盐渍化改良和利用提供理论依据。[方法]以甘肃省景泰县压砂地及裸地不同土层土壤盐分数据为基础,运用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析土壤盐分统计特征值,半方差模拟模型及其拟合参数和等值线分布图。[结果]压砂地土壤盐分均值明显低于裸地,且裸地老砂地新砂地中砂地,裸地与压砂地各层土壤盐分的均值差异较大,且土层Ⅳ(30—50cm)土层Ⅲ(20—30cm)土层Ⅱ(10—20cm)土层Ⅰ(0—10cm);裸地Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ层,中砂地各层土壤盐分属于弱变异性,其他各地型各土层土壤盐分都属于中等变异性。裸地Ⅰ,Ⅲ层,新砂地第Ⅲ层,中砂地第Ⅰ层,老砂地Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ层土壤盐分半方差函数最佳理论模型为指数模型,裸地第Ⅱ层为线性模型,其他各地型各土层均为球状模型。裸地第Ⅱ层土壤盐分具有弱空间相关性,其余各土层土壤盐分均具有强相关性。试验区土壤盐分北部高于南部,且各土层土壤盐分在一定范围内存在空间上的变异性和相关性。[结论]土壤表层压砂能有效减小土壤盐分表聚,抑制土壤次生盐渍化,不同种植年限压砂地不同土层土壤盐分在一定范围内存在空间上的变异性和相关性。     

典型干旱区绿洲春季土壤盐分空间分布特征分析

干旱区绿洲春季土壤盐渍化问题十分严重。以新疆第二师31团灌区为例,在GIS技术的支持下,运用经典统计学和地统计学方法,对春季灌区内不同深度土层的盐渍化特征与空间分布格局进行分析,探讨了这一地区土壤盐渍化规律,为当地农业生产和土壤改良提供了理论依据。结果显示:春季灌区内土壤pH值范围在8.01～8.32,总体呈碱性;土壤盐分呈表聚型,盐分阳离子以K⁺和Na⁺为主,阴离子在耕地土壤以SO₄^2-、在非耕地土壤以Cl^-为主;盐分类型耕地以氯化物-硫酸盐型为主,非耕地以硫酸盐-氯化物型为主。不同深度土层土壤盐分含量在水平方向均具有较强的变异性且大多具良好的空间相关性;其中,40～60 cm土层土壤盐分含量空间相关性强烈,0～20 cm、20～40 cm、80～100 cm土层空间相关性中等。在垂直方向上,0～20 cm、40～60 cm土层土壤盐分含量较高,在1.59～8.91 g kg^-1之间;20～40 cm、80～100 cm土层盐分含量相对较低,在2.44～...     

土壤空间变异性研究

探讨了研究土壤空间变异所必须考虑的相关尺度问题，立足国内，兼顾国外，介绍了近年来土壤特性空间变异性几种研究方法及应用的研究动态，讨论了空间变异研究方法的各自特点及今后研究和应用的发展趋势，展望了空间变异性研究在土壤科学、水土保持与水资源系统中的应用前景。     

菌根化育苗基质对不同盐渍化土壤盐分及养分的影响

为明确菌根化育苗基质对不同盐渍化土壤盐分及养分的影响,以加工番茄"屯河5501号"为试验材料,采用轻度、中度和重度盐渍化土壤进行盆栽试验。研究加工番茄苗期、花期、坐果期、果实膨大期及收获期时,菌根化育苗基质对不同盐渍化土壤盐分、土壤有机质及速效养分的影响。结果显示:菌根化育苗处理的盐分含量均低于非菌根化育苗处理,且花期到坐果期时,在轻度和中度盐渍化土壤中存在显著性差异,分别降低了7.2%、9.9%和11.3%、22.5%,pH值随着生育期的递增逐渐增加。土壤中有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量均表现为重度盐渍化土壤中度盐渍化土壤轻度盐渍化土壤,重度盐渍化土壤较轻度盐渍化土壤中各指标含量最高分别增加了14.4%、102.2%、40.4%和43.1%,且非菌根化育苗处理高于菌根化育苗处理,并随着生育期的递增呈下降趋势。番茄产量随着盐渍化程度的加深逐渐减少,但在轻、中、重3种盐渍化土壤中,菌根化育苗处理的产量均高于非菌根化育苗处理,分别增加了11.8%、14.5%和13.2%。菌根化育苗基质可减少不同程度盐渍化土壤中盐分的积累,促进土壤矿质养分的转化,减轻盐胁迫对作物的危害,通过菌根促进盐胁迫中植株对矿质营养的吸收,促进植株生长,增强植株对盐胁迫的耐性,最终提高产量。     

明沟排水对盐渍化枣田土壤盐分的影响

[目的]研究明沟排水对盐渍化枣田土壤盐分分布规律的影响,明确明沟排水降盐效应,为提高枣树经济效益和生态防护效应以及盐渍土长期改良治理措施研究提供理论依据。[方法]通过对盐渍化枣田土壤进行调查取样,并对该土样进行水溶性盐含量、电导率、pH值和土壤盐基离子当量比的测定。[结果]同一深度土层,随着与明沟距离的增加,盐基离子含量呈现先降低后增加趋势。距离明沟0m处盐基离子含量最高,之后随距离的增加含量显著降低,在40m处达到最低,40m以后盐基离子含量显著增加。此外,距离明沟40m处土壤盐害作用明显降低,盐基离子类型由NaCl型转变为盐害较轻的CaCl_2型和Na_2SO_4型。[结论]明沟排水降盐效果最佳的范围在40m左右;由于滴灌和离子迁移速率等因素的影响,在土壤表层和底层出现了盐基离子聚集现象。     

新疆伊犁河谷新垦绿洲土壤盐渍化空间特征分析

在新疆西部伊犁河谷察布查尔县农业示范区采集表层土壤84个,进行了土壤盐分、有机质、pH值和电导率等指标进行实验和统计学分析,探索新垦绿洲表层土壤盐分的空间变化规律及其成因。结果表明:示范区土壤盐渍化明显,主要为硫酸盐和氯化物硫酸盐盐渍化。盐渍化程度主要为轻度、中度盐渍化。示范区西部,盐渍化程度呈现由东南向西北逐渐增大的趋势。东部受洪积扇微地形起伏变化的影响,盐土呈现点片相间分布的格局。中部在垄状隆起区域盐渍化程度较重,两边洼陷部分盐渍化程度较轻。示范区土壤盐渍化过程受地下水、原始地形起伏、原生盐分和人工灌溉等结构性因素和随机性因素的影响。平整土地、灌排结合、林草间作是防治土壤次生盐渍化的主要措施。     

环渤海低平原区土壤安全容盐潜力评价

该文通过环渤海低平原区的土壤安全临界容盐潜力和最大容盐潜力分析,为保障土壤安全和粮食作物安全下的咸水灌溉提供科学依据。通过实验室数据和整合所搜集资料,查明了环渤海低平原区的0～40cm土壤含盐量现状,在此基础上,以不同盐分情况下的土壤安全容盐值、土壤化学类型和作物布局结构为参考指标,对研究区的土壤安全容盐潜力进行了评价。总的来看,环渤海低平原区的土壤安全临界容盐潜力变化区间为1.0～3.0g/kg,其中以2.0～2.5g/kg的潜力区为主,占总面积的81.3%,整体容盐潜力较大;其他等级1.5～2.0、2.5～3.0和1.0～1.5g/kg的潜力区,分别占10.0%、5.4%和3.1%。土壤安全最大容盐潜力区的变化区间为1.5～5.5g/kg,其中以2.5～3.5g/kg的潜力区为主,占总面积的68.7%,整体容盐潜力较小;其他等级3.5～4.5、1.5～2.5和4.5～5.5g/kg的潜力区,分别占25.2%、5.1%和1.0%。土壤安全临界容盐潜力区和最大容盐潜力区在空间格局上有很好的对应关系,临界容盐潜力大的地区,最大容盐潜力也大;反之,依然。     

莫索湾灌区土壤剖面盐分的季节性变化特征

以新疆莫索湾灌区为研究区域,通过对该地区春季和秋季土壤剖面取样,得到土壤盐分值并采用Arc-gis 10.0软件对土壤盐分进行地统计学分析,从而探索莫索湾灌区不同季节土壤剖面盐分的空间变化特征。结果表明：研究区土壤剖面盐分含量随土层深度的增加而升高,属于底聚型;盐分含量总体表现为东南部高于西北部,2014春季高于2013年秋季,是因为灌区春季温度高于秋季,且积雪融化造成部分地区地下水位升高,强烈的地表蒸发使得底层盐分上移到耕层。不同季节各层土壤盐分含量值都符合对数正态分布,变异系数在66％~92％之间,具有中等强度的空间变异性,表层土壤变异大于底层;半方差分析得出2013年秋季和2014年春季各土层土壤盐分含量可以用高斯模型、指数模型和线性模型拟合,拟合模型的R2均大于0.75;土壤盐分含量的块金系数 C0/( C0＋ C )值在31％~42％之间,盐分含量值均表现为中等强度的空间自相关,0~100 cm土壤盐分受自然因素和人为因素共同作用。研究结果可为莫索湾灌区盐渍化土壤的分区、改良和利用提供理论基础。     

山东省环渤海平原区粮食产出潜力与技术途径分析

为了给国家新增粮食生产能力规划布局提供依据,基于山东环渤海平原区目前耕地资源、种植制度及其生产力现状,估算了该区域内30个县(市、区)的粮食产出潜力。结果表明:通过扩大粮食种植面积和提高粮食单产具有新增粮食4.034 1×109 kg的潜力,具体技术途径为:①调整种植制度,通过将一年1熟种植棉花调整为小麦/玉米一年2熟种植粮食作物,可增加粮食产出2.364 7×109 kg;②开发利用耕地资源,通过改造治理盐碱荒地种植粮食作物可增加粮食产出7.755 5×108 kg;③实施均衡增产措施,通过提高现有粮田单产水平可增加粮食产出8.938 5×108 kg。无论是扩大种植面积,还是提高单产,增粮增产潜力较大的县(市、区)主要分布在黄河三角洲地区。粮食生产潜力开发的核心技术措施是进行洗盐排盐抑制耕层土壤返盐,改土培肥提高中低田地力,筛选配置耐盐作物品种、优化耕作制度,实施适度规模集中连片标准化技术。     

Spatial evaluation of soil salinity using the WET sensor in the irrigated area of the Segura river lowland

The electrical conductivity of the water within the soil pores (EC_p) measured with the WET sensor, appears to be a reliable estimate of soil salinity. A methodology combining the use of the WET sensor along with geostatistics was developed to delimit and evaluate soil salinity within an irrigated area under arid to semiarid Mediterranean climate in SE Spain. A systematic random sampling of 104 points was carried out. The association between EC_p and the saturation‐extract electrical conductivity (EC_se) was assessed by means of correlation analysis. The semivariograms for EC_p were obtained at three different soil depths. Interpolation techniques, such as ordinary kriging and cokriging, were applied to obtain EC_p levels in the unknown places. For each one of the soil depths, a model able to predict EC_se from EC_p was developed by means of ordinary least squares regression analysis. A good correlation (r = 0.818, p < 0.001) between EC_p and EC_se was found. Spherical spatial distribution was the best model to fit to experimental semivariograms of EC_p at 10, 30, and 50 cm soil depths. Nevertheless, cokriging using the EC_p of an adjacent soil depth as an auxiliary variable provided the best results, compared to ordinary kriging. An analytical propagation‐error methodology was found to be useful to ascertain the contribution of the spatial interpolation and ordinary least squares analysis to the uncertainty of the EC_se mapping. This methodology allowed us to identify 98% of the study area as affected by salinity problems within a rooting depth of 50 cm, with the threshold of EC_se value at 2 dS m^–1. However, considering the crops actually grown and 10% potential reduction yield, the soil‐salinity‐affected area decreased to 83%. The use of sensors to measure soil salinity in combination with geostatistics is a cost‐effective way to draw maps of soil salinity at regional scale. This methodology is applicable to other agricultural irrigated areas under risk of salinization.     

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。     

新疆岳普湖县土壤盐分空间变异及其分布特征研究

基于区域变量理论,采用GPS定位技术,于2005年7-8月,对岳普湖县土壤进行定点取样,土壤取样层次为0-30cm、30-60cm、60-100cm和100-200cm,共取样点118个。在GIS技术支持下,通过地统计学半变异函数和Kriging空间插值,定量分析岳普湖县不同层次土壤盐分的空间异质性。结果表明:岳普湖县各层土壤含盐量普遍较高,均值分别为17.44,11.67,9.10,8.14g/kg,且变异性大、变异系数为0.877～0.959,接近于强变异性。0-30cm、30-60cm和60-100cm土壤盐分的理论分布模型属于指数模型,100-200cm属于球状模型。各层土壤盐分空间相关性均属于中等程度。不同土层之间的空间自相关范围具有明显的差异,由表层至深层,土壤盐分的自相关范围逐渐增大。在空间格局上,岳普湖县土壤盐渍化极其严重,0-30cm土层,强度盐渍化面积占总面积的40.42%,盐土47.87%。水平方向上,土壤盐分的高值区主要分布在岳普湖镇、岳普湖乡、色也克乡、阿其克乡和铁热木乡。研究成果可为岳普湖县防治土壤次生盐碱化及其合理利用水土资源方面提供决策依据。     

基于电磁感应的典型干旱区土壤盐分空间异质性

为研究干旱区土壤盐分空间异质性,指导农业生产实践,运用大地电导率仪（EM38、EM31）对研究区域进行移动式磁感调查,获取表观电导率（ECa）。同时,通过27个校准点的采样和ECa测量,建立土壤盐分的电磁感应解译模型。干旱区土壤盐分质量分数与EM38、EM31水平模式读数（H38、H31）显示出良好的相关性（R=0.935）,可以利用ECa结合GIS和地统计学知识研究土壤盐分的空间分布。采用两种方法进行研究：一种是先利用解译模型获取磁感调查点的土壤盐分质量分数,然后进行地统计分析研究其空间分布;另一种是先利用地统计分析研究H38和H31的空间分布,然后利用解译模型通过栅格运算计算盐分质量分数,精度检验显示前者预测值与实测值之间的相关性更好（R2, 0.888＞0.873）;标准差较低（std. 0.414＜0.426）,具有更高的预测精度。研究结果表明,基于电磁感应研究干旱区土壤盐分空间异质性是切实可行的,这对于土壤盐渍化的快速诊断,指导农业生产和促进精准农业的发展具有重要的意义。     

Comparison of spatial interpolation techniques for mapping soil pH and salinity in agricultural coastal areas,northern Iran

This study attempted to characterize the spatial distributions of soil pH and electrical conductivity (EC_e) of coastal fields in the Miyandoroud region, northern Iran, for three soil layer depths by assessing spatial variability and comparing different interpolation techniques such as inverse distance weighting (IDW), ordinary kriging (OK), and conditional simulations (CS). Three soil composite samples were collected from 0–50, 50–100, and 100–150 cm depths at 105 sampling sites. At all three soil depths, pH and EC_e were best fitted by exponential and spherical models, respectively. Nugget effects were higher for soil EC_e data sets compared with soil pH at all three soil depths showing soil EC_e had a spatial variability in small distances. The prediction accuracy of the interpolation methods indicated that the minimum error for all data sets was achieved with the OK method, except for pH at 50–100 cm depth, and the CS technique revealed the largest error. The effect of different numbers of simulations (100, 500 and 1000) in the CS interpolation method resulted not in a realistic mapping for the soil EC_e and pH. Considering the high importance of irrigated agriculture in the Caspian Sea coastal areas, more subsoil salinity build-up and groundwater salinity monitoring plans are needed as a prerequisite for sustainable agricultural production systems of the future.     

农田表层土壤养分空间变异特性研究

为给田间养分监测设施布设方法提供依据,在陕西杨凌选取2块农田,采用12 m×12 m嵌套6 m×6 m的采样方法,采集表层土壤（0～20 cm）养分数据,运用经典统计、地统计学结合Kriging插值方法,分析农田土壤养分空间变异特征。结果表明：冬小麦抽穗期与成熟期农田表层土壤全氮（TN）变异系数<10%,为弱变异,土壤有机质（SOM）、有效磷（AP）变异系数介于10%与100%之间,为中等变异,有效钾（AK）和铵态氮（NH4+-N）变异系数>100%,为强变异,成熟期硝态氮（NO3--N）由强变异转为中等变异。土壤养分最优半方差模型为球状模型,作物不同生育阶段,土壤养分空间相关性存在一定的差异,土壤SOM、TN块金系数<25%,空间相关性强烈,以结构性因素为主导;冬小麦抽穗期速效态养分块金系数介于25%与75%之间,空间相关性中等,随机性因素主导,成熟期<25%,空间相关性增强。采样密度由6 m×6 m变为12 m×12 m时,变异程度保持不变,土壤养分空间变异系数差值在0.04%～59.48%范围内,成熟期2号样地的AK除外,块金系数差值在0.065%～34.177%范围内,2种采样间距获得的土壤养分空间变异特征基本一致,建议选用12 m×12 m网格。