黄骅市土壤重金属空间变异特征及污染评价

为研究工业和经济高速发展对环渤海滨海生态脆弱区土壤质量的影响,以黄骅市为研究区,利用地统计学方法对黄骅市表层土壤中的Pb,Hg,Cd,Cr,As,Cu,Zn,Ni共8种重金属空间分布特点和污染状况进行了分析。结果表明:（1）Pb,Cd,Cu元素样点平均含量超过河北省土壤背景值,其他元素含量平均值均未超过,所有元素含量平均值都在国家土壤质量二级标准的范围内。（2）根据变异函数拟合发现,Pb,Hg,Cd,Cr,As,Cu共6种元素拟合于指数模型,Zn,Ni两种元素拟合于球状模型;Pb,Cd,Zn基底效应值为25%～75%,空间自相关程度一般,其空间分布格局受到一定外界干扰。其他元素基底效应值均在25%以下,空间自相关性比较强,空间分布格局受外部影响相对较小。（3）根据克里格内插预测发现,Pb,Cd,Cu整体含量高,区域离散分布;Cr,Zn,Ni整体含量低,连续集中分布;As元素成岛状分布,分布集中于几个区域;Hg成散点状分布于黄骅全县。（4）通过计算内梅罗污染指数可知,黄骅市土壤内梅罗污染指数大部分处于1.0～2.0,属于轻度污染状态;吕桥镇中部和齐家务乡西部污染指数最高,属于污染最严重的地区。工业生产和地质环境是影响土壤重金属元素空间分布的主要原因。     

基于电磁感应仪的土壤盐渍化剖面特征解译研究

为了快速、精准解译区域尺度土壤盐分特征,有必要建立土壤剖面盐分信息精确解译模型。以新疆农灌区不同土壤质地的盐渍化土壤为研究对象,利用电磁感应式大地电导率仪EM38获取土壤表观电导率,构建了基于EM38的两种土壤质地剖面分层盐分解译模型,并对盐分解译回归模型进行了精度检验。结果表明:两种质地的土壤剖面盐分含量变异均较大,中壤土各层电导率变异系数在58%~98%,呈现中等变异强度,而砂土表层(0~40 cm)变异系数达到100%以上,属于强变异强度,深层土壤变异系数介于76%~88%属于中度变异强度。两种质地土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈显著的相关关系,水平和垂直测量模式都能够对不同深度土盐层分进行预测,且以EMh+EMv为自变量的二元回归解译模型具有较高的精度,相关系数R达到0.94以上。中壤土EM38的盐分预测在不同深度土层的验证结果决定系数达到0.59以上,砂土质地土壤盐分预测验证R2达到0.36以上,预测精度与土壤剖面盐分变异性呈现显著负相关,其相关系数为-0.86,中壤土质地的解译效果优于砂土质地。分析EM38在预测不同土壤质地盐分精度上的差异性,构建了电磁感应式土壤剖面盐分含量的预测模型。研究结果引入土壤质地变量,可为大面积土壤盐渍化的快速精确测定提供理论依据。     

寻乌县耕地土壤全氮含量空间变异特征及其影响因素

以寻乌县耕地质量与产能评价试点项目采集的耕地表层土壤(0～20 cm)数据为例,采用地统计分析和回归分析等方法,对该区域耕地土壤全氮的空间变异特征及其影响因素进行研究和分析。统计结果表明,寻乌县耕地表层(0～20 cm)土壤全氮含量在0.42 g kg^-1～2.25 g kg^-1之间,均值为1.21 g kg^-1,变异系数为26.88%,处于中等程度的空间变异;从半方差分析的结果来看,块金效应为62.50%,表明随机性因素对研究区土壤全氮的影响程度要大于结构性因素;从空间分布来看,寻乌县土壤全氮的分布总体上呈现出北低南高的趋势,且大致呈条带状和块状分布,全氮含量较高的耕地分布较为零散,且面积不大,而含量较低的耕地主要分布在中部及北部部分地区。回归分析表明,成土母质对土壤全氮有着极显著的影响(P<0.01),土壤类型、耕地利用方式对土壤全氮的影响均达到了显著水平(P<0.05);地形因素对土壤全氮含量的独立解释能力最高,为7.3%,是影响寻乌县耕地土壤全氮含量空间变异的主要因素。     

四川盆地耕地土壤pH空间变异特征及影响因素

基于四川盆地4362个耕地表层土壤（0~20cm）采样点数据，采用地统计学法、方差分析和回归分析法分析了该区域耕地表层土壤pH的空间分布特征及其不同影响因素对土壤pH空间变异的影响程度。结果表明：研究区土壤pH值在3.53~8.76之间，平均为6.54，以微酸性至中性为主；变异系数为18.89%，属于中等程度的空间变异。半方差分析表明，指数模型为该区域土壤pH变异的最佳拟合模型，块金效应为49.97%，属于中等程度的空间自相关性，受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上，整体呈现北高南低、西高东低、中间高四周低的空间分布格局。回归分析结果表明，土壤pH的空间变异主要受到土壤类型、降雨量、地形和耕地利用方式的影响。其中，土壤类型和降雨量分别能独立解释14.6%和11.6%的土壤pH空间变异，是该区域土壤pH空间变异的主控因素。     

大兴安岭地区土壤有机质空间变异特征及影响因素分析

为研究大兴安岭地区土壤有机质(SOM)空间特征并进一步探究其影响因素,使用采样间距为15 m×15 m的五点采样方法采集具有较强代表性的土壤样点数据共181个,获取各点属性数据及坐标值,再通过普通克里金插值方法初步分析SOM分布情况,并与遥感影像反演得出的SOM预测结果相结合.结果表明:大兴安岭地区的SOM含量变异系数...     

胜利矿区土壤养分空间变异特征与影响因素

研究矿区土壤养分空间变异特征对矿区土地复垦与生态保护具有重要意义。选取胜利矿区土壤作为研究对象,基于地统计学和GIS技术分析土壤养分的空间变异性,并探讨地形因子和土地利用类型对其影响。结果表明:研究区土壤pH、有机质、速效氮、有效磷、速效钾平均含量分别为8.07、21.59 g/kg、82.91 mg/kg、8.21 mg/kg、257.34 mg/kg;除pH属于弱变异外,其他养分均属于中等强度变异;各项养分指标均具有一定的趋势效应。pH的最适模型是球面模型,有机质、速效钾的最适模型是线性有基台模型,速效氮、有效磷的最适模型是指数模型。pH、有机质、速效氮表现为中等空间自相关性;有效磷、速效钾呈弱空间自相关性。pH由中部向四周逐渐降低;有机质、速效氮高值区集中在西部高程较大的位置,低值区分布在受人类扰动较强的中东部;有效磷、速效钾没有呈现一定的分布规律。坡度、坡向、高程、地形湿度指数是造成土壤养分格局差异的主要地形因子;从土地利用方式看,采矿扰动是养分含量较低的重要原因,矿业用地养分含量显著低于耕地和草地。     

小尺度下茶园土壤有效态微量元素空间变异特征及其影响因素分析

  【目的】  开展小尺度下茶园土壤有效态微量元素空间变异及影响因素研究,以指导茶园养分管理和土壤培肥。  【方法】  于2020年,在四川雅安名山区中峰镇面积约2 km2的生态茶园,采用随机布点法布设94个采样点,每个采样点取 0—30 cm 表层土壤,分析土壤pH、有机质以及有效铁、有效锰、有效铜和有效锌4种微量元素含量,用阈值法(平均值±3倍标准差)对分析数据进行异常值处理。采用地统计学与GIS空间分析技术相结合的方法,探讨了小尺度下茶园土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌4种有效态微量元素的空间异质性,并运用相关性分析和回归分析方法探究其影响因素。  【结果】  研究区土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌平均含量分别为56.0、28.0、1.2和1.8 mg/kg,变异系数分别为52.59%、89.95%、38.81%和32.90%,属于中等程度变异。有效铁、有效铜和有效锌含量均服从正态分布,而有效锰含量服从对数正态分布。土壤有效铜呈纯块金效应,全局Moran’s I指数为负值;有效铁、有效锰以指数模型为最优拟合模型,有效锌以球面模型为最佳,块基比在36.57%～61.85%,均呈中等空间相关性,全局Moran’s I指数均为正值,且有效铁含量具有极显著空间自相关性。4种土壤有效态微量元素空间分布格局差异较大,有效铁含量呈现南高北低的趋势,有效锰含量随地面坡度的增加呈现降低趋势,有效铜含量斑块状分布明显,有效锌含量则呈现出从研究区两端向中部递减的分布特征。有效铁含量与有机质、pH显著正相关,有效锌含量则与有机质呈极显著正相关,有效锰含量与坡度之间存在显著相关性,有效铜含量则与各因子均无显著相关性。  【结论】  中锋生态茶园土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量总体上均较丰富,均属中等变异强度。土壤有效铜存在空间孤立现象,有效铁、有效锰和有效锌表现为空间聚集特征。茶园土壤有效铁和有效锌含量主要受土壤有机质含量的影响,有效锰含量则主要受坡度的影响。     

安徽省六安地区土壤pH空间变异特征及其影响因素

本文对安徽省六安—霍山地区土地质量地球化学调查项目取得的1295个土壤表层样品(0～20cm)的pH值进行了统计分析,深入探讨了其空间变异特征及其影响因素.结果表明,研究区表层(0～20cm)土壤pH变化幅度为3.97～8.09,平均值为5.38.90.57％的土壤样品pH值在研究区5.0～6.5范围内,呈酸性,局部地...     

县域农田土壤有机质空间变异及其影响因素分析

研究县域农田空间变异特征可以为培肥地力,增加作物产量提供指导。本文运用地统计学和 GIS相结合的方法,研究了四川省双流县土壤有机质的空间变异特征及其影响因素。结果表明： ①研究区域土壤有机质含量处于中等偏高水平,平均值为 29.72 g/kg,变异系数为 30.11%,属中等变异强度。②有机质变异函数的理论最佳模型为球状模型,块金值与基台值之比为12.67%,表明有机质含量具有强烈的空间相关性,空间相关距离为 91.10 km,普通Kriging插值表明土壤有机质含量呈现北部向东南部减少的趋势。③影响有机质空间变异的主要因素为土壤类型、地貌类型等结构性因子,而土地利用方式、施肥等随机性因子也对有机质空间变异产生重要影响,其中秸秆还田是有机质含量普遍升高的原因。     

徐淮黄泛平原土壤有机质空间变异特征及主控因素分析

土壤有机质含量是估算土壤碳储量、评价土壤肥力和质量的重要指标,精确估算土壤有机质含量具有重要意义.本研究在徐淮黄泛冲积平原西北部选取了一个24 km×24 km方形区域为研究区,按照套合采样方法,采集了168个耕作层土样,测定分析土壤有机质含量和机械组成,运用地统计学方法和GIS技术研究了徐淮黄泛平原区表层土壤有机质含量的空间变异特征,利用方差分析和回归分析定量分析了区域内土壤有机质空间变异的影响因素.统计结果表明,研究区土壤有机质含量为21.80-7.43 gkg-1,属中等水平,变异系数为34.08％,属中等变异强度;地统计分析表明,研究区具有强烈的空间自相关性,结构变异占主导作用,各向异性显著,在45°方向上变异程度最剧烈,土壤有机质呈条带状分布,自东北向西南呈递减趋势;方差分析和逐步回归分析表明,土壤机械组成是研究区土壤有机质空间变异的主控因素,能够独立解释空间变异的64.9％,其次是土地利用、成土母质、土壤类型,四个因子对土壤有机质空间变异的综合解释为74.6％.     

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。     

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。     

海水倒灌农田土壤盐分空间变异特征

以海南省海口市三江农场为研究区域,采集并化验海水倒灌后土壤样品191份,利用地统计学方法和空间插值法对区域土壤盐分空间变异特征进行了研究。结果表明:14个土层中土壤盐分的均值最大的为0~5 cm土层,土壤盐分平均含量达到9.63 g/kg,最小的是20~40 cm土层,盐分平均含量仅为4.36 g/kg;24个土层中第一层(0~5 cm)土壤盐分含量属弱相关性,第四层(20~40 cm)土层属于剧烈空间自相关性;3各土层土壤盐分分布格局差异明显,含盐量1 g/kg的各土层均没有分布;含盐量1~3和3~5 g/kg两个级别随着土层深度的增加面积逐渐增大,9 g/kg的级别则面积逐渐减少。不同深度土壤层土壤盐分含量差异明显,空间变异特征各不相同,总体呈现土壤盐分表聚特征。     

南方丘陵区土壤硒空间分异特征及其影响因素——以丰城市为例

江西省丰城市是典型的富硒土壤分布区,本文基于丰城市2015年—2016年采集的699个表层（0 ~ 20 cm）土壤样点数据,运用地统计分析、相关性分析、地理探测器等方法,系统分析了丰城市土壤硒的含量、空间分异特征及其影响因素,以期为土壤硒的涵养与富硒土地的生产功能提供有价值的参考。结果表明：丰城市土壤硒含量在0.13~0.69 mg?kg-1之间,平均值为0.33 mg?kg-1,是全国土壤硒元素背景值（0.29 mg?kg-1）的1.14倍,变异系数为27.27%,呈中等程度变异性。经半方差函数分析,土壤硒变程为12.86 km,空间自相关范围较大;块金效应值为44.30%,表明土壤硒空间变异主要受结构性因素影响。在空间分布上,热点区（高值聚集）主要分布在泉港镇西部、董家镇东南部、尚庄街办中部、上塘镇西南部、曲江镇西北部、洛市镇中部和南部以及秀市镇西南部。砷、铜、汞、氧化钾、氧化钙、pH、成土母质和高程对土壤硒空间变异的影响程度均显著（P<0.05）,但影响程度不一。其中,砷的的独立解释能力最高,为29%,对丰城市表层土壤硒的富集与迁移起到重要作用。     

南方丘陵区土壤硒空间分异特征及其影响因素——以丰城市为例

江西省丰城市是典型的富硒土壤分布区,基于丰城市2015—2016年采集的699个表层(0～20 cm)土壤样点数据,运用地统计分析、相关性分析、地理探测器等方法,系统分析了丰城市土壤硒的含量、空间分异特征及其影响因素,以期为土壤硒的涵养与富硒土地的生产功能提供有价值的参考。结果表明:丰城市土壤硒含量在0.13～0.69mg·kg~(–1)之间,平均值为0.33mg·kg~(–1),是全国土壤硒元素背景值(0.29mg·kg~(–1))的1.14倍,变异系数为27.27%,呈中等程度变异性。经半方差函数分析,土壤硒变程为12.86km,空间自相关范围较大;块金效应值为44.30%,表明土壤硒空间变异主要受结构性因素影响。在空间分布上,热点区(高值聚集)主要分布在泉港镇西部、董家镇东南部、尚庄街办中部、上塘镇西南部、曲江镇西北部、洛市镇中部和南部以及秀市镇西南部。砷、铜、汞、氧化钾、氧化钙、pH、成土母质和高程对土壤硒空间变异均有显著影响(P0.05),但影响程度不一。其中,砷的独立解释能力最高,为29%,对丰城市表层土壤硒的富集与迁移起到重要作用。     

中卫市压砂地土壤有机质空间变异特点研究

通过野外采集土样,获取研究区不同空间尺度的有机质数据,运用经典统计学、地统计学结合GIS的方法,分析中卫市压砂地土壤有机质的空间变异特点。统计分析表明:区域尺度土壤有机质含量为1.64~14.66 g kg~(-1),田间尺度土壤有机质含量为2.73~6.17 g kg~(-1),均属中等程度变异。中卫市压砂地土壤整体处于缺乏水平(1.0%),地统计结果表明:区域尺度土壤有机质有中等的空间自相关性,其中,接近中下水平(1.0%~1.5%)的区域位于沙坡头区的西南部,向四周逐渐降低。在沙坡头区的中部、海原县的东北部形成了两个有机质极缺的地区(0.6%)。而处于缺乏水平(0.6%~1.0%)的区域分布范围最广,主要分布在中宁县的东北和西南部,沙坡头的东部以及海原县的中部和西北部。田间尺度的土壤有机质有强烈的空间自相关性,分布相对比较均匀,在其西部偏低,偏高值地区分布零散,无规律。     

巴中市乡村聚落空间分布特征及影响因素

对山区乡村聚落空间分布特征进行探索,可实现乡村聚落布局优化、统筹区域发展,对改善山区居民生活水平具有显著作用。以巴中市为研究对象,利用标准差椭圆分析、核密度估算、平均最近邻指数等方法,分析了巴中市乡村聚落空间分布特征与规律,并探究了自然环境与社会经济因素对乡村聚落所造成的影响。结果表明:巴中市乡村聚落主要分布于西南区域,数量依次向外梯状递减,呈西南—东北向椭圆分布特征,中心位于巴州区东北部; 聚落总体为均匀分布类型,各县区自上而下分别呈现集聚—随机—均匀的链状分布形式,区域分布显著。巴中市乡村聚落随高程和坡度变化具有明显正态分布规律,聚落多分布于海拔1 000 m以下、坡度小于15°的低山丘陵与平坝盆地。距河流6 000 m内覆盖83%的乡村聚落,河流距离与聚落数量呈负相关。受人文因素影响,聚落主要位于道路通达性高、交通便捷的区域,人口经济与自然环境、地理位置及社会聚集性呈正相关。     

全球尺度上土壤15N自然丰度空间变化的影响因素

研究土壤15N自然丰度（δ15N）空间变化及其影响因素对深化土壤氮素循环的过程与机理具有重要意义。但目前的研究多聚焦于区域尺度，对全球尺度土壤δ15N时空分异的探索存在不足。本文采用全球812个样点处的土壤δ15N值与土壤含水量、气象和土壤因子数据，构建各因子与土壤δ15N值的相关关系，并结合结构方程模型揭示其空间变化影响机制。结果表明，土壤含水量、气象和土壤因子与土壤δ15N值呈显著相关（p<0.01）；相较于均值，气象的时间变化特征因子（平均气温日较差和降雨季节变率）与土壤δ15N值和土壤含水量的相关程度更高。土壤因子对土壤δ15N值的总效应最高（-0.41）；气象和土壤因子可通过土壤含水量间接影响土壤δ15N值。当排除气象和土壤的影响后，土壤含水量对土壤δ15N值的效应为正。研究对于揭示气象、土壤和水文等因子对氮素循环的影响机制具有一定的借鉴意义。