湖南省汨罗市耕地土壤养分空间变异特征研究

土壤养分的空间分布特征是合理平衡施肥及实现特色优质农业的重要依据.通过对湖南省汨罗市耕地区土壤进行1:5万土地质量地球化学调查,分析了土壤的pH值、有机质(OM)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)等养分要素,采用地统计学方法与GIS相结合的方法对土壤养分要素空间分布特征及其变异规律进行研究.结果表明:汨罗市耕地区土壤整体呈弱酸性(pH值<7),有机质和氮含量相对富集;各项指标中磷含量变异系数最大,pH值的变异系数最小.地统计学方法表明,钾的空间相关性极强,其余养分要素空间相关性中等,空间变异程度依次为:K>pH>N>OM>P.综合分析成土母质、土壤类型、土地利用类型等因素,GIS空间分析解析出了土壤养分空间分布规律:有机质与氮空间分布情况相近,呈现出西部和中部城区分布较高,其余地区较为均衡;pH值与磷在地域上呈一定的均匀分布;钾分布具有较强的规律性,中西部含量较高,向东南逐级递减.     

塔里木盆地东北缘绿洲区土壤养分特征及主控因素分析

土壤健康关系人民生产生活水平，关乎国家粮食安全，是重要的战略资源。为摸清塔里木盆地东北缘典型绿洲区土壤养分特征，采集研究区土壤表层样品140件，测定主要养分元素含量，分析其生态化学计量特征、空间分布规律及影响养分富集的主控因素。结果表明：(1)研究区Fe、Mn含量高值分布面积最广，Mg含量高值分布范围最小；分析土壤生态化学计量特征，发现缺氮少磷是限制区内植物正常生长的主控因素。(2)从数量上来看，研究区贫瘠、极贫瘠级别的土地面积占总面积的99.14%，仅0.86%的土地处于中等级别水平。从空间分布上来看，中等肥力的土地分布在区内东南部，呈孤岛状；极贫瘠的土地主要分布在绿洲–荒漠的过渡带上。(3)研究区4种土地利用方式中，耕地的土壤养分含量较高；土壤养分元素的含量与坡向、地表粗糙度呈正相关关系，与海拔呈负相关关系。同时，土壤养分的丰缺与长期连作、作物施肥、灌溉技术等人为影响也有着密切的关系。     

黑龙江五大连池市卧虎山农场土壤营养元素地球化学特征研究

为研究火山岩地区土壤中营养元素的浓度水平及其空间分布特征,选取黑龙江五大连池卧虎山农场为研究区,系统采集41件表层土壤样品,测试分析氮、磷、钾等植物营养元素以及有机质、pH值等15项指标,绘制元素地球化学图,掌握了该区营养元素含量的空间分布特征。根据相关标准,评价土壤中营养元素的丰缺水平。结果表明:(1)研究区为酸性土壤,土壤营养元素含量总体丰足,只有硼含量稍缺或缺乏;(2)土壤营养元素具有明显的空间分布规律,以卧虎山北部含量较高、跃进水库附近较低为特征;(3)研究区为温暖湿润条件下的中等化学风化,伴随着成土作用营养元素持续从岩石释放到土壤中,且有机质对土壤营养元素具有良好的吸附性。本研究为当地农业生产中养分的合理利用和农业种植规划提供了第一手数据资料。     

内蒙古东来地区土壤养分空间分布特征及评价

在中小尺度上确定土壤养分状况并准确表达其空间分布特征仍需深入研究,了解和掌握土壤养分现状可为土地资源利用提供一定的科学参考。基于内蒙古东来地区土地质量地球化学调查中采集的468件表层土壤样品分析结果,采用主成分分析法和GIS技术对碱解氮、速效磷、速效钾、有机质4项养分指标进行空间分布特征分析及养分丰缺评价。结果表明,研究区土壤养分属于中度变异,呈不均匀分布。主成分分析提取的2项主成分指标可反映土壤养分指标90.34%的原量信息,得出的土壤肥力综合得分IFI值为-1.643～1.972。空间分布特征显示,研究区土壤整体有机质缺乏,碱解氮稍缺,速效磷适中,速效钾较丰富。IFI值的空间插值结果表明：土壤养分达到丰富及以上的区域占研究区面积的29.35%,主要分布在研究区中部的工农村、七间房附近;达到适中等级的占比为41.74%;稍缺—缺乏等级的占比为28.91%,其中缺乏等级分布面积为10.43%,主要分布在辽河农场三分场附近。建议在研究区进行农林业生产活动时,应注意有机肥和氮肥的增施。     

河南南阳盆地东南耕区表层土壤养分地球化学综合评价及影响因素

为了全面加强河南南阳西南耕区土地资源的利用、开发和管理工作,充分了解当地土壤的养分状况,通过实地调研、样品采集、实验分析等手段对研究区内各乡镇耕地土壤的pH值及养分(TN、TP和K)的空间分布特征进行研究,讨论不同土地利用方式下pH值及养分数据之间的差异及其各自的影响因素。半方差分析结果表明,TP最佳拟合模型为指数模型,TN、pH值、K含量以及有机质为球状模型。研究区pH、养分均表现出较弱的空间相关性,反映其受到人类活动的影响较为强烈。研究区土壤pH平均值为5.44,偏酸性,总体上呈现南高北低的空间分布特征。养分等级评价显示:TN、TP、K含量较为丰富,而有机质较为缺乏,分别为分级标准中的Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅳ级。土壤养分地球化学综合等级评价显示,全区养分等级总体上以中等为主,占总点位的69.1%,全区广泛分布。Pearson相关性分析发现研究区内土壤pH与有机质、TN弱负相关,与K显著正相关;有机质与TN表现为显著正相关,与K为负相关。不同土地利用方式下土壤各因子差异显著,旱地土壤pH值、TN、有机质以及K含量的平均值均小于灌木林地,而TP则相反。此外,区内作物调查显示玉米种植区平均pH值低于花生种植区。施肥方式、用量及种类、作物类型、土地管理、种植结构和土壤背景是造成全区养分及pH值分布差异的主要原因。     

内蒙古托克托地区土壤养分状况评价

选取内蒙古主要产粮基地之一的托克托地区作为研究对象,以多目标地球化学调查获取的1 556个表层土壤样品的测试数据为基础数据,基于多元地学数据空间数据管理与分析系统(GeoExpl)对土壤中有机质、全氮、全磷、全钾含量进行描述统计及空间分布分析,并采用模糊数学和改进的内梅罗指数对区内的土壤养分综合质量进行分级。结果表明：研究区表层土壤养分综合质量中等,土壤养分因子的含量水平为全钾＞全磷＞有机质＞全氮,磷元素和钾元素是土壤养分的主要贡献因子,氮元素为土壤养分的最主要限制性因子;从养分因子的空间分布状况看,研究区北部及西北部的土壤养分状况较好。在此基础上,根据土壤养分综合质量、地形及地表状况对研究区进行了简单的农业分区规划,认为研究区西北部的平原区为主要的农业生产区。     

高寒草甸区典型景观单元土壤养分空间变异性研究

应用GIS技术和地统计学空间内插法,对黄河源区达日县跨热洼尔玛流域高寒草甸小流域典型景观单元土壤有机质、全氮和全磷的空间分布特征进行了研究.结果表明: 高寒草甸土壤养分(全氮、有机质、全磷)最佳拟合模型为球状模型;在小流域尺度范围内,土壤养分空间变异性依次为: 全氮＞有机质＞全磷;其中高寒草甸土壤全氮含量具有强空间变异,块金系数(C0/(C0 C))为23.5%,有机质和全磷属于中等空间变异,其块金系数(C0/(C0 C))分别为35.9%、41.7%;全氮、有机质和全磷的有效变程分别为2 133 m、1 412 m和1 239 m.区域土壤养分影响因素分析显示: 不同植被覆盖下土壤有机质和养分的积累和平衡状况存在差异,其空间变异主要受海拔、地形、坡度、植被、根系分布状况等因素影响.     

长春市黑土城乡交错区重金属地球化学特征及生态风险评价

以位于东北典型黑土区的长春市城乡交错区为研究区,以土壤-作物系统中Cu、As、Pb和Zn为研究对象,采用Pearson相关性分析及土壤和作物综合质量指数对土壤-作物系统地球化学特征及生态风险进行评价。结果显示,表层土壤重金属存在明显的积累现象,作物籽实重金属含量均未超标,作物籽实对土壤中Zn和Cu的吸收富集能力显著高于As和Pb。不同重金属在土壤-作物系统中的迁移能力不同可能与作物种类、pH值、有机质、N、P和K₂O含量有关。作物重金属生物富集系数空间分布特征与作物籽实重金属含量空间分布特征相似,与土壤重金属含量空间分布特征存在显著差异。IICQ介于0.13～4.44,均值为0.62。研究区耕地土壤环境质量整体良好,仅中部存在小范围呈圈层分布的风险区域。     

文山州土壤养分空间分布与变化规律

采用GPS定位技术,对文山州基本烟田进行大规模的土壤取样,研究了区域植烟土壤养分状况的总体特征、空间变异特征,并采用普通插值法绘制了土壤养分空间分布图。结果表明:随海拔的升高,土壤pH值呈显著下降的趋势,土壤有机质和碱解氮含量呈极显著增加趋势,而土壤有效磷含量呈先增加后下降的趋势。全州土壤有机质和碱解氮含量整体呈由北向南、由东向西有增加的趋势,土壤有效钾含量整体上呈由中部向北部及南部增加的趋势,土壤pH值和有效磷空间变化趋势不显著。     

南京地区表土镉汞铅含量的空间统计分析

在南京城区和周围郊区近2500km2的区域内,采集了670个表层土壤样品,分析了Cd、Hg、Pb等重金属含量。在ARCGIS等地理信息系统软件的支持下,用地统计学等空间分析方法,分析了数据的概率分布特征、空间自相关特征以及变异函数特征。结果表明,研究区内表层土壤中Cd、Hg、Pb等重金属元素平均含量显著高于其全国平均水平;并且不同的元素具有不同的空间自相关特征;变异函数分析显示,Cd和Hg的分布具有明显的空间异质性,而Pb的方向性不明显。元素空间分布特征的研究对研究污染源和污染扩散具有一定指示和引导作用。     

基于地统计学烟区土壤养分及pH值空间异质性分析——以重庆市酉阳县岩溶区为例

调查了解土壤养分及pH值空间异质性特征是制定烟区土壤养分管理与施肥决策的前提。本研究基于经典统计学和地统计学方法,分析了酉阳烟区土壤表层pH值及土壤养分要素的空间异质性特征。结果表明:酉阳烟区土壤有机质含量丰富,有效磷较缺乏;土壤养分指标的变异系数在13.11%～71.46%之间,有效磷的变异系数最大,而有机质、全氮、碱解氮在土壤中比较稳定;土壤有机质和全氮、全磷、碱解氮和有效磷呈极显著的正相关,pH值和有效磷和速效钾呈极显著的负相关;有机质、全氮、全磷及速效钾的变异函数曲线理论模型符合指数模型,而pH值和碱解氮则与球状模型拟合较好;全氮、碱解氮、全磷及有效磷表现出中等空间相关性,而有机质、全钾及速效钾的空间相关性表现较弱;分维数大小表现为:全钾的分维数最大,pH值、速效钾、有机质其次,全氮、碱解氮最少;土壤养分及pH值空间分布在东西和南北方向具有显著性差异,且在东西方向上的变异要高于南北方向。酉阳烟区土壤养分空间相关性不强,说明地形、施肥及耕作等随机性因素能够显著影响烟区土壤养分空间异质性。      

浙江省瑞安市耕作层土壤养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素

综合采用地统计学、GIS和传统统计分析方法,研究了瑞安市耕作层土壤9种养分元素有效态含量空间变异特征及其影响因素。结果显示,研究区耕作层土壤碱解氮呈西高东低的分布趋势,速效钾、有效硼、有效锰、有效钼、有效铜和有效锌呈西低东高的分布趋势,有效磷呈东西高、中间低的分布趋势,有效铁分布均匀;研究区中西部耕作层有效硼较缺乏,东部碱解氮较缺乏,中部有效磷较缺乏,其他地区9种养分元素有效态含量均达到中等以上;半方差函数分析显示有效锰和有效铁为强空间相关性,碱解氮、速效钾、有效磷、有效钼、有效铜和有效锌为中等空间相关性,有效硼为弱空间相关性。研究认为,中性或是弱碱性、含盐量较高且阳离子较活跃的土壤环境有利于速效钾和有效硼富集,酸性或弱酸性和有机质含量较高的土壤有利于碱解氮和有效铁富集;速效钾、有效钼、有效硼、有效铜和有效锌含量的控制因素相似,主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素和施肥、耕作等随机性因素的双重影响,而碱解氮、有效铁、有效磷和有效锰的含量分布主要受成土母质、土壤类型以及地形地貌等结构性因素的影响。     

南京市溧水区表层土壤锗地球化学特征及影响因素

锗(Ge)是一种生命所必需的微量元素,对人体具有广泛的保健功效。富Ge土壤具有广阔的开发利用价值,但目前我国对土壤Ge的研究程度相对较低。选择南京市溧水区为研究区,在土地质量地球化学调查的基础上,对研究区表层土壤Ge的含量及空间分布特征进行研究,分析地质背景对土壤Ge分布的影响。结果表明,南京市溧水区表层土壤Ge平均含量为1.40 mg/kg,土壤Ge含量主要受控于地质背景,空间分布也与地质背景高度吻合。土壤Ge含量高值区主要为侏罗系大王山组出露区,岩性主要以粗安质、安山质火山岩为主,第四系沉积物分布区土壤Ge含量相对较低。土壤中Ge含量与pH值关系不显著,与土壤中有机质含量呈一定的负相关关系,与Cr、Co、Ni、As呈明显的正相关关系。土地质量地球化学评价结果表明研究区土壤Ge丰富的面积为84.18 km²,占全区总面积的10.84%,全区基本没有Ge缺乏的地区。研究探讨了南京市溧水区表层土壤锗含量、空间分布特征及其影响因素等,可为我国土壤锗的生态地球化学研究提供基础资料,对于富锗土壤资源的科学开发利用具有指导意义。     

贵州茂兰喀斯特地区土壤全钙含量空间估算模型与迁移分析

文章在世界自然遗产地贵州荔波茂兰保护区采集土壤全钙数据,分析采用地理加权回归（GWR）方法进行空间分析的有效性,筛选识别影响土壤全钙空间分布的主要因子,建立喀斯特地区土壤全钙含量空间分布计算模型,获取研究土壤全钙空间分布基础数据。通过土壤流失方程（USLE）计算土壤侵蚀状况,对比分析土壤全钙与土壤侵蚀空间关联,揭示土壤全钙的空间迁移规律。结果表明:（1）在岩性一致条件下,相对高差和坡度是影响土壤全钙空间分布的主导因子;（2）GWR模型的预测精度优于全局回归的（OLS）,相关系数分别是0.41和0.39;（3）通过土壤全钙含量空间估算模型,计算得到研究区土壤全钙空间分布特征,土壤全钙为0 ~37.68 gkg-1。研究结论说明,在湿润气候的喀斯特地区,尽管植被覆盖度大,但土壤全钙空间分布仍然深受成土母质影响,喀斯特峰林土壤侵蚀强度大,土壤全钙含量高,物质迁移以流失为主,峰丛洼地土壤侵蚀强度小,土壤全钙含量低,物质迁移以淋溶流失为主。      

喀斯特地区不同坡位条件下优势灌木根际与非根际土壤养分与pH的分布特征

对广西喀斯特地区2种优势灌丛植物子凌蒲桃与火棘在不同坡位条件下根际与非根际土壤养分与pH值的分布特征进行研究,揭示植物种类及其立地条件对植物根际养分与pH值分布特征的影响。结果表明,2种植物根际养分存在一定程度的富集现象,其中,火棘根际有机碳与速效磷含量富集明显,子凌蒲桃根际有机碳与全氮含量富集明显;根际与非根际土壤养分含量在不同坡位下存在显著性差异（p<0.05）;根际土壤有机碳含量与全氮含量呈显著正相关（p<0.05）,与速效磷含量呈显著负相关（p<0.05）;非根际土壤有机碳含量与速效磷、全氮含量呈显著正相关（p<0.05）。双因素方差分析显示,与植物种类相比,坡位对根际土壤养分含量影响更大。以上的研究表明,喀斯特灌丛优势植物有利于提高该地区土壤养分利用,但应该考虑植物立地条件对根际养分利用的影响。      

广东揭阳市土壤铜的分布特征及其影响因素

以广东省揭阳市土壤为研究对象,测定了1 330个表层土壤样(0~20 cm)和331个深层土壤样(150~200 cm)的Cu含量,据此研究土壤Cu的分布特征和影响因素。利用富集因子、GIS空间分析和方差分析等方法,综合分析了研究区土壤铜富集特征、空间分布特征及其影响因素,遵循国家标准评价了土壤铜污染风险。结果表明:表层土壤铜含量均值为9.49 mg/kg,远低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618—2018)中Cu风险筛选值(50 mg/kg);表层土壤铜的富集程度处于未富集和轻微富集水平,不存在明显的铜富集情况;表层土壤铜高值区主要分布在榕城区中部、揭西县东南部以及惠来县西部和北部;成土母质和土地利用方式是研究区表层土壤铜含量的主要影响因素,土壤类型对其也有一定影响,不同成土母质中,第四纪沉积物土壤铜含量最高;不同土地利用方式下,建筑用地土壤铜含量显著高于其他土地利用方式;不同土壤类型中,水稻土土壤铜含量最高。     

浙江嘉善土壤地球化学背景及生态质量评价

通过嘉善全县域4点／km^2密度的表层土壤调查采样调查,取得土壤地球化学元素含量背景值,并依据相关标准进行土壤养分质量和环境质量评价。统计分析表明：全县表层土壤地球化学元素含量空间变异小;土壤养分元素中,有机质、氮、钾总体丰富,磷在该县东南部丰富、西北部缺乏,钼在较多地区缺乏,铁、锰、铜、锌均属丰富,硼为中等含量,有效性钙、有效镁含量丰富,有效态硫、有效硅绝大部分为丰富区;表层土壤的环境质量总体为轻度污染,中度污染区零星分布。     

北京市土壤中Cr,Ni含量的空间结构与分布特征

本文以一个完整的省级行政单元(北京市)为例,进行系统的、大尺度的土壤Cr,Ni含量的空间分布与污染评价研究,通过地统计学方法分析揭示了北京市土壤中Cr,Ni的空间结构与分布特征,并探索其主要成因,为全面了解北京市的土壤环境质量和开展大规模的土壤环境质量评价研究等提供方法学借鉴和参考.结果表明:土壤Cr,Ni含量的空间结构具有较好的可迁性特点;指数模型拟合效果较好,变程分别为174.6km和15km;半变异函数的方向性分析表明,Cr,Ni均为各向同性,土壤中Cr,Ni具有中等程度的空间相关性.土壤中Cr含量的分布特征为空间相关范围较大,从总体趋势来看,土壤Cr含量的分布较为连续,呈明显的东高西低的分布趋势,大致可以分为3个大的斑块,西北方向(太行山山脉)土壤Cr含量较低,而东南方向(冲积平原)土壤Cr含量相对居中,东北部(燕山山脉)的土壤Cr含量最高.土壤Ni含量的空间分布比较零散,其分布大致表现为东北部地区最高,西南部居中,中部地区最低.研究还揭示,北京市土壤中Cr,Ni含量目前仍主要受成土母质的影响,但是个别地区也存在明显的Cr,Ni含量严重偏高现象.     

北京平原区土壤地球化学特征及影响因素分析

基于北京平原区土壤地球化学调查数据,运用数理统计、因子分析、相关性分析、回归分析等方法研究了土壤元素的横向和纵向分布特征,并探讨其影响因素。结果表明:北京平原区土壤CaO、MgO、Na 2O、Hg、Cd、Sr、Ba、Sn等含量偏高,Sb、As、Th、W、Br、U、I、Mo、有机质等含量偏低。R型因子分析结果显示,F1因子为反映土壤原始背景特征的元素组合,F2、F4、F6因子为反映人类活动对土壤元素分布特征影响的元素组合,F3因子为反映成土母质基本信息的元素组合,F5因子为反映成土母岩基本特征的元素组合。利用一元非线性回归分析对部分元素的垂向分布特征进行数学建模,回归系数R 2值为0.542~0.960,拟合效果总体较好;从区域尺度上初步判断出人类活动对重金属元素Cu、Hg、Pb、Zn影响深度约150~200 cm,对养分指标N、P、S、Se、有机质影响深度约50~100 cm。一般情况下,褐土中Se、Bi、Li、有机质、Mo、W等39项元素与指标的含量高于潮土,不同土壤质地中As、Cd、Cr、Ni、N、B等29项元素含量的大小关系为:砂质壤土<砂质黏壤土<黏壤土<壤质黏土,耕地土壤中Cd、N、P、有机质含量明显高于林地,中心城区土壤中有害重金属元素、养分指标的含量普遍高于郊区。     

广东揭阳土壤镉含量的空间分布特征及影响因素

以广东省揭阳市土壤为研究对象,采集了1 330个表层土壤(0~20 cm)样品和331个深层土壤(150~200 cm)样品,通过 GIS 空间分析技术、半变异函数拟合和方差分析等方法对研究区土壤镉含量的富集特征、空间分布、结构特征以及影响因素进行了系统分析。结果表明,研究区表层土壤镉含量的均值为0.09 mg/kg,高于该区土壤背景值,但低于GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》的标准值。通过富集因子法研究表明,研究区表层土壤镉主要为轻微污染和中度污染。从结构特征来看,研究区表层土壤镉含量呈中等空间相关性。揭阳市表层土壤镉含量高值区主要分布在人类活动密集的东部和南部地区。土地利用类型、成土母质和土壤类型是影响表层土壤镉含量的重要因素,在不同土地利用方式下,建筑用地土壤镉含量最高;不同成土母质中,第四纪沉积物土壤镉含量显著高于其他母质;不同土壤类型中,水稻土的镉含量相对较高。