察布查尔县土壤碳氮磷钾垂直分布规律研究

以察布查尔县1 191~2 656 m不同海拔草原土壤为研究对象,研究有机质（外加热法,10.18~74.3 3 mg·kg^-1）、全氮（自动凯氏定氮仪,0.17~2.6 g·kg^-1）、碱解氮（扩散法,14.9 7~198.72mg·kg^-1）、磷元素（钼锑抗比色法,全磷：0.12~0.76 g·kg^-1、速效磷：20.7 4~153.64 mg·kg^-1）,钾元素（火焰光度计法,全钾：9.81~18.64 g·kg^-1、速效钾：659.05~1 001.45 mg·kg^-1）含量垂直分布特征。结果表明碳、氮、磷、钾均随土层深度的增加而降低;除钾元素外碳、氮、磷随海拔高度的增加而上升;相关性分析结果显示,0~20 cm土层中,海拔高度与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.838^**）,与土壤有机、全氮呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.831^*、R=0.751^*）;有机质与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.988^**）,与全磷呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.726^*）,20~40 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全氮、全磷呈正相关,与速效磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮成正极显著性相关（p < 0.05,R=0.867^**、R=0.970^**）,碱解氮与全氮呈正极显著相关（p < 0.05,R=0.914^**）,40~60 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全磷呈正相关,与速效磷、全磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.884^**、R=0.966^**）,与速效磷、全钾呈正相关,与全磷、速效钾呈负相关;碱解氮与全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.952^**）。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤养分的影响——以山西省河东矿区1号煤矸石山为例

对2009-2011 年山西省河东矿区不同植被恢复模式下土壤养分进行了检测分析,并对其环境影响因子进行了研究.结果显示：(1) 随着矸石山植被恢复年限的增加,煤矸石山地温显著降低,植物多样性增加,盖度和生物量不同程度提高.(2) 经过3 年植被恢复的矸石山土壤速效磷和速效钾的改良效果达到全国土壤普查3 级水平;恢复土壤碱解氮和有机质含量为11.94 mg·kg^-1和7.69 g·kg^-1,改良效果不显著.紫穗槐模式对土壤速效磷的改良效果较好;紫穗槐-高羊茅-紫花苜蓿模式有利于碱解氮的积累;高羊茅-紫花苜蓿模式对速效钾和有机质的改良效果最佳.(3) 矸石山坡度和地温与土壤养分呈显著负相关;紫花苜蓿盖度与碱解氮、速效钾和有机质含量呈显著正相关;植被平均生物量和高羊茅盖度的提高有助于土壤养分的改良效果.煤矸石山植被恢复宜采取以草开路,在生态环境条件有所改善基础上,走草、灌、乔相结合的构建模式.     

基于GIS和地统计学的土壤养分的空间异质性研究:以红河县迤萨镇为例(英文)

云南红河哈尼稻作梯田系统是全球重要农业文化遗产保护试点之一。土壤养分是土壤肥力的重要标志,对遗产地土地的可持续利用具有重要作用。运用GIS和地统计学相结合的方法,对红河县迤萨镇的土壤p H、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的空间变异及分布特征进行了分析。研究结果表明,该区域内的土壤p H、有机质、全氮、碱解氮、速效钾显示出中等变异,其变异系数分别为12.54%、40.14%、40.00%、34.89%、50.48%;有效磷显示出强变异,其变异系数为102.13%;土壤p H、有机质、全氮和速效钾的理论模型为指数模型,有效磷的理论模型为球状模型;土壤全氮、有效磷和速效钾的空间分布状况主要受结构性因子的影响,p H、有机质和碱解氮的空间分布状况受结构性因子和随机因子的共同影响;Kriging插值图较为直观地描述了迤萨镇土壤养分的空间分布状况。通过对土壤各种养分的空间分布状况,对于及时调整施肥等农业管理措施具有一定的指导作用,是进行精准施肥研究的基础工作。     

新垦沙地农田土壤有机碳时空变异特征

针对河西走廊临泽绿洲边缘区域的新垦沙地农田,采用传统统计学和地统计学相结合的方法研究田块尺度的土壤有机碳时空变异特征。结果表明：（1）在本研究的空间尺度内,土壤有机碳含量在2.66～6.90 g·kg-1范围之间变化,平均值为4.45 g·kg-1,变异系数为24.5%;其空间分布呈明显的斑块状,最佳的变异函数理论模型为指数模型,其块金值和基台值分别为0.13和1.28,偏基台值和基台值的比值及变程分别为0.90及18.24 m;土壤有机碳空间分布与全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量及电导率显著正相关（p＜0.01）,与pH值显著负相关（p＜0.05）。（2）在本研究的监测时间尺度内（2004-2010年）,土壤有机碳年平均值在3.81～4.71 g·kg-1幅度内变化,变异系数为6.8%,无明显的变化趋势;土壤有机碳含量年际间变化与播种量显著正相关,与作物产量显著负相关,而与施氮量、灌溉量和地上部生物量相关不显著。综上所述,新垦沙地农田土壤有机碳含量较区域水平低,其田块尺度的空间异质性是由成土母质、地形等区域因素作用的结果,而对农田管理影响下的新垦沙地农田土壤有机碳含量演变规律的研究需建立在更长时间尺度的土壤监测数据基础上。     

新疆耕地土壤养分时空变化

土壤养分状况是土壤肥力的重要标识,并决定着农作物产量高低,对其进行调查分析可以为今后土壤养分资源的综合评价和科学施肥管理提供基础资料。采用Meta-analysis方法,通过对1999-2005年期间有关新疆耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的研究文献的收集分析,并与20世纪80年代全国第二次土壤普查数据对比分析,研究了近20多年来新疆耕地土壤养分的时空变化。结果表明耕地土壤有机质、速效磷和碱解氮总体呈现增加的趋势,土壤肥力在不断提高,全氮含量略有下降趋势,速效钾含量下降明显,但存在区域差异,准噶尔盆地北部区和伊犁地区具有较高的土壤肥力,塔里木盆地区域土壤肥力较低。分布于新疆的7种主要耕地土壤类型,其养分含量变化总体表现为与全疆耕地土壤养分相似的变化趋势。人类的施肥、耕作措施的改变及土地利用变化是引起土壤养分变化的主要原因。     

天山北坡绿洲土壤有机碳和养分时空变异特征

本文以天山北坡三工河流域绿洲作为研究区,利用1982、1999和2003年土壤养分数据,应用地统计学方法,分析绿洲土壤有机碳和养分的时空变异特征。结果显示:研究区1982、1999和2003年土壤有机碳和养分具有显著的差异性。空间结构上,土壤有机碳和养分具有中等或较弱的空间自相关;受土壤类型、种植作物种类等的影响,研究区土壤有机碳具有较强的各向异性,但碱解氮、速效磷和速效钾各向异性较弱。Kriging和IDW插值分析表明,土壤有机碳和养分总体呈增加的趋势,绿洲土壤表现为“碳汇”,尤其在种植6年以上的多年生作物分布区,土壤“碳汇”趋势更加明显,说明以绿洲农业为主的人类活动基本合理,土壤质量正逐步改善。     

基于PI指数模型的南方典型红壤丘陵区稻田土壤肥力评价

通过田间采样和室内分析的方法,对南方典型红壤丘陵区稻田土壤44个样品进行检测分析,以pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾为评判指标,运用PI指数模型法对水稻土的肥力质量进行综合评价,探讨该区域的土壤养分肥力水平以及水稻产量与土壤肥力的关系。研究结果表明:(1) 本实验区水稻土有机质含量丰富,供氮能力较高,土壤为弱酸性与中性土壤,较适合水稻生长,但其供磷与供钾水平相对较低。(2) 各样品肥力指数与实际产量之间的相关系数为0.736^**,即水稻产量对土壤肥力呈极显著正相关关系。     

吉林省德惠市土壤特性空间变异特征与格局

基于区变量理论,通过地统计学的半变异函数定量研究吉林省中部德惠市土壤有机质、全氮、速效钾和速效磷的空间异质性特征。表明土壤有机质的理论模型属于球状模型、全氮和速效钾的理论模型为指数模型、速效磷则属于有基台值的线状模型。空间结构上,有机质具有很强的空间相关性,全氮和速效钾的空间相关性属于中等程度,而速效磷则具有弱相关性。四种土壤养分的空间自相关范围具有明显的差异,有机质和全氮的有效变程最大,速效钾次之,速效磷的有效变程最小。受研究区形状、地形及土壤母质区域性差异的影响,速效磷各向同性显著,其他养分各向带状性比较明显。根据空间分异的分析结果,在GIS支持下,采用Kriging和IDW两种插值方法,分析研究区土壤养分的空间格局,表明土壤有机质、全氮、速效钾均自东北向西南有规律地分布;速效磷分布的随机性较强,较前三者结构性特征不明显。     

河南襄城植烟田土壤肥力空间变异性与适宜性综合评价

采用统计学与地统计学相结合的方法,结合GIS技术,对河南省襄城县植烟田耕层(0～20 cm) 159个土壤样本进行了数据处理,分析了土壤有机质、pH、速效氮、有效磷和速效钾含量的空间分布特征,结果表明:土壤pH的变异系数最小,而有效磷由于不同的耕作措施和不均衡施肥,其变异系数最大.半方差分析表明,土壤有机质、pH和有效磷符合球状模型,最大相关间距分别为21 020、19 150和8460 m,而有效氮和速效钾符合指数模型.最大相关间距分别为7 484和25 320 m,土壤pH的C0/sill为0.193 5,具有强烈的空间自相关性,而其他四种土壤肥力因子的C0/sill为0.352 8 ～0.526 0,为中等强度的空间自相关性.并采用Kriging方法进行最优内插,绘制了襄城植烟田各土壤肥力因子含量的空间分布图.建立了烤烟土壤肥力适宜性评价指标体系,运用模糊数学和层次分析法对土壤肥力水平进行了综合评价、分级.采用地理信息系统软件mapGIS绘制襄城县烤烟种植区土壤肥力状况图.结果表明,烟草种植区土壤肥力适宜性水平存在着相当程度的差异,表现出明显的空间异质性.土壤肥力适宜性最高的地区位于研究区的东南部,占研究区总面积5.02％;适宜性为适宜的位于研究区的北部和中南部,占研究区总面积的80.15％;而次适宜的植烟田横穿于研究区的中部,占研究区总面积的14.28％.     

基于地统计学的北运河下游土壤养分空间分布

通过对北运河下游土壤的取样,采用地统计的方法分析北运河流域农田土壤pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质五种养分的空间分布规律,结合武清区土壤类型和其他的相关资料的数据进行分析,结果表明:土壤类型对土壤pH、有效磷分布有影响,对土壤pH影响尤为明显;北运河流域的水系对碱解氮、有机质空间分布影响较大,水系发达的区域含量明显高于水系不发达的区域;速效钾多是由其他因素引起。     

黑河中游临泽绿洲农田土壤有机质时空变化特征

土壤有机质是表征土壤质量的一个重要指标,持续稳定的有机质含量是土壤维持生产能力的基础。土壤有机质的动态演变可以表征土地利用和管理水平。结合地理信息系统,运用地统计方法研究了黑河中游的临泽县绿洲农田20多年来土壤有机质含量的时空变化特征。结果表明:(1)1982年0~20 cm耕层土壤有机质含量平均为12.78±4.38 g/kg,2008年平均为13.76±4.02g/kg;从1982-2008年,有机质含量总体有所上升。(2)两个时期的土壤有机质的实验变异函数值与理论变异函数拟合均较好;克立格插值和不同时期的有机质空间分布图叠加运算表明,由于人为活动的影响,土壤有机质的结构性空间变化程度有所减弱。(3)临泽县土壤有机质含量和变化具有一定的区域性特点:南部的山前平原地区土壤有机质含量较高,呈现上升趋势;中部地势低下的区域土壤有机质相对较高,由于农田面积扩大,有机肥供应不足而下降显著;北部绿洲与戈壁交错带土壤有机质偏低。总体来看,临泽县土壤有机质含量有所上升,但局部地区的有机质发生了下降。为了防止局部区域土壤有机质下降引起土壤退化,应该采取加大有机肥投入和实施秸秆还田等措施。     

新疆昌吉州耕地土壤有机质空间变异动态研究

土壤有机质在提高土壤肥力和作物生产力方面发挥重要作用,研究其空间变异性可为精准施肥以及可持续的土地利用和管理提供科学依据。本文以新疆昌吉州为研究区,基于多重分形方法,使用第二次土壤普查（1980年前后）、2010年和2018年共3期土壤有机质数据,计算多重分形参数来探究土壤有机质空间变异的动态。结果表明：① 第二次土壤普查—2018年期间,昌吉州土壤有机质含量呈增加趋势。② 第二次土壤普查—2018年期间,昌吉州土壤有机质的空间分布总体上具有非均匀的多重分形特征,土壤有机质值域范围逐渐变窄,空间分布变异性降低,趋于均一化。其中阜康市、吉木萨尔县和木垒哈萨克自治县的有机质变异程度在2010—2018年略有上升。③ 2018年,昌吉州土壤有机质在空间上自西向东值域分布范围逐渐变宽,变异程度增加,内部差异变大,趋向于非均匀化。④ 三个时期昌吉州土壤有机质数值中均是低值数据分布概率较大,其变异程度高于高值数据,仅阜康市和木垒哈萨克自治县在2018年由高值数据占主导地位。长时间的耕作经营使得土壤有机质含量有所提高,空间分布逐渐趋向均一化,但仍存在部分区域有机质较高,部分区域较低的情况。分区管理措施可以有效提高区域的整体肥力水平,应在阜康市、吉木萨尔县和木垒哈萨克自治县等有机质变异程度较高的区域继续推进精准施肥,改进灌溉和耕作措施以降低土壤有机质空间变异性。     

典型岩溶农业区土地利用变化对土壤性质的影响——以云南小江流域为例

1 Introduction Because of modifying land-cover (Turner et al., 1991) and management measures of soil (Dalal, 1986), land use changes can cause significant modifications in soil properties (Islam, 2000; Mcalister, 1998; Braimoh, 2004; Lal, 1996; Shepherd, …     

Soil nutrients in relation to land use and landscape position in the semi-arid small catchment on the loess plateau in China

Characterizing spatial variability of soil nutrients in relation to site properties, including climate, land use, landscape position and other variables, is important for understanding how ecosystems work and assessing the effects of future land use change on soil nutrients. In order to assess the effects of land use and landscape position on soil nutrients consisting of soil organic matter (SOM), total N (TN), total P (TP), available N (AN) and available P (AP), soil samples were collected in August and October 1998 and July 1999 from three transects in a small catchment on the loess plateau, China. The three transects consisted of typical land use structure from the top to foot of hillslope in the study area: fallow land – cropland – woodland – orchard (T1), fallow land – shrub land – fallow land – cropland – woodland – orchard (T2) and intercropping land – woodland (T3). Significant differences among land uses were found for SOM, TN and AN. Woodland, shrub land and grassland had the higher levels for them compared to fallow land and cropland. Use of soil deterioration index showed that soils deteriorated moderately (−17·05%) under orchard and seriously (ranging from −29·91% to −20·32%) under fallow land, cropland and intercropping land, while soils had no deterioration (−0·74%) under shrubland and (−0·69%) grassland. This study indicated that the cultivated hilly lands must be abandoned before a critical minimum SOM of 0·492%. Soil nutrient responses to landscape positions were variable depending on transect and the location of land use types. The highest levels in SOM, TN and AN were observed at middle slope position on T1, while they occurred at foot slope position on T3. However, an increasing trend from upper slope to foot slope for five nutrients were found on T2.     

The impact of land use on soil properties in a karst agricultural region of Southwest China:a case study of Xiaojiang watershed, Yunnan

Supported by RS and GIS, the land use change from 1982 to 2003 were analyzed and the impacts of land use changes on pH value, organic matter, total N, total P, total K, available N, available P, and available K in soil of Xiaojiang watershed, a typical karst agricultural region of Yunnan Province, Southwest China were assessed. The following aspects are concluded. (1) The total land use converted during the past 20 years in Xiaojiang watershed covers an area of 610.12 km2, of which 134.29 km2 of forestland was converted into cultivated land, and 210 km2 of unused land was converted into cultivated land. (2) The rapid growth of population and the economic development were the main driving forces of land use change. (3) With the change in land use, the soil properties have been changed significantly. The pH, organic matter, total N, total P, total K, available N, available P and available K in soil in 1982 were 6.3, 38.02 g kg-1, 1.86 g kg-1, 1.63 g kg-1, 10.94 g kg-1, 114.42 g kg-1, 11.65 mg kg-1 and 64.69 mg kg-1g, respectively; and those in 2003 were 6.73, 25.26 g kg-1, 1.41 g kg-1, 0.99 g kg-1, 12.6 g kg-1, 113.43 mg kg-1, 11.11 mg kg-1 and 151.59 mg kg-1, respectively. Pared samples t-test of the tested indices of soil properties indicate that those indices have changed significantly during the last 20 years. But the soil properties changed differently, due to the differences in land use change. (4) Also, with the change in land use and management measures of soil, the modifications in soil properties which developed from carbonate rocks were more sensitive than those in the soil developed from sandstone.     

干旱内流区尾闾绿洲土壤积盐的动态特征

运用遥感与GIS技术,结合地统计学方法研究了三工河流域下游阜北绿洲近23 a来表层土壤(0～20 cm)盐分动态特征及其主导因素。结果表明:①研究区景观类型间相互转换频繁,区域绿洲化进程的同时,荒漠化也在加重,并且绿洲化进程强于荒漠化; ②通过对1982年和2005年土壤盐分的理论模型拟合,符合指数模型,并且,F检验达到极显著水平; ③Kriging插值及其与同期的绿洲景观类型图进行叠加运算表明,在自然和人为作用下,区域土壤盐化程度加重,高盐区面积增加,低盐区面积减少,土壤盐分在20 g·kg-1以上的分布面积增加了15.36%,而在5～10 g·kg-1范围减少43.85%; ④水库输水灌溉是引发区域地下水位抬升的直接因素,间接导致土壤盐渍化程度的加重。     

临泽边缘绿洲区盐化草甸开垦后土壤质量演变

 以黑河中游临泽边缘绿洲区为分析样区,研究了绿洲盐化草甸开垦后,不同开垦年限土壤的物理化学性状特征。结果表明,盐化草甸土壤中的黏粒从开垦前的9.18％增加到开垦30 a后的12.93％;除速效钾从开垦前的1315.50 mg·kg-1降至开垦30 a后的240.84 mg·kg-1外,土壤养分含量均有不同程度的增加;由于采取了工程、生物及农业措施来治理盐渍化,土壤全盐量明显降低,从开垦前的70.28 g·kg-1减至开垦30 a后的2.00 g·kg-1,减小了97.15％。土壤理化性状随开垦年限的增加而逐步改善。     

新疆昌吉州耕地开垦轨迹对土壤肥力变化的影响

定量刻画区域尺度耕地开垦轨迹（初始地类、初始土壤类型和耕作年限）对土壤肥力变化的影响,对指导区域农业施肥管理措施、提高农田土壤肥力具有重要意义。本文以新疆昌吉州为研究区,通过叠加5期土地利用数据来识别耕地开垦轨迹,基于1980年和2018年两期大量样点数据,分析耕地开垦前的土地利用方式和土壤类型以及开垦后耕作年限的差异对土壤肥力变化的影响。结果表明：① 1980—2018年间新开垦耕地面积的90.12%来源于草地,9.88%来源于未利用地。在此期间除碱解氮含量降低之外,其他土壤肥力指标含量均增加。② 高覆盖度草地被开垦会造成土壤有机质的损失,草地（高、中、低覆盖度草地）和未利用地（盐碱地和裸土地）被开垦会降低土壤碱解氮含量,增加有效磷和速效钾含量。③ 随耕作年限增加,土壤有机质呈现缓慢的增加态势并逐步趋于平稳;而速效养分含量短期内增加,当耕作年限达到中长期（19~28年）后趋于稳定或开始下降,存在阈值效应。④ 草地开垦造成的有机质损失在耕作年限达到中长期之后逐渐得以恢复。草地和未利用地开垦造成的碱解氮损失在耕作38年之后仍未得到恢复。⑤ 初始土壤类型为草甸土和灌漠土的现状土壤肥力较高,棕钙土和灰漠土的肥力较低。建议随耕地经营年限的增加,合理配比氮磷钾肥,改善重氮肥轻磷钾肥的现状,增加磷钾肥施用量,少量多次施用氮肥。