长三角经济高速发展地区土壤pH时空变化及其影响因素

通过调查和分析长三角地区张家港市2004年和第二次土壤普查时(1980)的土壤pH,探讨了该市近20年来基于经济高速发展影响下的土壤pH变化及影响因素。结果表明,自第二次土壤普查以来,该市土壤pH变化明显。南部人为土地区绝大部分土壤pH值都下降了一个单位,平均值由7.39降至6.33;北部雏形土区,两个时期的土壤pH值分别为7.92和7.98。土壤pH的降低可能同该地区长期施用化学肥料、酸雨及工业酸性“三废”排放的增加有关。此外,土地利用和田间管理也对土壤pH变化起着较为重要的作用,而土壤地球化学性质差异则是导致南北地区土壤pH变化不同的内在因素。     

黑龙江省兴凯湖平原土壤pH值时空变化特征分析

土壤酸碱度是影响土壤化学和生物学性质的一个重要因素,会对土地生产力产生重要影响.为掌握兴凯湖平原土壤pH值近年来变化状况,采用空间统计方法,基于全国第二次土壤普查及2019年土壤pH值数据,对工作区近30年土壤pH值时空变化特征进行了分析.结果表明：兴凯湖平原土壤pH值总体呈下降趋势,但整体上土壤pH值变幅不大,主要集中在±0.5～±1区间.从土地利用类型上来看,兴凯湖平原耕地区土壤pH值均呈下降趋势,西部的林地区pH值整体保持不变或略有上升.在兴凯湖平原4种主要土壤类型中,除暗棕壤外,其他3类土壤在近30年间pH平均值均呈下降趋势.因此需要对工作区土壤pH值变化的原因进行多因素、定量分析,以进一步明确具体原因.     

宜兴地区土壤pH值的分布特征及时空变化

对宜兴地区2004、2009和2015年的土壤地球化学调查数据进行分析,土壤pH值变化于3.53~8.86之间,其中酸性和强酸性土壤主要分布在低山丘陵砂岩地层分布区,微碱性土壤主要分布在石灰岩地层分布区,平原区土壤以微酸性为主,反映了成土母质、地形地貌对土壤pH值的影响。对比研究表明,过去6年间宜兴地区有49.77%的土地pH值处在下降之中,有23.53%的土地pH值处在上升之中,只有26.70%的土地pH值基本没有变化。由于工业化发展对环境的改变,本区土壤酸化受酸雨沉降影响明显。在成土作用、酸雨沉降、农耕等多因素的长期影响下,平原区表层土壤要比底层土壤pH值低1.2左右,表层土壤酸化主要发生在耕作层,深度在30 cm左右,底层土壤基本为中性。总体来看,宜兴地区10多年来表层土壤呈酸化趋势,如果没有相应的措施,继续下降的可能性很大。     

2000-2015年祁连山植被变化分析

植被变化对区域生态系统稳定和生态环境变化有着重要的影响。基于MOD13A3数据,建立了2000-2015年祁连山地区植被覆盖时空数据集,结合DEM和土地覆盖分类数据,分析了祁连山地区植被时空分布格局及变化特征,并利用同期气象数据探讨其对气候变化的响应。结果表明：祁连山植被呈东多西少的分布格局,其空间分布与降水空间分布一致;2000年以来祁连山地区灌丛和高寒稀疏草甸先增后减,山地森林草原和高寒草甸增加;整体上祁连山植被覆盖有转好趋势,这与区域暖湿化有关。     

产业转移背景下区域工业碳排放时空格局演变——以泛长三角为例

产业转移背景下区域能源消费、碳排放格局时空格局变化是近期研究者关注的热点。以处于产业转移期的泛长三角地区为例,以工业能源消费为对象,分析了1990,1995,2000,2005和2010年5个年份碳排放的空间格局和演变规律,探索了产业转移对碳排放格局演变的影响。结果表明,1990年以来工业碳排放稳步增长,高值区集中于长三角核心区;碳排放增长的区域差异较大,热点区域由长三角核心区向外围区转移;碳排放格局发生变化,排放重心呈现先东南向、后西北向移动的态势;工业重心和碳排放重心空间分离,但移动过程类似。研究认为,产业转移所引起的各地区工业产值、产品结构和碳排放强度的变化,与碳排放格局变化具有较大关联性,是影响区域碳排放格局变化的重要因素。     

贵州省沿河县耕地土壤酸化现状及改良对策

土壤酸化是耕地退化的一种表现形式,在酸性、强酸性土壤中,多数农作物的生长会受到影响,会明显降低作物的生产能力。本文通过对比沿河县1980—1981年第二次土壤普查和2017—2019年耕地质量地球化学调查评价成果数据,分析全县土壤酸化现状和规律。结果表明,全县耕地土壤pH值分布于399880之间,平均为610。与1980—1981年第二次土壤普查时期相比,全县主要耕地土壤类型pH平均值均有下降,其中黄壤pH值降幅为591%;石灰土降幅为759%,从中性下降为酸性;紫色土降幅为2209%,从碱性降为酸性;全县主要土地利用类型土壤酸化范围变大,主要从中性转化为酸性,酸性转化为强酸性,耕地土壤酸化程度加深,水田酸化程度高于旱地。建议通过推进测土配方施肥工作合理调整化肥施用比例,大力提高耕地土壤有机质含量,积极推广使用石灰、白云石、粉煤灰、碱渣、生物质碳等生物改良剂,因地制宜建立土壤改良示范点等多项对策来缓解和治理耕地土壤酸化。     

陕北毛乌素沙地生态修复效果分析

应用“3S”技术与土壤化学方法,对毛乌素沙地榆林市境内区域的沙质荒漠化土地进行了近45年来变化研究与生态修复效果分析,研究结果表明:研究区土地的沙质荒漠化强度以轻度、中度为主,治理方式以人工修复为主;1975—2019年沙质荒漠化的分布面积与强度呈现先快速发展而后逆转的变化特征。其中,1975—2007年沙质荒漠化的发展与过度放牧、荒地开垦及矿产资源开发等人类活动及强度密切相关。2007—2019年的逆转与生态调控政策及治理工程的实施密切相关。人工修复地区的土壤养分含量优于自然修复地区,在同等背景的自然修复条件下,不同成因的沙质荒漠化土地土壤养分含量有一定区别。采用人工修复与自然修复相结合的方式,以人工修复促进植被自然修复能力,是研究区有效的生态修复方式。     

青藏高原季节冻土的气候学特征

青藏高原季节最大冻土深度变化特征是研究寒区陆面过程的重要方面. 利用青藏高原地区35个地面站1961-1998年最大冻土深度的观测资料及5 cm土壤温度资料, 分析了青藏高原地区土壤季节最大冻结深度时空变化特征. 结果显示: 青藏高原土壤季节最大冻结深度度呈现明显的变化规律, 20世纪60年代至80年代中期土壤季节最大冻结深度相对处于一个增大期, 80年代中期至今土壤季节最大冻结深度在减小. 冻结期间5 cm土壤累积负温距平指标能够较好的描述土壤季节最大冻结深度变化特征, 土壤季节最大冻结深度也是高原地区地面热源强度一个较好的表征参数.     

内蒙地区降水时空变化特征研究

强烈人为活动以及全球变化对大气圈、生态圈的平衡产生影响。本文以时域为1981-2018年的内蒙地区98个气象站点数据为基础,运用EOF、Mann-Kendall(M-K)、和地理加权回归(GWR)法等常规气象学时空统计方法,研究了内蒙地区近38年降水量时空变异和分布特征。结果表明:研究时域内内蒙地区均年降水量介于421.04～529.92 mm,平均值为460.66 mm,变异系数达17.52%,呈现中等程度变异。年降水量呈增加趋势,倾向斜率为0.630 3 mm/a,近38年来区域降水量无显著突变。EOF分析表明,区域降水场主要主要存在两种典型模态,即全局型和自中部向南北侧分异型,累积贡献率达89.73%。插值分析表明,空间上区域降水量呈现自东南向西部减少格局,降水量存在地带性分异。     

近30年吉林市景观格局变化及气候效应

在ArcGIS、ENVI、Excel和FRAGSTATS软件支持下, 利用景观指数中的斑块数量、最大斑块指数、斑块密度、周长面积分维数、聚集度和香农多样性指数, 对1980年、1995年和2010年的吉林市景观格局进行了分析。结果表明:近30年间吉林市斑块数量、斑块密度、周长面积分维数和香农多样性指数呈先增加后减少的趋势, 聚集度呈先减少后增加的趋势, 最大斑块指数逐渐减少;林地景观面积、草地景观面积一直在减少, 湿地景观面积呈先增加后减少趋势, 旱田景观面积逐渐增加。在东北地区气候变化背景下, 吉林市景观格局的变化对该区气候产生了一定的影响, 使该区气温上升、降雨量减少。吉林市景观格局变化与气温、降雨量变化的空间分布格局有较好的对应关系。     

Impact of land-use change on soil properties in a typical karst agricultural region of Southwest China: a case study of Xiaojiang watershed, Yunnan

Xiaojiang watershed is a typical karst agricultural region of Yunan Province, China. A case study of land-use changes documents changes of soil properties from 1982 to 2003. The results are as follows: (1) The total land use transformed covers 610.12 km², of which land use changed from unused land into cultivated land and forestland, and forestland into cultivated land during the past 20 years in Xiaojiang watershed. (2) The rapid growth of population and economic development were the main driving forces of cultivated land increase. (3) Soil properties showed modification owing to different land-use changes. The contents of the soil organic matter, total nitrogen, and total phosphorus in 2003 were significantly lower than that in 1982 after the forestland and unused land were transformed into the cultivated land, but the soil pH increased significantly in 2003. Organic matter, total nitrogen, and total phosphorus for shorter-time reforestation land declined, but the pH increased. Soil properties have improved significantly after cropland was transformed into orchard land. The organic matter, total nitrogen, total phosphorus, available nitrogen, and available phosphorus declined significantly, but pH increased significantly after rock desertification.     

江苏省土壤重金属分布特征与污染源初步研究

以24 186个表层土壤(0～20 cm)和6 127个深层土壤(150～200 cm)样品之Cd、Hg、Pb、As等含量数据为基础,研究了江苏全省土壤环境的重金属分布与主要污染特征.结果表明.全省自然土壤环境与人为活动土壤环境的重金属元素分布都不均匀,但人为活动土壤环境中的不均衡程度远高于自然土壤环境:全省农田中有1.02%的土壤受到Cd、Hg、Pb等8种重金属的严重污染,苏州市、无锡市土壤环境被重金属污染的程度相对严重;工业化、城市化进程中的人为活动及自然地质作用都是引起江苏局部土壤重金属污染的重要原因,自然成因的重金属污染土壤多呈面状、多元素、低强度、双层污染等特点,从而与人为成因的重金属污染土壤有所区别.     

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。     

粤北岩溶区土壤酸化的空间分异特征研究

为了解粤北岩溶区土壤酸化的空间分异特征,选择华南酸雨区的岩溶槽谷地貌和峰丛洼地地貌土壤为研究对象,对土壤pH数据进行空间插值预测,采用参数最优地理探测器分析岩溶槽谷地貌与峰丛洼地地貌中土壤酸化的空间特征及关键驱动力。结果表明:（1）区内土壤pH范围为4.62~8.19,主要以弱酸性（5.5≤pH <6.5）和酸性（4.5≤pH<5.5）为主。在不同地貌类型中,pH<6.5的土壤样品占比顺序为:岩溶槽谷（61.0%）< 峰丛洼地（69.2%）<非岩溶区（75.0%）;（2）岩溶区小生境复杂多样,在酸雨影响下,成土母质可能是研究区内控制土壤pH的关键因子,而土壤pH空间分异格局可能是多因子共同作用的结果;（3）坡度对土壤pH空间分异的影响仅次于成土母质,表现为土壤pH随坡度的增加而升高,且其与成土母质的交互作用对研究区内土壤pH空间分异的解释力最大。区内土壤酸化防治建议:（1）根据成土母质和坡度因子进行分区分类,并在岩溶槽谷和非岩溶区内设定土壤酸化重点监测区,进行精准防治;（2）除了对酸雨的防控外,还应该重视诸如氮肥使用、工业和矿业活动等外源性因素对土壤的影响。      

近30年黔西喀斯特区典型县域农田土壤有机碳动态研究——以贵州普定县为例

文章选取贵州省普定县作为黔西喀斯特区的典型县域,依据1980年第二次土壤普查数据和2011年实测土壤数据,运用土壤类型法,计算该县域近30年（1980-2011年）农田表层（0～20 cm）土壤有机碳（SOC）储量和密度的变化,并借助逐步回归分析,对该县域近30年农田表层SOC动因进行分析,结果表明:（1）普定县近30年来农田0～20 cm表土有机碳库总体表现为基本持平且略有上升的趋势,增幅为0.95%,年均变化量15.31 kg C·hm-2·a-1;（2）不同类型农田土壤的表层有机碳储量和密度变化较大,其中水稻土固碳幅度最大,为28.95%,而山地灌丛草甸土的丢碳最为严重,降幅达70.22%;（3）农田表层SOC密度年均变化量在空间分布上总体表现为县城中部、南部和三岔河及夜郎湖地区呈增加趋势,而在县城以西、以东及斗篷山大部分区域则为下降态势,这主要受土壤类型空间分布差异所致;（4）影响普定县农田表层SOC变化的主要因素有SOC密度初始值（1980年）、C/N、砾石体积比和速效K密度等,其中SOC密度年均变化量与SOC密度初始值和砾石体积比呈负相关,与C/N和速效K密度呈正相关。总的来看,近30年的人为活动对普定县农田表土有机碳总库存未产生负面影响。      

Large-scale spatial interpolation of soil pH across the Loess Plateau, China

Soil pH plays an important role in biogeochemical processes in soils. The spatial distribution of soil pH provides basic and useful information relevant to soil management and agricultural production. To obtain an accurate distribution map of soil pH on the Loess Plateau of China, 382 sampling sites were investigated throughout the region and four interpolation methods, i.e., inverse distance weighting (IDW), splines, ordinary kriging, and cokriging, were applied to produce a continuous soil pH surface. In the study region, soil pH values ranged from 6.06 to 10.76, with a mean of 8.49 and a median of 8.48. Land use type had a significant effect (p < 0.01) on soil pH; grassland soils had higher pHs than cropland and forestland soils. From a regional perspective, soil pH showed weak variation and strong spatial dependence, indicated by the low values of the coefficient of variation (0.05) and the nugget-to-sill ratios (<0.25). Indices of cross-validation, i.e., average error, mean absolute error, root mean square error, and model efficiency coefficient were used to compare the performance of the four different interpolation methods. Kriging methods interpolated more accurately than IDW and splines. Cokriging performed better than ordinary kriging and the accuracy was improved using soil organic carbon as an auxiliary variable. Regional distribution maps of soil pH were produced. The southeastern part of the region had relatively low soil pH values, probably due to higher precipitation, leaching, and higher soil organic matter contents. Areas of high soil pH were located in the north of the central part of the region, possibly associated with the salinization of sandy soils under inappropriate irrigation practices in an arid climate. Map accuracy could be further improved using new methods and incorporating other auxiliary variables, such as precipitation, elevation, terrain attributes, and vegetation types.     

成都平原区水稻土成土剖面Cd形态分布特征及影响因素研究

成土过程中不同形态镉(Cd)迁移转化的影响因素研究对于了解Cd的地球化学行为具有非常重要的意义。以四川省成都平原区农田生态系统水稻土剖面中不同形态Cd分布特征为例,探讨成土过程中不同形态Cd的迁移转化影响因素及其生态危害性。结果表明:总量Cd、离子交换态Cd和碳酸盐Cd均表现出表层富集,深层含量稳定的特征;岷江流域和沱江流域水稻土Cd含量的背景值分别为0.147,0.215mg·kg-1。外源输入耕层土壤中Cd主要为活动态,其增加量占Cd总量增加量的60.71%~90.52%,向下垂向迁移能力非常弱。成土过程随着土壤中Cd总量增加,稳定态Cd含量显著增加,而活动态Cd含量明显降低。土壤的pH值主要对碳酸盐态Cd含量有影响,pH值越大,其含量越高;随着土壤成熟度增高,粉粒和粘粒含量增加的同时,残渣态Cd含量显著降低,而有机结合态Cd含量显著增高。耕层土壤中Cd的生物有效性系数高达0.59~0.65,已经严重地影响到农作物安全。     

Spatial and temporal variability of soil moisture based on multifractal analysis

Based on the experimental data collected from 2002 to 2010 in Jilin province, we performed multifractal analysis to investigate the spatial variability of soil moisture during 9 years from 2002 to 2010 and about 60 days from April 21 to June 21 in 2010, and analyzed the relationship between soil moisture and precipitation. The results showed that the soil moisture was multifractal. It was intermediate variability in the soil sample. From 2002 to 2010, the spatial variation of soil moisture was charactered by long distance in 2004, 2006, and 2009 and short distance in 2002, 2003, and 2008. The spatial variation of soil moisture was charactered by long distance from April 21 to May 11 and late June. It was charactered by short distance from May 11 to June 21. From April 11 to July 1, 2010, the spatial variation of soil moisture was mainly affected by the spatial variation of precipitation. From 2002 to 2010, the spatial variation of soil moisture was mainly affected by precipitation in 2006, 2009, and 2010. The spatial variation of precipitation had little effect on soil moisture during 2002 to 2005 and 2007 to 2008. This study analyzed the multifractal characteristic of soil moisture from the perspective of water resources divisions, which can provide references for soil water resources evaluation and water resources allocation.