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。      

典型黑土中有机质和养分元素的变化分析

依据2003-2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果,选择黑土类型土壤样本6553件,研究典型黑土中有机质及养分元素碳、氮、硫、磷、钙、钾、铁、镁、锌、铜、钼、锰、硼的变化特征.发现典型黑土中有机质结构性元素碳、氮、硫、磷以及铜、镁、铁、钙元素的含量变化与有机质的变化具有正相关性.养分元素含量的变化与成土母质和土壤类型关系密切,如锰在黑土中含量普遍偏高.中国土壤以及松辽平原土壤的宏观背景是典型黑土中钾偏高和钼、硼偏低.生物气候带是影响有机质和某些养分元素变化的重要因素.温带-寒温带的气候条件影响着土壤的物理性质和化学性质,如粒级、黏粒性、酸碱性,进而影响元素含量的变化.     

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...     

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.     

鄱阳湖及周边经济区表层土壤营养元素分布现状与丰缺评价

本文通过对鄱阳湖周边经济区表层土壤中全氮、全钾、全磷及有机质含量的分布特征进行研究,依据土壤养分等级标准对该地区土壤养分进行评价.结果表明,该地区土壤中全氮和全钾含量总体属于适当-富足等级,而有机质在农业种植区含量普遍缺乏,全磷则总体缺乏,这两个项目应当视种植情况进行补充.该评价结果对地区农业区划、科学施肥和土壤改良提供了重要的地球化学依据.     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林-米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标.结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异.土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为:红树林＞红树林-米草混作＞米草＞光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势.从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低.米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化.土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈,可以作为指示性指标.     

基于地统计学和GIS技术的北京市大兴区礼贤镇土壤养分空间变异性研究

运用地统计学和GIS方法,对北京市大兴区礼贤镇的表层土壤全氮、全磷、全钾、全硼、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硼、有机质和pH值等参数的空间变异及分布特征进行了研究。结果表明,研究区内有效磷、速效钾、碱解氮变异系数分别为10599%、10043%、8029%,分异性较强。经过不同趋势阶数指标插值误差的综合比较,初步确定全磷、有效磷、全钾、速效钾、全硼、有效硼应该选择一阶,碱解氮、有机质和pH值应该选择无趋势,而全氮则应该选择二阶。全磷、有效磷、全钾、全硼、pH值的理论模型为指数模型,速效钾、全氮、碱解氮、有效硼、有机质的理论模型为线性模型。全磷、有效磷、全钾、全硼、pH值主要受到结构性因素的影响,全氮、有效硼、有机质受到结构性因素和随机性因素的共同影响,速效钾、碱解氮主要受到随机性因素的影响。通过普通克里格插值图清晰可见,按照含量分布特点土壤中全氮、碱解氮、全磷、有效硼、有机质、有效磷的空间展布相似,全钾和速效钾的空间展布相似,全硼的空间展布特点与其他指标都不相同,这与统计学分析结果具有相似性。通过了解研究区土壤中10项养分指标分布情况,对及时调整肥料用量比,实现有针对性施肥,调整农业结构以及优势农产品规划和布局提供数据支持。     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林—米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标。结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异。土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为：红树林>红树林—米草混作>米草>光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势。从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低。米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化。土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈, 可以作为指示性指标。     

桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面钙镁形态迁移对比

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙（Ca）和镁（Mg）元素离子交换态（包括水溶态）、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态（包括部分硫化物）和残渣态等形态,探讨岩溶区和非岩溶区土壤Ca、Mg形态在土壤剖面中的迁移变化特征。结果表明:（1）岩溶区石灰土剖面中,随剖面深度加深,pH值增大,而土壤有机质、全氮（N）、全磷（P）含量减少,Ca元素主要以交换态存在且在各土壤剖面中含量相近,Mg元素主要是以残渣态赋存在土壤剖面中,随着土壤剖面深度腐殖酸结合态百分比减少,存在累积现象;（2）在非岩溶地区酸性土壤中,土壤总钙较低。在土壤剖面0~60 cm以强有机结合态为主,深层剖面（大于60 cm）以残渣态为主;Mg元素有效态含量较低,非岩溶区土壤Mg元素以腐殖酸结合态和残渣态为主,与岩溶区土壤类似,非岩溶区Mg元素在土壤中也存在一定累积。      

东北地区黑土退化地球化学指示与退化强度

利用东北地区土地质量地球化学调查数据,分析探讨了黑土不同退化类型的地球化学指标变化,并与20世纪80年代对比分析了黑土下降的面积和强度.结果显示,有机质下降和盐碱化是黑土退化的关键因素,在有机质缺乏区和碱性土壤区,土壤C/N值均小于10.0,且全氮、全磷、全硫、有机碳等指标间呈现弱相关性,而代表黏粒的铝、铁氧化物或指标与易被这些物质吸附的微量元素仍保持“生命共同体”特点.对比海伦及公主岭地区不同时期土壤锌、钼等微量元素含量,显示锌、钼等微量元素含量10年来均明显下降,表明在黑土有机质流失以及土壤盐碱化过程中土壤全氮、全磷、全硫以及锰、锌等营养元素在一定程度上随之流失.自20世纪80年代以来,松辽平原区土壤有机碳减少面积达54.45%,有机碳减少了131 Mt,其中向大气释放碳数量为26.2 Mt.在开垦相对较晚的黑龙江省,黑土有机碳下降程度最强,由北向南随着开垦程度增强,有机碳下降程度反而相对较小,体现随着开垦程度增强,有机碳不断趋于平稳的过程.通过统计及对比研究认为,在研究黑土退化及黑土开发保护过程中既要重视人为活动导致的土壤养分流失,也要重视黑土向强酸、强碱化发展的趋势.     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林土壤有机碳与化学性质的相互关系

通过对祁连山大野口流域的青海云杉林大样地进行土壤剖面取样, 分析了样地土壤有机碳与pH值、养分和阳离子交换量等基本化学性质的变化规律及其相互关系. 结果表明: 随土层深度不断增加, 土壤有机碳含量逐渐减小, 在20～30 cm以下趋于稳定(P > 0.05); 土壤pH值不断增大, 仅在0～10 cm与10～20 cm差异显著(P<0.05); 土壤全氮、速效氮、全磷和阳离子交换量不断减小, 全氮含量在30～40 cm以下趋于稳定(P > 0.05), 速效氮含量变化剧烈(P<0.05), 全磷含量差异性不显著(P > 0.05), 阳离子交换量与有机碳含量变化规律相同; 土壤速效磷、全钾和速效钾含量没有明显的变化规律, 速效磷和全钾含量差异性不显著(P > 0.05), 速效钾含量仅在0～10 cm与10～20 cm差异显著(P<0.05). 土壤有机碳与全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾和阳离子交换量之间呈极显著和显著正相关, 与土壤pH值和全钾含量之间呈极显著和显著负相关. 土壤有机碳与其他基本化学性质的回归方程具有较高精度(R²=0.793), 影响土壤有机碳含量的主要化学因子依次为土壤阳离子交换量、速效钾和全磷含量.     

富硒区土壤养分质量评价:以陕西省紫阳县闹热村为例

为在典型富硒土壤分布地区科学种植和大力发展绿色富硒农产品,选取陕西省紫阳县闹热村为研究区,进行土壤养分质量评价.共采集138件表层土壤样品,测试分析了氮、磷、钾等植物营养元素以及土壤有机质、pH等16项指标.结果表明:(1)研究区硒资源丰富,表层土壤硒元素含量范围在0.50～25.30 mg/kg之间,平均含量为3.8...     

东北黑土地地球化学调查研究进展与展望

东北黑土地是世界四大黑土区之一,以高有机质和高肥力而著称,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的地位.东北平原大地构造位置上属于欧亚板块大陆边缘活动带,经历了多期复杂地质作用和环境演化过程,逐渐形成如今的黑土地.黑土矿物组分主要包括伊利石、蛭石、高岭石和蒙脱石.黑土地被开垦后农田化过程中存在黑土退化、地质调查方法不统一、基础地质研究薄弱、综合研究不足等主要地质问题.目前主要通过土地质量地球化学调查、遥感等技术手段,已在黑土地质量状况、土地质量限制因子及其交互作用机理、黑土形成时代及其环境、黑土地关键带天-空-地一体化调查方法、富硒土地资源筛选等领域取得重要研究进展.今后地质工作者应在长观基地监测与国际联合公关、黑土地修复地质方案研究与实践、元素地球化学循环机制研究、黑土形成演化理论、土地资源“双评价”技术方法等方面加强探索及综合研究,确保黑土可持续利用.     

东北黑土区黑土层厚度的时空变化

黑土层厚度是评价东北黑土区土壤质量的重要参数,但其厚度的空间分布及多年变化情况仍然不够明确.针对东北黑土区第二次土壤普查的61处典型土壤剖面进行了现状实地调查,并对黑土层厚度变化进行了对比分析.结果表明:近40年来,东北黑土区黑土层厚度平均减少了12cm,平均减薄速度为0.32cm/a.四省(区)黑土层减薄厚度具有显著差异,表现为吉林(23.65cm)>辽宁(11.83cm)>内蒙古(10.33cm)>黑龙江(6.83cm).吉林省黑土层减薄厚度和比例最大,生态风险最为严峻.吉林省黑土层厚度变化值与气温升高值呈显著的负相关关系,表明随着气候变暖,土壤有机质下降明显,黑土层的厚度也呈减薄趋势.研究表明,水蚀作用也是黑土层厚度减薄的重要影响因素.未来应加强黑土层厚度判定和黑土层厚度空间制图等方面研究,对指导黑土地保护利用具有重要意义.     

穆棱河-兴凯湖平原土地质量地球化学评价

基于穆棱河-兴凯湖平原1:25万土地质量地球化学调查土壤养分元素数据,参照《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016),采用单指标评价法对研究区土壤养分进行分别和综合评价.结果表明:研究区内全氮、全磷、有机质、硫、锰、钼、氧化铁以丰富—较丰富为主,全钾以三等适中为主,研究区缺乏氧化钙、氧化镁、硼、锌、铜...     

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。