江西省耕地土壤氮素空间变异特征及其影响因素

为定量探讨省域尺度下土壤氮素空间变异特征及其影响因素。以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据，运用普通克里格、单因素方差分析与回归分析方法，对土壤氮素空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明：（1）江西省土壤全氮(TN)含量在026~375 g/kg之间，平均值为158 g/kg，变异系数为3101%；碱解氮(AN)含量值域范围为1160~39970 mg/kg，平均值为16431 mg/kg，变异系数为3460%；二者均呈中等程度的变异性。（2）经半方差分析，TN与AN的变程分别为31489和3030 km，TN的空间自相关范围大而AN较小。（3）在空间分布上，高值区主要分布在新余市、抚州市与景德镇市。（4）回归分析与单因素方差分析结果表明，地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和秸秆还田方式对土壤氮素空间变异影响极显著(P<001)。秸秆还田方式对土壤TN与AN空间变异的独立解释能力最高，分别为271%与42%，是影响江西土壤氮素空间变异的主要因素。     

江西省耕地土壤有效态微量元素含量空间变异特征及其影响因素

采用Pearson相关性分析、Spearman相关性分析、偏相关性分析、方差分析和地统计学方法，对江西省耕地表层(0~20 cm)土壤有效态B、Cu、Fe、Mn和Zn等5种微量元素含量空间变异特征及其影响因素进行研究。结果表明：研究区土壤有效态B、Cu、Fe、Mn和Zn总体处于中等以上水平，B表现为强变异性，其他有效态元素均呈中等变异性。空间结构方面，B、Cu、Fe、Mn和Zn的块金效应值依次为15.68%、12.09%、87.63%、77.98%和25.27%，表明B和Cu具有强烈的空间相关性，Zn呈中等空间相关性，而Fe和Mn空间相关性较弱。空间分布方面，土壤有效B含量表现出“两边低、中间高”的空间分布趋势，Fe、Cu、Zn呈现出较为平滑的空间分布格局，Mn在空间分布上并无明显规律。Pearson相关性分析和偏相关性分析表明5种微量元素之间存在一定的耦合关系但并无直接相关性。Spearman相关性分析和方差分析结果表明，高程、坡度、pH、有机质、全氮、成土母质、地貌类型、土壤类型、灌溉能力、秸秆还田方式和常年耕作制度对5种微量元素含量的空间变异影响显著(P<0.05)。结果可为江西省测土配方施肥卡制定与耕地资源利用与管理及优质高产种植提供可靠参考依据。 关键词： 江西省；微量元素；空间变异；相关性分析；偏相关性分析；影响因素     

川中丘陵县域土壤pH空间变异及影响因素分析——以四川仁寿县为例

利用2012年在仁寿县采集的555个表层土样(0~20cm),应用地统计学方法分析了该县域尺度表层土壤pH值的空间变异特征;并采用方差分析和回归分析量化主要影响因素对土壤pH值空间变异的影响程度。结果表明:研究区土壤pH值在4.02~8.14之间,平均为6.80,总体上以中性和碱性土壤为主;变异系数为14.48%,属中等程度的空间变异性。地统计分析表明,研究区土壤pH值变异函数的最佳理论模型为球状模型,具有中等程度的空间自相关性,且空间自相关范围较大。方差分析和回归分析表明,土壤类型、成土母质和土地利用方式是显著影响土壤pH值的主要因素。其中,成土母质和土地利用方式分别能独立解释76.2%和4.8%的土壤pH值空间变异。土壤类型的解释能力与分类级别有关,土类、亚类和土属可分别独立解释41.3%、57.3%和83.7%的土壤pH值空间变异,因而能反映成土过程和母质特性的土属是研究区土壤pH值空间变异的主控因素。研究结果可为川中丘陵县域尺度土壤pH空间变异分析及区域生态环境管理与建设提供有益参考。     

丘陵区耕地土壤剖面有机质含量分布特征及其影响因素分析

为了进一步了解耕地有机质剖面信息，基于325个剖面（0~60 cm）采样数据，运用经典统计学探讨了重庆市耕地有机质剖面分布特征，并通过多因素方差分析对比了成土母质、土地类型、海拔对土壤有机质剖面分布的影响。结果表明：（1）基于成土母质、土地类型、海拔的CART树模型对0~20、20~40、40~60 cm土层有机质变异解释率分别为57%、44%、35%。（2）土壤有机质随土壤深度增加而减少，表现出较强的表聚性，0~20 cm土壤有机质均值是20~40 cm的1.5倍，是40~60 cm的2倍。（3）成土母质、土地类型、海拔均对0~20 cm土壤有机质含量变化产生显著影响，海拔对20~40 cm土壤有机质含量变化产生显著影响，成土母质对40~60 cm土壤有机质含量变化产生显著影响。（4）海拔和成土母质的交互作用对不同深度土壤有机质变化均产生显著影响，冲积母质、石灰岩母质发育的土壤在500~1 000 m的海拔区间上有机质含量最高，紫色母质发育的土壤有机质含量与海拔呈正相关关系。     

洞庭湖区不同利用方式下农田土壤有机碳含量特征

土地利用方式是影响土壤有机碳含量和动态的重要因子之一。其利用方式的改变必将引起土壤有机碳含量发生相应的变化。在洞庭湖腹地选取典型样区,通过调查走访和密集取样,分析了不同土地利用方式（旱地、水旱轮作地、一季稻水田和双季稻水田）下623个农田耕层土样有机碳含量。结果表明,研究区内土壤有机碳含量高低顺序为双季稻水田（28.12 g/kg） > 一季稻水田（27.03 g/kg） > 水旱轮作地（24.79 g/kg） > 旱地（17.96 g/kg）,其差异均达到极显著水平（P < 0.01）。土地生产力、秸秆还田量和土壤水文状态是导致不同利用方式下耕层土壤有机碳含量差异的主要原因。进一步分析表明：加强作物秸秆还田（土）、提高土地复种指数、增加地表覆盖是维持和提高洞庭湖区耕作土壤有机碳含量的可行措施,尤其是旱作土壤。     

上海城市样带土壤有机碳空间变异性研究

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤有机碳的影响，选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带，采用地统计学方法对表层土壤样品土壤有机碳的空间变异结构和分布格局进行了分析。结果表明：城市表层土壤有机碳含量均属中等变异，徐汇区土壤有机碳含量呈正态分布，奉贤区、闵行区和所研究样带土壤有机碳含量呈对数正态分布。半方差函数模型拟合结果显示徐汇和闵行区土壤有机碳符合指数模型，奉贤和所研究样带土壤有机碳符合球状模型。通过泛克里格插值得到城市表层土壤有机碳含量空间分布图，发现徐汇、闵行区土壤有机碳呈岛状，奉贤区呈条带状，而所研究样带呈条带和岛状分布相结合的特点。土壤有机碳含量城郊乡梯度差异明显，工业化、城市化、肥料投入与管理等人为因素对城市土壤有机碳空间分布密切相关     

川中丘陵典型农田土壤有机碳储量及空间分布特征

土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中起着举足轻重的作用。针对农田区域内典型县域尺度有机碳储量及其空间格局特征的研究,可以为区域农田土壤固碳提供参考,为研究我国土壤有机碳储量提供基础数据支持。基于2012年农田土壤有机碳分析调查数据,结合GIS和GPS技术对川中丘陵区盐亭县土壤有机碳密度和储量及空间格局进行了估算和分析。结果表明:其主要土壤类型的0~20cm耕层土壤有机碳密度为1.11~4.26kg/m2,平均值为2.66kg/m2,水田和旱地耕层土壤有机碳密度分别为3.45和2.34kg/m2,均低于全国平均值;全县20cm深度土壤有机碳总储量2.50×109 kg C,紫色土类土壤有机碳储量最大,为1.53×109kg C,水稻土次之,有机碳储量0.93×109kg C,两者占据了农田土壤有机碳储量约98%,冲积土和黄壤土类由于面积小,有机碳储量也最低。各土壤类型有机碳储量丰度指数(RI)值都较低,碳存储能力处于中下水平。在县域农田尺度,有机碳空间格局与气候差异、植被类型关系不大,土壤类型空间差异和地形差异是有机碳空间格局形成的主要原因。     

鄂西北山区耕层土壤有机质空间变异及影响因子分析

为揭示鄂西北山区耕层(0～20 cm)土壤有机质的空间变异特征及其影响因子,以十堰市为研究区,基于地统计学方法,分析耕层土壤有机质含量空间变异规律,并结合地理探测器进一步探讨土壤有机质空间变异的影响因子及其之间的交互作用.结果 表明:研究区土壤有机质平均含量为17.48 g/kg,总体上处于缺乏状态;变异系数为45.59％,属于中等变异强度;块金系数为0.496,存在中等程度的空间自相关;空间变异各向异性显著,在45°方向上变异程度最剧烈.土壤有机质含量呈现随高程降低而不断减小的趋势.年降水量、种植制度和高程对研究区土壤有机质空间分布的解释力最强,是决定十堰市耕层土壤有机质空间分布格局的主导因子,而成土母质和土地利用解释力相对较弱,各环境因子两两之间为非线性增强或者双因子增强.土壤有机质含量的空间变异性是各影响因子共同作用的结果,揭示了耕层土壤有机质含量空间异质性影响因子的多样性和复杂性,研究结果可为研究区土壤有机质的精准管理、耕地土壤改良、耕地质量的提升及促进农业生产等提供理论依据.     

川中丘陵紫色土区农田土壤有机碳储量及空间分布特征

土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中起着举足轻重的作用。针对农田区域内典型县域尺度有机碳储量及其空间格局特征的研究,可以为区域农田土壤固碳提供参考,为研究我国土壤有机碳储量提供基础数据支持。基于2012年农田土壤有机碳分析调查数据,结合GIS和GPS技术对川中丘陵区盐亭县土壤有机碳密度和储量及空间格局进行了估算和分析。结果表明:其主要土壤类型的0~20 cm耕层土壤有机碳密度为111~426 kg/m2,平均值为266 kg/m2,水田和旱地耕层土壤有机碳密度分别为345和234 kg/m2,均低于全国平均值;全县20 cm深度土壤有机碳总储量250×109 kg C,紫色土类土壤有机碳储量最大,为153×109kg C,水稻土次之,有机碳储量0.93×109kg C,两者占据了农田土壤有机碳储量约98%,冲积土和黄壤土类由于面积小,有机碳储量也最低。各土壤类型有机碳储量丰度指数(RI)值都较低,碳存储能力处于中下水平。在县域农田尺度,有机碳空间格局与气候差异、植被类型关系不大,土壤类型空间差异和地形差异是有机碳空间格局形成的主要原因。     

基于CA Markov的土壤有机碳储量空间格局重建研究——以泛长三角地区为例

选取了泛长三角地区的高程、坡度、坡向、GDP、人口、温度、降雨量、河流距离、城市距离和海岸线距离10个驱动因子作为土地利用变化驱动力，基于这些驱动力因子，利用Logistic分析制作土地适宜性图集；运用CA Markov模型模拟得到2000年、1995年、1990年、1985年、1980年、1975年6期的土地利用格局；采用全数检测的方法对模拟结果进行精度检验；在此基础上，得到了泛长三角地区土壤有机碳储量，进而重建历史土壤有机碳储量空间格局。研究结果表明：（1）模型模拟精度为8873%，说明CA Markov模型对历史土地利用模拟具有一定可行性；（2）泛长三角地区历史土壤有机碳储量从今往前逐期递增，且明显高于2010年土壤有机碳储量水平，1995、1990、1985、1980、1975年土壤有机碳储量分别为3235 1、3241 9、3247 6、3251 8、3255 3；（3）各时期泛长三角地区土壤有机碳储量空间格局呈现出南高北低的趋势，土地利用类型与土壤有机碳储量密切相关，城市建成区有机碳储量低于其他区域，土壤有机碳储量增加区域主要出现在其高值区周边；（4）耕地与林地面积的增加，建设用地面积减少，导致了1995~1975年间有机碳储量的增加。基于CA Markov模型可以有效重建历史土壤有机碳储量的空间格局     

基于NUTSP的湖南省国土空间标准地域单元划分研究

标准地域单元划分是国土空间规划关于国土空间综合分区进行空间评价的基础。为了给国土空间规划编制提供更好的单元服务,在借鉴欧盟NUTS划分思路的基础上,提出了建立符合中国国情的省级国土空间规划基本评价单元模式——国土空间标准地域划分(NUTSP)理念,构建了标准地域单元划分的原则、依据和技术路线,并结合湖南省对省级尺度国土空间标准地域划分的具体实施途径进行了探讨。研究结果表明,根据NUTSP划分原则与方法,结合湖南省域内不同地域的地形地貌特征、资源禀赋差异、社会经济发展基础等因素,并与综合自然地理区划相衔接,对全省现有122个县级行政区划单元进行适当合并与拆分,重新划定135个国土空间标准地域单元,能从最大限度上满足未来全省国土空间规划对空间同质性与异质性的表达需求,对未来建立统一的空间规划体系和探索"多规合一"工作具有重要意义。     

1998～2016年长江经济带PM2.5时空演化的多尺度分析

基于全球大气PM_(2.5)年均浓度栅格数据集,采用重力模型、变异系数和探索性空间数据分析等方法,从区域、省域、市域、县域和栅格等多个尺度,对长江经济带PM_(2.5)时空演化特征进行系统分析。结果发现:(1)1998～2016年,长江经济带PM_(2.5)年均浓度均高于全国平均水平,且大体呈"倒U型"变化趋势,2005年是长江经济带PM_(2.5)年均浓度变化的重要拐点;(2)长江经济带PM_(2.5)的时空演化表现出显著的空间尺度效应,在不同空间尺度上,PM_(2.5)年均浓度的空间分异特征具有明显差别,但其空间差异均呈扩大态势;(3)长江经济带PM_(2.5)年均浓度存在显著的空间正相关性,且主要表现为高值集聚特征。     

岷江上游植被生境适应性空间分异格局的间隙度分析

了解岷江上游不同植被生境适宜性类型在整体和局部上的空间分异格局对植被生境管理和修复具有非常重要的意义。基于岷江上游4类植被生境适宜性类型空间分布图借助分形和贝叶斯理论,建立间隙度指数模型和多水平贝叶斯模型,实现定量表征不同植被生境适宜性类型在整体和局部空间上的聚簇和分异程度。结果表明:1)汶川在Ⅰ~Ⅳ类、Ⅲ类和Ⅳ类生境适宜性下的间隙度指数最大,其对应的空间分异尺度为3 000 m(即为30倍网格边长,网格边长为100 m)、2 900 m、2 800 m,而松潘在Ⅰ类和Ⅱ类型下的间隙度指数最大,其空间分异尺度为3 000 m、2 700 m。2)Ⅰ~Ⅳ类、Ⅰ类和Ⅱ类生境适宜性分别在汶川、松潘和理县的间隙度维数最大,空间格局聚簇性较小,进一步证明空间分异尺度较大,而Ⅲ类和Ⅳ类生境适宜性在茂县的间隙度维数最大。岷江上游植被生境空间分异格局的间隙度分析,可以为研究生境空间格局及其生境管理尺寸在整体和局部上的差异提供必备的条件和依据。     

丰乐河流域表层土壤有机碳空间变异特征研究

土壤有机碳含量空间变异特征的研究对于区域土壤资源的可持续利用具有重要意义。在ArcGIS技术的支持下对丰乐河流域表层土壤(0~20 cm)有机碳（SOC）含量的空间变异特征进行了研究。结果表明：丰乐河流域SOC含量为1431±4.50 g·kg-1，不同土地利用类型下SOC含量差异显著（p<001）。其中，林地SOC含量的均值最大，为1558±593 g·kg-1；水田和旱地次之（分别为1539±309 g·kg-1、1146±304 g·kg-1）；园地最小(1109±348 g·kg-1)。流域SOC含量变异系数（CV）为3144%，属中等变异程度。其中，林地的CV为3806%，在4种土地利用类型中为最大；园地、旱地的CV分别为3138%、2652%；水田的CV最小，为2007%，表明人类活动影响表层土壤有机碳含量的变异程度。研究区表层SOC半方差模型为球状模型，块金效应小于25%，存在强烈的空间自相关性，且空间变异主要由结构性因素引起。SOC含量空间分布的各向异性显著，在南北方向上变异程度最为剧烈。SOC含量空间分布表现为东北部、西南部较高，西北部偏低，总体呈斑块状分布     

上海土壤有机碳储量及其空间分布特征

区域土壤碳库的估算不仅是陆地土壤碳循环研究的重要内容，同时也可为国家尺度的土壤碳库的估算提供更多的数据支持。利用上海第二次土壤普查资料，结合GIS技术对上海土壤有机碳储量、碳密度及其空间分布格局展开研究，结果表明，上海地区0～100 cm深度的土壤有机碳总储量为576×107 t，占全国的0.062 6%，0～100 cm的平均土壤有机碳密度为1055 kg/m2，高于全国平均值，反映出上海土壤具有较高的碳蓄积能力。各类土壤中，水稻土的土壤碳储量最大，其次是灰潮土和滨海盐土，而黄棕壤由于面积狭小，所以土壤碳储量最小。各类土壤0～100 cm土壤有机碳密度的大小顺序依次为水稻土>灰潮土>黄棕壤>滨海盐土。从空间分布格局来看，上海土壤碳密度呈现为西高东低，在局部范围内还表现出高低相间，错综复杂的局面，这种分布规律在一定程度上体现了地形、微地貌、母质、土地利用方式等因素的影响。而快速的城市化引起的土地利用变化造成了土壤碳库的净碳损失量为39244万t，相当于2000年化石燃料产生的碳排放的9.86%，这表明在经济和城市快速发展地区，土地利用变化已经成为影响土壤碳库的重要驱动力。     

三峡库区腹地规模农地空间分布规律

山区农业转型对于我国山区耕地可持续利用效率、土地整治方向以及生态建设方向具有一定的指导意义,渝东北生态涵养发展区是重庆市农用地整治项目的主要分区,通过定义作为农业转型产物的"规模农地"相关概念及其判读标准,旨在提出一种新的研究路径对重庆市典型山区地貌的耕地利用现状给予指导和改善意见。首先选取三峡库区腹地5个区县为研究区,并结合研究区实际对"规模农地"进行等级划分,利用Arc GIS10.2等软件通过景观格局指数、核密度测算、空间自相关等方法从斑块特征、数量分布、空间格局三方面对研究区内规模农地的空间分布规律进行探讨。研究表明:(1)不同类型规模农地斑块特征呈现一定的规律性,小规模农地斑块密度最大为6.004,大规模农地平均最近指数MNN值最低为643.401,且农地规模越大,面积加权平均斑块分维数AWMPFD值和聚集度AI值越高;(2)中、大规模农地数量多集中在奉节县,微、小规模则多集中在巫山县,且规模农地自身及其相互之间存在固定的邻接性规律,即同类斑块之间的邻接性与其斑块大小成反比,不同类型斑块之间则与之相反;(3)研究区规模农地整体空间分布主要集中在奉节县中部以及巫溪县东部,沿江流域的平坝地区分布相对密集,且不同类型规模农地在空间上存在明显的自相关性。     

宝天曼自然保护区土壤有机碳异质性及其影响因素

自然界中,土壤碳库对于维持生态系统碳平衡起决定性作用,而土壤有机碳又是碳库中不可或缺的一员,研究土壤有机碳对于全球生态系统碳平衡具有十分重大的意义。因此,基于宝天曼土壤有机碳实测数据并运用半方差函数、克里格插值分析山地土壤有机碳垂直性特征及空间分异程度,利用地理探测器对影响土壤有机碳分布的环境因子进行相关分析,结果表明:(1)宝天曼土壤有机碳介于0.31～7.7 g/kg,属于较低水平,最高值(7.70 g/kg)出现在北坡987 m处;(2)不同土层深度的半方差函数模型不同,0～20和40～60 cm对高斯模型拟合效果更明显、20～40 cm对球状模型拟合效果较好,而线性模型对于60～80和80～100 cm土层深度拟合效果较佳,克里格插值表明0～20和20～40 cm空间分异特征相似,呈西南向东北增加的趋势,而40～60 cm土壤有机碳空间分异呈现东北高、西南低;(3)宝天曼不同土层深度受单个环境因子影响程度不同,解释力介于0.127～0.407,其中NDVI对0～20 cm土壤有机碳解释力最显著(0.407)、高程对40～60 cm土壤有机碳解释力最高(0.373),交互探测结果表明NDVI与坡度解释力最高、高程与其他因子交互探测后解释力显著增大,表明宝天曼土壤有机碳受多种环境因子共同影响,而非单一因素起决定性作用。