江西省兴国县土壤全氮和有机质的空间变异及其分布格局

在地理信息系统和地统计学的支持下，以变异函数为工具，初步分析了江西省兴国县土壤全氮和有机质的空间变异特征，并应用克立格法进行最优无偏线性插值，得出全氮和有机质含量的分布格局．结果表明：全氮的变异函数曲线的理论模型符合球状模型，有机质为指数模型；两种养分的空间自相关程度均属中等的空间自相关；全氮和有机质空间变异的尺度范围不同，分别为5．41km和9．36km．它们的空间变异主要是由结构性因素引起的；全氮和有机质含量的分布格局基本一致，具有北部高、中部和南部低的分布特征．图3表2参16     

大别山区龙潭小流域土壤全氮和有效磷的空间变异及条件模拟

土壤属性的空间变异研究对于了解土壤的差异性具有重要意义.运用普通克里格法和序贯高斯模拟方法对大别山区龙潭小流域土壤全氮和有效磷的空间分布进行估值和模拟.结果表明:土壤全氮、有效磷的空间变异均属于中等程度变异,具有强烈的空间自相关,半方差函数拟合的模型均为指数模型,全氮变程为333 m,有效磷变程为474 m.全氮含量主要分布在1.2-1.6 g kg-1之间,占总面积的34.96%,流域的中部和南部较高,北部、东部、西部较低;有效磷含量主要集中在60-100 mg kg-1之间,占总面积的42.17%,流域的西北和南部含量较高.1 000次的序贯高斯模拟显示,普通克里格插值得到的土壤全氮、有效磷的空间分布整体较连续,具平滑效应,序贯高斯模拟的空间分布整体离散,波动性较强.临界概率值为0.50时可以满足条件模拟的要求.随机模拟能够较好地描述土壤属性空间分布的不确定性,为揭示区域土壤属性的空间结构特征提供了有力的工具.     

崇明县土壤主要理化指标的空间分布与变异特征

于上海市崇明县(崇明岛、长兴岛、横沙岛3岛)采集0～20 cm表层土壤样品128个,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析土壤有机质、全氮、有效磷、有效钾含量和土壤电导率、容重、pH值等数据,研究土壤特性的空间分布规律.结果表明:崇明3岛有效磷和电导率的分布具有强变异性,pH值的变异强度最弱,其他土壤特性均具有中等变异强度.土壤容重和pH值具有很强的空间相关性.而土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾的空间相关性最弱,其分布受随机因素影响较大.Kriging空间插值分析表明,受农事活动和城镇效应的影响,崇明岛土壤有机质和全氮含量高值区主要集中于人为活动比较密集的地区,土壤容重和pH值分布趋势基本一致,呈现由东西两端向岛中央递减的趋势.崇明岛土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾含量两两间呈显著相关关系(α=0.01).     

西藏高寒草原生态系统表层土壤活性有机碳梯度分布及其与气候因子的关系

基于西藏高寒草原生态系统以水分为主要驱动力的东西样带和以温度为主要驱动力的南北样带内采集土样的实测数据,分析了表层(0～20 cm)土壤活性有机碳的分布特征及其与气候因子之间的关系.结果表明,在280°46'-31°40'N的南北样带内,表层土壤活性有机碳含量随着纬度的增加而增加,当纬度增加到一定程度后,则随着纬度的增加而减少,呈现出南北低、中间高的分布特征.在80°02'-91°50'E的东西样带内,表层土壤活性有机碳含量随着经度的增加而增加,当经度增加到一定程度后,则随着经度的增加而减少,呈现出东西低、中间高的分布特征.影响南北样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子是年均气温,而影响东西样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子则是年均降水量.     

湖南省龙山县耕地土壤硒含量特征及其影响因素

硒是人体及动物必需的微量营养元素之一.在龙山县耕地区系统地采集了326件表层土壤样品进行分析测试,研究了区域内土壤硒含量空间分布特征、空间变异特性、垂向分布特点及其影响因素,分析了土壤有效态硒的影响因素.结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.33 mg·kg^-1,土壤有机质平均含量为20.7 g·kg^-1,土壤呈酸性.土壤硒含量呈中等空间变异,垂向分布呈表层富集的规律.研究区内硒含量主要受成土母质与土地利用的双重影响,有机质含量与硒含量呈显著正相关关系(P<0.01).土壤硒形态以腐殖酸结合态与强有机结合态为主,有效硒组分占比较低,土壤硒的生物有效性受硒全量和酸碱度影响较大,可以通过人为方式适当调整土壤酸碱度,提高硒生物有效性,有效提升土地利用价值.     

多年连栽香蕉园土壤养分与酶活性变化

以海南乐东和澄迈两个种植区香蕉园为例,通过采取不同种植年限(0 a,1 a,5 a,10 a和15 a)香蕉园土壤,研究了连栽香蕉园土壤养分与酶活性的变化.结果表明:1)澄迈种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量呈现先降后升的趋势,而乐东种植区土壤有机质、全氮和碱解氮含量则呈下降趋势;2)两种植区土壤全磷、速效磷和速效钾含量随种植年限的延长而增加,呈现强烈的富集作用;3)澄迈种植区土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性呈现先降后升的趋势,与土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;而乐东种植区土壤过氧化氢酶活性与有机质、全氮和碱解氮含量的变化呈现出比较一致的趋势;4)连栽香蕉园土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮、全磷和碱解氮含量极显著相关;过氧化氢酶活性则与有机质、全氮和碱解氮含量显著或极显著相关,可见,这两种酶可以做为香蕉园土壤肥力的敏感性指标.     

区域土地利用变化对土壤磷含量的影响评价研究

研究土壤磷含量的时空演变规律对改善土地管理水平和提高土壤质量具有重要的指导作用。文章选取江苏省原锡山市作为研究区域,以1982年和2005年土壤全磷和速效磷含量作为研究对象,研究探讨土地利用变化对土壤磷含量的影响,进而表明人类活动对生态系统和环境的影响。通过统计分析表明,20年来原锡山市土壤全磷含量降低0.48g·kg-1,土壤速效磷含量升高26.16mg·kg-1。通过变异函数分析,20年来原锡山市全磷和速效磷的变异函数理论模型都是指数型,但块金方差与基台值的比值、自相关阀值发生了较大变化;Kriging插值分析结果表明,1982年全磷和速效磷的分布比较简单;2005年全磷分布较为简单,土壤速效磷分布较为复杂。Kriging插值分析还表明,20年来原锡山市土壤全磷含量降低,空间变异显著;土壤速效磷含量升高,空间变异显著。     

污染场地土壤重金属空间异常值识别及其点源效应的分离

由点源污染导致的土壤重金属空间异常值的分布及点源效应的大小将影响场地风险评估和修复方案的制定,进而影响场地的环境管理.以某典型重金属污染场地为研究区域,以表层土壤Cd含量为研究对象,引入稳健变异函数模型,并筛选出合适的变异函数模型,结合平尾化方法对表层土壤Cd含量空间异常值进行识别和处理,并有效地分离出点源效应.研究表明：研究区表层土壤Cd含量空间变异大且存在明显的空间异常值;CressieHawkins稳健变异函数更适用于对研究区表层土壤Cd含量半方差函数的估计,采用稳健变异函数和平尾化方法能够有效地识别空间异常值和分离点源效应,空间异常值主要分布在受人为活动影响较大的区块;由于准点过程导致的变异较大,分离出的点源效应解释了异常值点位表层土壤Cd含量的大部分.     

不同土地利用方式及开垦时间对岩溶山区土壤养分空间分布的影响

采集贵州普定典型岩溶山区7种土地利用方式和3个不同开垦时间(27 a、39 a、48 a)的0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土壤样品,进行室内理化分析.结果显示,林地土壤有机质、全氮、碱解氮累积量较多,玉米黄豆地含量最少.林地土壤0～10 cm层有机质、全氮、碱解氮分别比玉米黄豆地高271.0%、317.7%、246.1%.林地和撂荒地对土壤养分循环较为有利.林地开垦为农业用地后,土壤有机质、全氮、碱解氮含量明显下降,全磷、有效磷、全钾含量没有明显变化,有效钾含量增多.开垦39 a的0～10 cm层土壤有机质、全氮、全磷、有效磷、有效钾含量高于开垦27 a和48 a土壤的含量,碱解氮低于开垦27 a和48 a土壤的含量;开垦27 a的土壤全钾含量高于开垦39 a和48 a土壤的含量.开垦时间长或短对土壤养分含量的影响未表现特殊规律性,可能受到其他因素的影响.     

河北省曲周县盐渍土区土壤养分含量的动态变化

对华北盐渍土区河北省曲周县 79个土壤样点 1 980年和 1 999年土壤养分含量进行了分析 ,结果表明 :1 999年与 1 980年相比 ,土壤有机质含量增加了 41 % ,土壤全氮和速效磷含量分别增加了 1 0 2 %和 351 % ,而土壤速效钾含量则下降了 38% ;土壤有机质含量增加的原因是秸秆还田量增加 ,土壤中全氮、速效磷含量增加的直接原因是土壤中氮肥、磷肥投入量增加 ,而土壤速效钾下降的原因则是钾肥的施入量不足。对不同质地土壤养分含量变化分析表明 ,质地可控制养分的空间分配 ,但人为干预促进了土壤养分含量向均一化方向发展。对不同质地土壤有机质含量与表层含盐量进行相关分析表明 ,表层为轻壤时 ,土壤有机质含量与表层含盐量具有明显的负相关性。     

广东省土壤砷元素空间变异与环境意义

利用广东省260个土壤剖面数据,开展区域尺度下的土壤砷（As）元素质量分数的空间分布和垂直变异研究。结果显示,研究区土壤砷的几何平均质量分数为10.4 mg.kg-1,高于全国的平均水平9.6 mg.kg-1。表层土壤As的上基线质量分数为23.4 mg.kg-1。土壤As的空间分布特征主要决定其成土母岩的类型,主要表现为A、B、C 3层土壤As的空间展布形式相似,高As背景质量分数主要分布于石灰岩和砂页岩地区。此外,由A层至C层,As质量分数呈逐渐增加的趋势（由低到高依次为10.4 mg.kg-1,10.7 mg.kg-1,11.3 mg.kg-1）,但无底层富集特征,这种垂直变异特征与低有机质含量和强烈的土壤侵蚀作用有关。计算得出,研究区由土壤侵蚀引发的流入周边水体的土壤As每年可高达1 040 t。     

晋西黄土区林草复合界面雨后土壤水分空间变异规律研究

利用统计学方法对晋西黄土区林草复合系统界面上雨后表层（0～10 cm）、亚表层（10～20 cm）和20～40 cm土层土壤水分空间变异性进行研究。结果表明：草地、林地以及二者组成的林草界面的土壤水分含量、变异系数差别均不大,土壤水分含量随着深度的增加而减少,但土壤水分变异系数则相反;移动窗口法分析表明,林草界面对表层和亚表层的土壤水分影响范围均为4.0 m;草地土壤质量含水量的变异函数模型可以拟合成高斯模型,林地和林草界面则可以拟合球状模型,草地土壤水分总体空间异质性要大于林地和林草界面,草地土壤水分变异函数的平均变程为10.96 m,林草界面及林地土壤水分的平均变程分别为5.37 m和4.31 m。对于描述界面土壤水分分布情况,克立格制图直观性强,具有良好效果。     

大金山岛土壤有机质与全氮的空间分布及其相关性

为探究大金山岛土壤有机质和全氮的季度性变化、空间变化特征及其相关性,分4个季节共采集146个土壤样品.结果显示,大金山岛土壤有机质较为丰富,含氮量较高,其全年均值分别高达9.04%、4.52 g·kg-1,与2002年所测数据相比较,有机质含量(9.01%)几乎未变,全氮含量(6.89 g·kg-1)有所降低;变异系数在33.9%～49.7%之间,属于中等变异程度;季度性差异较为明显,夏季低,冬、春两季高;北坡(阴面)>南坡(阳面).大金山岛土壤中有机质和全氮的分布呈现偏正态分布;有机质与全氮之间呈显著的正相关(0.01水平),Pearson系数为0.778.C/N的比值接近25,有机质含量和全氮含量均富足.     

南京城市土壤的特性与重金属污染的研究

研究了南京市城市土壤母质组成、剖面结构、pH值、土壤质地、土壤有机质、重金属元素全量及其不同形态含量等理化性质和分布规律。结果表明，城市土壤母质来源复杂，剖面层次混乱，土壤反应石灰性、粗粒化、有机质含量升高和表聚现象较明显。城市土壤重金属污染较为严重。不同功能区的污染元素和污染程度有显著差异。综合污染程度以老工业区含量最高。依次为老居民区、商业区、风景区、城市广场、开发区。但各功能区土壤重金属的形态分异不明显。城市土壤的随机空间变异十分突出，无论是土壤性质还是重金属污染积累都如此。城市中可能存在一些高度污染的岛状区域，这在城市环境质量上必须予以密切关注。     

河北省曲周县盐渍土区土壤养分含量的动态变化

对华北盐渍土区河北省曲周县79个土壤样点1980年和1999年土壤养分含量进行了分析，结果表明：1999年与1980年相比，土壤有机质含量增加了4l％，土壤全氮和速效磷含量分别增加了102％和35l％，而土壤速效钾含量则下降了38％；土壤有机质含量增加的原因是秸秆还田量增加，土壤中全氮、速效磷含量增加的直接原因是土壤中氮肥、磷肥投入量增加，而土壤速效钾下降的原因则是钾肥的施入量不足。对不同质地土壤养分含量变化分析表明，质地可控制养分的空间分配，但人为干预促进了土壤养分含量向均一化方向发展。对不同质地土壤有机质含量与表层含盐量进行相关分析表明，表层为轻壤时，土壤有机质含量与表层含盐量具有明显的负相关性。     

污水灌溉区土壤肥力及酶活性特征研究

通过野外调查和采样分析,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间（0-52a）和不同层位（0-100cm）耕地土壤肥力及酶活性的分布特征。研究结果表明：与清灌对照点相比,污水灌溉区表层（0-20cm）土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量、蔗糖酶活性、脲酶活性和磷酸酶活性、亚表层（20-40cm）蔗糖酶活性、磷酸酶活性和下层（40-60cm）蔗糖酶活性均相对较高,而下层有机质含量、全氮含量和底层（60-100cm）全氮含量均相对较低。4层土壤阳离子交换量和过氧化氢酶活性较对照点均无明显的变化规律。表层土壤全氮含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性、亚表层有机质含量、蔗糖酶活性和磷酸酶活性、下层蔗糖酶活性与污灌时间之间均存在显著相关性沪〈0．05）。上述特征反映了土壤肥力及酶活性对污灌的响应具有明显的层位效应和非同步性,而这些响应是由于污水中的营养物质输入土壤后引发微生物活性提高的“激发效应”所致。     

三江平原地区农田土壤中几种重金属空间分布状况

以三江平原地区农田土壤为研究对象,基于网格法取样,运用经典统计学和地统计学方法对研究区域内土壤重金属As、Cr、Cu、Pb和Zn的空间分布特征进行研究。结果表明,三江平原地区5种土壤重金属具有较高的空间异质性,变异系数在30.67%~66.89%之间;As、Cr、Cu、Pb和Zn均具有较强的空间自相关性,空间自相关范围较广;As和Cr的块金值和基台值之比〔C0/(C0+C)〕25%,其空间变异主要由土壤母质、地形和气候等自然因素(结构性变异)引起,Cu、Pb和Zn的C0/(C0+C)为35.8%~43.2%,非结构性因素对Cu、Pb和Zn的影响较大;5种重金属元素的空间分布格局不同,土壤各重金属元素在小尺度范围内存在明显的空间变异,除Cu元素外,其他4种重金属元素在大尺度空间范围内均不具有明显的空间分布规律;采用普通克里格插值法得到三江平原地区表层土壤重金属的空间分布图,发现土壤重金属含量与土壤类型、土壤理化性质、土地利用方式以及矿山开采、农业机械化强度、农业灌溉关系密切。     

铅锌矿区农田土壤重金属有效态空间分布及其影响因子分析

利用地统计学方法,研究了广西岩溶地区某铅锌矿区农田土壤中Cd、Zn、Pb、Cu四种重金属有效态含量的空间分布特征及其影响因子.结果表明:研究区域不同程度地受到Cd、Zn、Pb、Cu的污染,且水田污染较旱地严重;与广西土壤背景值相比,污染程度最严重的是Cd,在水田和旱地中超标率均为100%,平均超标倍数分别为312.94和33.67;其次是Zn,在水田和早地中超标率分别为100%和34%,平均超标倍数分别为38.34和2.11;污染最轻的为Cu,超标率仅为7%.空间分析表明,有效态Cd、Zn、Pb、Cu的块金系数分别为2.7%、0.2%、6.5%、0.13%,体现了强烈的空间自相关性,且四种重金属空间分布特征相似,在离原铅锌选矿厂较近的西北偏西面有效态Cd、Zn、Pb、Cu含量最高,沿着西北偏西至东南偏东的灌溉渠流向,有效态Cd、Zn、Pb、Cu的含量呈递减趋势,东部旱地有效态Cd、Zn、Pb、Cu含量相对较低.土壤有效态Cd、Zn、Pb、Cu在污染区的空间分布与土壤基本理化性质关系密切,有效态Cd、Zn、Pb、Cu与pH、阳离子交换量、粘粒都呈极显著负相关,与有机质含量则呈极显著正相关.     

沙地退化植被恢复过程中植被的空间异质性

通过野外取样和室内分析,应用地统计学分析方法研究了科尔沁沙地退化植被恢复过程中不同封育年限（0、11和20年）的流动沙丘的植被盖度和丰富度特征及其空间异质性规律。结果表明,随着流动沙丘的固定和封育年限的增加,植被盖度和丰富度逐渐增加。在流动沙丘植被恢复过程中,植被盖度和丰富度具有明显的空间自相关性,其空间自相关范围从封育0年的流动沙丘（46.05m和33.63m）、封育11的流动沙丘（21.63m和17.25m）到封育20年的流动沙丘（26.12m和24.18m）先减小后增加,但均未超出我们的研究尺度50m,表现出不同大小的斑块形式分布的小尺度分布格局。由半方差函数及其参数和空间分布格局图分析得出,随着沙丘植被的恢复,植被特征的空间异质性在所研究的尺度上表现出先增大（封育0年到封育11年）后减小（封育11年到封育20年）的变化特点。     

河北省土壤苯并(a)芘含量的空间变异特征

根据实地采样数据,运用地统计学方法分析苯并(a)芘污染的空间变异特征,同时研究各地污染水平与其自然环境、产业布局之间的关系。结果表明:土壤苯并(a)芘含量在研究区存在空间异质性,在240 km空间尺度上尤其明显,块金值(C0)和基台值(C0 C)之比为44%;这说明其空间变异由结构性因子(如土壤有机质)和随机性因子(如污染源分布)共同构成;钢铁工业(包括焦化工)是苯并(a)芘的主要排放源,土壤苯并(a)芘污染也以钢铁工业(包括焦化工)发达的城市及其附近区域为核心。