基于县域尺度的稻田土壤碱解氮空间异质性研究

掌握土壤氮素的空间分异特征是实现养分优化管理的重要基础。以江苏省扬中市为研究区,基于田间采样的99个土壤碱解氮样本数据,运用地统计学与缓冲区分析方法,研究县域稻田土壤碱解氮的空间变异特征及其影响因素。结果表明,研究区土壤碱解氮平均含量为114.30 mg·kg~(-1),处于较丰富水平。半方差分析结果显示,土壤碱解氮空间分布具有中等程度的空间自相关性。空间插值结果显示,扬中市土壤碱解氮空间分布总体上呈斑块状,大致表现为中部高、两端低,高值区主要位于研究区中部3镇,在工业区与养殖基地附近均出现局部高值区。影响因素分析表明,城镇化、土壤质地、产业分布、农户经营等因子对研究区土壤碱解氮空间分布均具有较大影响。距离养殖合作社1 km以内区域的土壤碱解氮易于积累,工厂、企业对周边600 m范围内的土壤碱解氮含量影响显著(P0.05)。     

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。     

杭州城市区域土壤性状的空间变异

以浙江省杭州市城区为研究对象,通过栅格取样,对研究区内40个样点的土壤性状进行调查,利用地理信息系统(GIS)和地统计学方法对杭州市区土壤性状的空间异质性和格局分布进行了初步研究.研究结果表明:杭州市城区土壤的空间异质性明显,统计变异的大小顺序依次为土壤湿度(SM)＞土壤电容率(Eb)＞土壤温度(ST)＞土壤毛细水导电...     

基于地理探测器的中国陆地生态系统土壤有机碳空间异质性影响因子分析

中国陆地生态系统土壤有机碳库对全球生态系统碳平衡具有显著影响.为揭示土壤碳库空间分布的潜在主控因子并为今后建立碳库空间分布模型提供依据,利用地理探测器对中国陆地生态系统表层土壤(0—20 cm)有机碳密度的影响因子(气温、降水量、DEM、NDVI、陆地生态系统类型、人口密度)进行空间分异性探测和定量归因.结果表明:自然...     

岩溶山地生态退化的海拔空间变异

为揭示岩溶山地生态退化的海拔空间变异,应用地统计学对地处滇黔桂连片岩溶腹地,海拔变化范围广的贵州省毕节地区生态退化指标的垂直梯度空间变异进行分析.石化率的半变异函数最佳理论模型为线性有基台模型,植被覆盖率、土壤砾石率为球状模型.植被覆盖率的空间异质比为22.32%,具有强烈的垂直梯度空间相关性,主要受到随海拔梯度变化的自然性控制因素的作用;石化率、土壤砾石率的空间异质比分别为34.38%、25.97%,均具有中等程度的垂直梯度空间相关性,受随机因素的作用较大.土壤砾石率、植被覆盖率的变程分别为968.10、859.48 m,受因素影响的海拔范围都较宽;石化率的变程为52.28 m,受因素影响的海拔范围很窄.石化率、植被覆盖率的Moran′s Ⅰ系数随海拔梯度变化的趋势相类似,但土壤砾石率的Moran′s Ⅰ系数随海拔梯度变化的趋势与石化率、植被覆盖率的差别较大.     

空间统计学模拟方法在城市重金属污染分析中的应用

城市土壤重金属污染是城市化后噬待解决的一个重要问题.传统的土壤重金属污染分析方法--克里格方法,通过满足未采样点局部方差最小而获得土壤污染状况预测结果,算法本身会给估值结果带来光滑作用,并只能提供未采样点的局部不确定性.文章提出利用空间统计学的模拟方法,对土壤重金属污染状况进行研究,通过获取多幅模拟结果之间的差异来揭示研究区域土壤重金属污染的整体空间分布形态.文章以上海某区域6种重金属(Cu、Pb、Cd、Cr、Hg和As)为研究对象,利用空间统计学模拟方法对其空间分布予以研究,给出每种重金属宅间分布模拟结果.最后,文章以研究区域上壤环境背景上限值为标准,给出研究区域不同土壤重金属空间分布相应级别的不确定性分析结果.     

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).     

乌梁素海流域土壤盐分和pH值空间分布格局研究

土壤盐碱化是制约乌梁素海流域农业可持续发展的重要瓶颈之一,该文针对乌梁素海流域土壤盐碱化的空间复杂性与反复发生性,根据乌梁素海流域植被特征,采集了20个代表性样点的土壤0~30cm分层样品.利用电导法和电位法分别测定了土壤中总含盐量和pH,运用surfer插值软件克里金插值法(Kriging)得到了研究区的土壤盐分和pH值的空间分布.研究结果表明:在空间分布上乌梁素海流域土壤中盐分和pH呈现出显著地表聚趋势,而且随着土层的加深盐碱化程度呈现降低的趋势.总体上说,乌梁素海流域土壤的盐碱化现象仍较严重,除春季压盐措施外,需要进行灌溉方式改善和化学改良剂使用等盐碱化治理措施.     

上海宝山区农业用地土壤重金属空间分异规律及分布特征研究

利用地理信息系统(GIS)和地统计分析方法对宝山区农业用地土壤重金属(As,Cd,Cr,Hg,Pb)空间分异规律和分布特征进行研究.结果表明,区内农业用地土壤中5种重金属均表现为中等空间变异性;在全局趋势上,Cd为一次全局趋势,其余重金属元素都表现为二次趋势;5种元素在空间上均存在明显的方向效应;Cr,Hg和Pb具有强烈的空间相关性,As和Cd具有中等强度的空间相关性;5种重金属的空间变程由大到小分别为Hg,Pb,Cr,As和Cd.土壤重金属As,Cd,Cr,Hg和Pb平均含量分别为7.31mg.kg-1、0.24 mg.kg-1、107.89 mg.kg-1、0.15 mg.kg-1和38.54 mg.kg-1,分别是上海土壤背景值的0.80,1.81,1.44,1.43和1.51倍.宝山区南部农业用地土壤重金属污染程度普遍高于北部.从宝山区各镇农业用地土壤重金属污染看,Cr和Pb普遍污染严重,而基本不存在As污染.同期降尘污染调查表明,降尘重金属是本区土壤重金属污染的最重要来源.     

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。     

利用年限对农牧交错带退耕还草地土壤物理性质的影响

在农牧交错带以小麦为对照,比较研究不同利用年限对退耕还草种植的老芒麦草地土壤物理性质的影响。结果表明,随利用年限增加,在0~30cm范围内,老芒麦草地土壤体积质量呈现先降低后增加,土壤含水量、孔隙度呈现先增加后降低的趋势。利用第2年的老芒麦草地土壤体积质量最小、孔隙度最大,利用第3年的老芒麦草地土壤含水量最大。利用年限对0~120min内的老芒麦草地土壤渗透性影响不大。不同利用年限老芒麦草地首30min渗透率大小顺序为:第2年>第1年>第3年>第4年,利用第2年的老芒麦草地通过渗透截留降水的能力较强。一个生长季后,不同利用年限的老芒麦草地土壤含水量、孔隙度和体积质量分别比小麦地平均提高3.86%、1.53%和降低6.07%。     

松嫩平原盐碱土水分扩散率研究

对盐碱地土壤水盐运动的定量描述是控制区域土壤次生盐碱化的基础,其中的土壤水分扩散率是研究土壤水盐运动的重要参数之一。文章通过非稳定流水平土柱法对实验区扰动的盐碱地土壤水分扩散率进行了测定,并将实验结果拟合为经验公式,然后将测定的土壤水分扩散率应用于水平入渗方程,用数值计算软件Mathcad6.0对土柱水分水平入渗进行了数值模拟,将实测结果和方程模拟的土壤水分分布状况进行了对比。结果表明本研究得出的土壤水分扩散率的经验方程误差较小。最后讨论了影响土壤水分扩散的土壤质地因素及土壤水分扩散率和含水率之间的单值函数关系。     

盐碱土壤基质人工湿地对低浓度氮磷废水的净化效果

采用实验室模拟研究了以盐碱土壤为基质的不同湿地植物人工湿地系统以及对水中低质量浓度氮和磷的去除效率。实验表明，芦苇系统、香蒲系统、车钱草系统和无植物系统均对水中低质量浓度的N具有净化效果。3种植物系统相比，香蒲系统的净化效果较其他二者较佳，芦苇系统与车钱草的净化效果相当；同时实验也表明4种湿地系统对低质量浓度的P不具有净化效果，随着水力停留时间的增加，系统中的P质量浓度反而会有所增加。     

冻融作用下盐碱水田土壤含水率和氮素对有机碳影响研究

选择吉林西部前郭县盐碱水田土壤,进行实验室模拟冻融实验：以-5℃冻结1 d、5℃消融1 d作为1次冻融循环,揭示不同含水率和含氮量处理条件下土壤有机碳（SOC）的变化规律。结果表明,土壤含水率和含氮量是影响SOC含量的2个重要因素,冻融次数、土壤含水率、土壤含氮量以及冻融次数和土壤含水率、冻融次数和土壤含氮量的交互作用对盐碱水田SOC含量的影响显著（P〈0.05）。在1~3次冻融循环过程中,SOC含量明显降低,随着循环次数的增加,SOC含量降低速度减缓;适量的氮素和较低的含水率有利于SOC的稳定,初始含水率为50%的SOC含量明显低于含水率30%和40%的土壤,加入20%硝酸铵的SOC含量明显低于对照组和加入10%硝酸铵的土壤。研究结果对深入研究季节冻土区冻融期盐碱水田SOC变化规律,评估全年候SOC储量有重要意义。     

呼伦贝尔草原土壤粘粉粒组分对有机碳和全氮含量的影响

土壤在维持全球碳、氮循环中起着重要的作用。利用土壤粒级分组的方法,分析了呼伦贝尔草原土壤有机碳、全氮、阳离子交换量,并探讨其空间差异与成因。结果表明,(1)在呼伦贝尔草原,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)在不同地质发育的土壤类型中变异较大,而土壤粘粉粒组分中的有机碳(SOCclay-silt)、全氮(TNclay-silt)质量分数变异较小。在土壤表层(0~20cm),SOC、TN质量分数分别介于0.24%~3.70%、0.0316~0.3403mg/kg,而SOCclay-silt、TNclay-silt平均质量分数分别为3.61%±0.50%、0.3440%±0.0251%。在土壤下层(20~40cm),SOC、TN质量分数分别介于0.13%~2.91%、0.0175~0.2511mg/kg,而SOCclay-silt、TNclay-silt平均值分别为2.65%±0.63%、0.2622%±0.0923%。(2)土壤有机碳、全氮与土壤粘粉粒比例之间呈显著的正相关,表明土壤粘粉粒比例愈高,土壤有机碳和全氮在土壤中稳定性就愈强。     

盐碱地施用脱硫石膏对土壤养分及油葵光合特性的影响

通过分析宁夏平罗西大滩不同改良年份盐碱地土壤养分含量,测定油葵(Helianthus annuus)光合日变化曲线、光响应曲线和油葵产量,研究了施用脱硫石膏对盐碱地土壤改良及油葵光合特性的影响.结果表明,在盐碱土壤上施用燃煤电厂脱硫石膏后,土壤电导率、pH值随土壤改良年限增加而逐年下降,土壤有机质含量、碱解氮、有效磷和速效钾则逐年上升.随着土壤改良年限增加,油葵叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度均明显下降,气孔限制值和水分利用效率也明显下降(P<0.01).同时,随着改良年限增加,油葵叶片暗呼吸速率、光饱和点和最大净光合速率增加,而光补偿点降低.施用脱硫石膏后油葵盘径、百粒重和产量随土壤改良年限增加也显著提高(P<0.05).因此,施用燃煤电厂脱硫石膏能够显著地改良盐碱地土壤、提高油葵叶片光合能力,从而促进作物生长、提高作物产量.图2表3参29     

Effects of preference heterogeneity among landowners on spatial conservation prioritization

The participation of private landowners in conservation is crucial to efficient biodiversity conservation. This is especially the case in settings where the share of private ownership is large and the economic costs associated with land acquisition are high. We used probit regression analysis and historical participation data to examine the likelihood of participation of Danish forest owners in a voluntary conservation program. We used the results to spatially predict the likelihood of participation of all forest owners in Denmark. We merged spatial data on the presence of forest, cadastral information on participation contracts, and individual‐level socioeconomic information about the forest owners and their households. We included predicted participation in a probability model for species survival. Uninformed and informed (included land owner characteristics) models were then incorporated into a spatial prioritization for conservation of unmanaged forests. The choice models are based on sociodemographic data on the entire population of Danish forest owners and historical data on their participation in conservation schemes. Inclusion in the model of information on private landowners’ willingness to supply land for conservation yielded at intermediate budget levels up to 30% more expected species coverage than the uninformed prioritization scheme. Our landowner‐choice model provides an example of moving toward more implementable conservation planning.