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).     

禹城地区土壤铅含量空间分布的指示克里格估值

以鲁西北禹城地区土壤重金属Pb含量为例,针对其存在特异值与偏态分布的特点,利用指示克里格法研究了土壤Pb含量小于特定阈值的条件概率分布,分析了该地区土壤Pb含量的空间分布特征,并对普通克里格和指示克里格的估值效果进行交叉验证。结果表明：研究区土壤Pb含量总体较低,未超过国家标准的限值,但不同部位土壤Pb含量差异较大;普通克里格法和指示克里格法形成的土壤Pb含量空间分布格局相似,但普通克里格法的平滑效果强于指示克里格法;研究区域土壤环境质量总体良好,Pb含量高值区主要集中在各乡镇驻地附近的农田;指示克里格对土壤Pb含量空间估值的精度优于普通克里格,指示克里格法更适用于原始数据呈非正态分布且特异值对估值结果有较大影响的土壤属性。本研究结果为该地区土壤环境质量评价和重金属污染防控提供科学依据。     

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。     

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     

广东省区域地质背景下土壤表层重金属元素空间分布特征及其影响因子分析

研究目的旨在揭示区域地质背景下土壤表层重金属元素的空间分布特征,探讨其影响因子;同时构建广东省表层土壤重金属元素的基线浓度。对260个表层土壤样品的研究表明,7种重金属元素含量分布符合对数正态分布,在此基础上建立的上基线质量分数值分别为：Cu 28.7 mg.kg-1,Pb 57.6 mg.kg-1,Zn 77.8 mg.kg-1,Cd 0.13 mg.kg-1,Ni 23.5 mg.kg-1,Cr 87.0 mg.kg-1,Hg 0.15 mg.kg-1。主因子分析结果可以满意的描述土壤重金属元素约80%的总体变异特征,并且得出：区域母岩的分布和成土作用是影响重金属元素空间分布和变异的主要因素;人类活动的影响以珠三角地区的Pb和Hg元素最为突出。此外,7种重金属质量分数克里格图展示了高质量分数的重金属元素的空间分布与区域断裂,盆地具有很好的空间相关性。区域断裂、盆地和珠三角地区的土壤重金属几何平均含量分别为普通地区的如下倍数：Cu 2.1~3.1倍,Pb 2.5~3.6倍,Zn 2.0~2.2倍,Cd 2.2~2.9倍,Ni 1.5~1.9倍,Cr 1.1~1.5倍,Hg 1.4~2.2倍。研究结果可以作为评价广东省土壤重金属污染和建立合适的修复标准的科学参考。     

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.     

广东惠州市土壤七氯残留状况及空间分布特征

以广东惠州市为例,通过克里格插值法分析研究区土壤七氯含量的空间分布特征.结果表明,研究区表层土壤七氯平均含量为0.9 μg·kg-1,但区域差异很大.最高值达到0.54 μg·kg-1.与国内外不同区域比较,惠州市土壤七氯含量相对较低.七氯在土壤剖面中的乖直分布总体上随着土层深度的增加而降低.表层土壤七氯含量具有强烈的空间相关性[C0/(C0 C)=0].克里格插值结果显示惠州市表层土壤中七氯的高含量区域主要分布在惠东县,在博罗县也有2处岛状高含量区.     

长期不同施肥措施对红壤水稻土有机碳和养分含量的影响

将红壤丘陵地区的荒地开垦为水田不仅可以防治土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文研究了红壤荒地垦殖为稻田,长期定位施肥15年后不同施肥措施下水稻土的有机碳和养分含量特征.结果表明:不同施肥措施包括不施肥条件下,15年水稻垦殖都提高了土壤肥力.不同施肥措施水稻土的pH提高了0.9～1.3个单位.耕层土壤有机碳含龟达到8.19～1O.13 g·kg-1,全氮含量达到0.89～1.20 g·kg-1,有机碳与全氮含最都有明显提高,且有机碳和全氮含量之间相关性极显著.水稻土耕层全磷含量在0.25～0360 g·kg-1之间,有效磷含量在2.2～20.9 mg·kg-1之间,化学磷肥的培肥效果好于有机肥(猪粪),有机无机磷肥配施能显著提高土壤全磷和有效磷库.土壤全钾还未有明显变化,土壤速效钾含量在40.4～142.5 mg·kg-1之间,不同施肥措施除氮钾肥处理外都造成了土壤速效钾含量下降,秸秆还田到目前为止对于土壤速效钾含量还没有明显作用.     

Stoichiometric characteristics of nitrogen and phosphorus in Chimonobambusa utilis leaves at different elevations北大核心CSCD

海拔对植物养分元素的分配和生存策略的权衡具有重要影响.为了解金佛山方竹(Chimonobambusa utilis)叶片氮、磷养分对海拔梯度的响应,以四川盆地南缘3个海拔(1 400 m、1 600 m和1 800 m)金佛山方竹纯林为研究对象,建立12个典型样地,对生长季节叶片氮、磷含量和土壤养分含量、温度、含水量等进行定量研究和相关性分析.结果表明:(1)随海拔的升高,叶片氮含量呈上升趋势,叶片磷含量呈下降趋势,叶片氮磷比呈上升趋势;各海拔叶片氮磷比均大于16,表明金佛山方竹生长可能受到磷限制.(2)冗余分析表明,叶片氮含量和氮磷比与土壤温度、含水量和速效磷含量呈负相关,与土壤速效氮含量呈正相关;叶片磷含量与土壤全氮和速效氮含量呈负相关,与其余环境因子呈正相关;土壤温度、速效氮、全氮、含水量和速效磷含量对叶片氮、磷化学计量特征整体影响显著,变量解释度分别为72.10%、7.90%、8.80%、2.50%和1.20%.(3)相对重要性分析表明,土壤温度和速效氮含量是叶片氮含量变异的主导因子,土壤温度、速效磷和全氮含量是叶片磷含量变异的主导因子,土壤温度、速效磷含量和速效氮含量是叶片氮磷比变异的主导因子.上述研究结果说明,海拔引起的土壤温度和养分供应的差异调节着金佛山方竹叶片的氮、磷化学计量特征.(图4表3参49)     

小流域土壤有机质和全磷空间变异分析——以安徽省舒城县龙潭小流域为例

为了解土壤的地域差异性,基于地统计学半方差函数理论和GIS空间克立格插值定量分析了安徽省舒城县龙潭小流域有机质、全磷的各向同性、各向异性变异特征及分布格局.结果表明,有机质、全磷的半方差拟合模型均为指数模型,两者的分布都显示了强烈的空间自相关,自相关距离分别为642 m、435 m.有机质、全磷变异的各向异性都比较显著,有机质在0°、50°方向上变异程度明显大于90°、145°方向;全磷则在0°、145°方向的变异程度更加突出.有机质、全磷的分布呈明显的块状和带状,其中有机质中部含量高,南部、西部含量低;全磷则是南部、西北含量高,西部、东北含量低.     

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.     

长三角城郊樟溪流域水体氮磷分布特征及其影响因素

快速城镇化和人类活动导致城郊流域水体营养盐污染和富营养化问题加重,识别氮、磷污染对流域水质的管控具有重要的意义。本研究选取长三角典型城郊地区宁波樟溪流域,在流域内根据土地利用类型、地形特征等布设样点,于2016年连续4个季度进行水样采集,研究樟溪流域河流水体氮、磷的含量及形态,及氮、磷在该流域的时空分布特征,并对其来源和影响因素进行分析。研究结果表明,流域内氮、磷分布具有较大的空间差异性,其中NH+4-N(n.d.~1.375 mg·L~(-1))、TN-N(0.570~11.363 mg·L~(-1))、DIP(n.d.~0.169 mg·L~(-1))、TP(0.010~1.908 mg·L~(-1))。在子流域空间分布上,人类活动频度越高的区域氮、磷的浓度越高,各采样点水体不同形态氮含量和磷含量具有明显的季节变化规律:春季和秋季的含量要高于夏季和冬季。本研究选取采样点距城镇距离、距源头距离以及土地利用类型所占采样点缓冲区的比例来表征人类活动的影响,结果表明,TN和TP含量与距城镇距离呈显著负相关关系,表明城镇化水平对流域氮、磷污染的重要影响。另外,典型城郊流域河流水体氮、磷污染主要受土地利用类型的影响,其含量与农业和城镇用地呈显著正相关关系(P0.01),其含量随人类活动频度的增加而升高。     

三峡库区典型消落区土壤氮磷的动态变化特征

在三峡库区干流段忠县石宝寨与支流段汝溪河涂井设置固定采样点,研究1年内不同月份、不同高程出露表层土壤氮、磷含量随水位变化特征.结果表明,干流石宝寨点(未淹区/消落区)土壤中全氮、全磷年均含量分别为(0.68/0.74)、(0.56/0.54)g·kg-1,而支流涂井点为(0.67/0.80)、(0.52/0.65)g·kg-1,其中,干支流采样点消落区全氮含量在7月累积量最明显,全磷含量在9月最高;相应干流采样点的速效氮、速效磷年均含量分别为(39.81/40.42)、(11.75/14.22)mg·kg-1,而支流采样点为(35.63/48.89)、(6.72/7.68)mg·kg-1,其中,干支流采样点消落区速效氮含量在9月累积量最明显,速效磷含量在7月最高,与相应全量特征不同.可见,消落区土壤氮磷全量高,其相应速效态含量未必高.较于未淹区,干流石宝寨与支流涂井消落区土壤氮磷含量在落干期间均表现出一定的积累,且涂井点的累积量明显高于石宝寨点,待水位上涨时,汝溪河的潜在富营养化风险更大.     

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。     

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。     

三江源土壤养分分布特征及其对主要气候要素的响应

选择三江源地区22个高寒草甸样地进行土壤分层(0~10,10~20,20~30 cm)取样,测定土壤的p H值、有机碳(Total organic carbon,TOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、速效氮(Available N)、全磷(Total phosphorus,TP)和速效磷(Available P,AP),并与年均温(Mean annual temperature,MAT)和年降水量(Mean annual precipitation,MAP)进行相关分析。结果表明:在研究区域,从西北向东南p H值依次降低,而土壤养分中的有机碳、全氮和速效氮的分布特征则相反。随着土壤深度的增加,p H值先保持不变后稍微增大,土壤各养分含量呈减少趋势,其中10~20和20~30 cm土壤中的全氮含量分别为3.85,3.40 g·kg-1,速效磷含量分别为3.67和3.90 mg·kg-1,即全氮和速效磷含量在深层土壤中变化幅度不大。在对温度降水响应方面,有机碳、全氮和全磷,对年降水量比年平均温度更敏感,呈现显著的正相关关系;土壤p H值与年降水量呈显著的负相关关系;土壤p H值和大部分养分在浅层土壤比深层土壤对温度降水的灵敏度大,然而速效磷与年均温的负相关关系在20~30 cm(-0.617,P0.01)土壤中大于0~10 cm(-0.509,P0.05)、10~20 cm(-0.521,P0.05)土壤。     

长期单施NK肥条件下几种典型土壤磷的演化

为探讨我国典型土壤长期单施氮钾肥对土壤全磷和Olsen-P磷的影响,研究了不同气候条件、不同耕作制度下,7种典型土壤类型长期定位试验单施氮钾肥下土壤全磷和Olsen-P变化及其影响因素.结果表明,在长期单施氮钾肥条件下,除杭州水稻土全磷含量稳定在1.0g·kg-1左右外,其余6种耕作土壤全磷含量和土壤Olsen-P均呈显著下降趋势,全磷含量下降幅度在13.6%～44.9%之间;土壤Olsen-P下降速率比全磷高几倍,Olsen-P下降有一定阈值,这一阈值大约为5 mg·kg-1.土壤全磷含量与土壤Olsen-P含量呈极显著直线相关关系.因此,长期单施氮钾肥在很大程度上减少了土壤磷素养分库.     

基于遥感的石漠化治理下土壤肥力变化特征分析

为揭示生态治理下不同石漠化等级土壤肥力变化特征和规律。采用2009年和2015年治理前后两期遥感影像进行石漠化解译,结合撒拉溪示范区测土配方施肥和定点采样监测测定数据,通过Kriging插值和GIS空间分析,研究土壤肥力变化特征,探讨不同石漠化等级与土壤肥力变化规律。结果表明,(1)从2009-2015年,撒拉溪示范区无石漠化面积增加了258.14hm~2,年动态度为1.91%。潜在、轻度、中度和强度石漠化面积分别减少了119.75、61.66、56.68和20.05 hm~2,石漠化得到明显好转。(2)土壤pH由弱酸向中性变化,速效钾含量有所降低,变异系数均由中等变异向弱变异变化。土壤有机质含量增加了16.13g?kg~(-1),增速最快,碱解氮增速也明显,土壤全氮含量变化不大,但是有效磷含量降低明显且变异最大,有机质、全氮、碱解氮和有效磷变异系数均为中等变异。(3)从潜在石漠化到强度石漠化,土壤pH缓慢升高后降低,全氮的变化趋势与有机质基本一致且均为下降。2009年土壤碱解氮含量变化先上升后下降,而2015年则先下降后升高再下降,呈波浪式变化;有效磷含量2015年逐渐降低,而2009年则先升高后逐渐降低;土壤速效钾含量先升后降。各肥力指标变异系数2009年明显高于2015年。(4)石漠等级变化趋势为强度向中度、中度向轻度、轻度向潜在、潜在向无石漠化方向转移,除pH、有机质和碱解氮朝正向变化外,其余指标均为负变化,其中碱解氮正向变化值最大,速效钾负向变化值最大。通过生态治理,石漠化等级逐渐降低,石漠化趋向良性发展,生态系统逐渐恢复,可在不同石漠化等级土壤中适量补充氮磷钾以保持土壤肥力。     

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.     

太滆运河流域不同用地方式下土壤pH值、有机质及氮磷含量特征分析

为了加强土壤施肥管理及农业面源污染控制,实地采集太滆运河流域120份表层(0～20 cm)土壤样品,运用数理统计与ArcGIS相关技术,对不同用地方式下土壤pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其空间分布特征进行了研究。结果表明,研究区pH平均值为5.36,土壤呈酸性。TN、SOM含量丰富但TP较缺乏,分别达到全国第二次土壤普查养分分级标准中的二级、二级、五级水平。不同用地方式下土壤pH值、TN、SOM含量差异达极显著水平(P0.01)。pH值依次为空地水田林地水浇地果园,TN含量依次为水田水浇地果园林地空地,SOM含量依次为水田果园水浇地林地空地,化肥用量及种类、种植制度、植被覆盖、耕作管理及政策是造成这种差异的主要原因。受单一施肥、土壤磷淋洗及流失影响,不同用地方式土壤TP含量之间并无明显差异。Spearman相关分析表明,土壤TN含量与pH值呈显著负相关(P0.05),与SOM、TP含量分别呈现极显著正相关(P0.01)。不同用地方式下土壤pH值介于小变异到中等变异之间,TN、SOM含量均属于中等变异,TP含量除空地外均属于高等变异。太滆运河流域酸性土壤分布广且均匀,TN和SOM含量高值区主要集中在太滆运河中游及下游地区,TP含量较高值区域集中在中下游南侧。