基于地统计学的土壤肥力空间变异分析——以天津市武清区为例

以天津市武清区为例,通过选取土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾为土壤肥力指标,运用综合指数法对土壤肥力状况进行评价;并将地统计学与GIS相结合,进一步分析土壤各肥力因子及总体肥力质量的空间变异规律.结果表明：所选的5种肥力指标中,pH值具有弱空间相关性,有机质、全氮、速效磷、速效钾均表现中等强度的空间相关性;运用Kriging空间插值发现pH值较高的部分处于研究区中部,而较低的部分处于北部,有机质含量由北向南逐渐增大,全氮、速效钾均呈同心圆模式由内向外逐渐降低,其核心点为黄庄街道,速效磷含量由北向南逐渐降低;整个武清区土壤肥力质量呈现北高南低的趋势,以中等质量土壤为主.该评价结果能有效为规范农户种植、施肥行为和制定相关农业规划提供科学依据.     

桂林市公园土壤肥力调查与评价

采集桂林市５个公园表层土壤（０～２０ｃｍ）,研究了土壤ｐＨ、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等肥力特性,参考全国第二次土壤普查分级标准并采用改进的内梅罗指数法综合评价了公园土壤的肥力特征。结果表明：桂林市公园土壤总体上呈弱碱性,ｐＨ处于７.５～８.５的土壤占７６.９２％;土壤有机质、碱解氮和速效钾含量主要分布在Ⅲ、Ⅳ级水平,分别占７６.９３％、７１.８０％和８２.０６％,整体均属于中等水平;土壤速效磷含量主要分布在Ⅰ、Ⅱ级水平,占７４.３６％,整体属于高水平。改进的内梅罗指数法评价结果显示：桂林市公园土壤综合肥力指数在１.２２～１.６９,整体属于中等水平,碱解氮和有机质是各公园的主要限制因子。针对分析结果,建议采用公园植物落叶和化粪池粪渣共堆肥的方式来改良公园土壤。     

煤矸石充填复垦对土壤特性影响研究

为实现矿区可持续发展,以潘一矿复垦区土壤为研究对象,选择土壤含水率、容重、pH值、有机碳、速效钾、速效磷和全氮7项指标对煤矸石充填复垦土壤特性及肥力水平进行评价。结果显示：与对照区土壤特性相比,潘一矿复垦区土壤含水量、有机质、速效钾、速效磷、全氮含量偏低。但是土壤容重较大,pH值略高显弱碱性。在土壤剖面上,这7种指标在各层含量差异不大。潘一矿复垦区土壤营养元素中有机质和速效磷比较缺乏,特别是有机质含量严重缺乏。风化后的煤矸石对土壤有一定增肥作用。但是,由于煤矸石偏碱性和含盐量较高特点,容易引起接触层土壤发生盐化现象．应当引起重视。     

红壤区坡耕地改造后不同土地利用类型对土壤养分的影响

为揭示红壤区坡耕地改造后不同土地利用类型对土壤养分的影响,以坡耕地为对照,对坡耕地改造后不同土地利用类型土壤的主要养分指标进行了研究。结果表明,在0~10 cm土层,茶园和人工牧草地土壤全氮、碱解氮和有机质含量均显著大于对照(坡耕地),且茶园>人工牧草地;茶园和旱作梯田土壤全磷和有效磷含量均显著大于对照;人工牧草地和旱作梯田速效钾含量均显著大于对照,全钾含量则显著低于对照。在10~20 cm土层,人工牧草地碱解氮、速效钾和有机质含量显著大于对照;旱作梯田全磷、有效钾和速效钾含量相比对照均有显著提高,且提高程度均达到40%以上;茶园有效磷、全钾和速效钾含量均显著小于对照。在20~40 cm土层,坡耕地全磷和有效磷含量显著大于其他土地利用类型;旱作梯田速效钾含量相比对照提高了58%。在40~60 cm土层,茶园全磷含量显著大于对照,坡耕地全钾含量最高且与其他土地利用类型差异显著,其他养分含量各土地利用类型与对照差异均不明显。     

丹东太子参生境土壤养分测定与分析

对丹东地区5个典型野生太子参生境土壤进行取样和分析测定,为今后建立太子参规范化种植基地和科学合理施肥提供理论依据。结果表明,太子参生境土壤的酸碱度总体呈酸性;土壤有机质、全氮和碱解氮含量丰富;退耕还林土壤速效磷、速效钾含量稍缺,未耕作的土壤相对丰富。为此,如果进行人工栽培,应注意施磷钾肥。     

矿粮复合区土壤有机质空间特征及三维表达

为揭示土壤有机质空间变异特征及影响因素,为矿粮复合区土壤肥力分析和评价提供参考,以河南省矿粮复合区——新郑市为研究区,运用GIS技术和地统计学相结合的方法,研究土壤有机质空间变异特征及影响因素,并利用研究区的数字高程模型,构建土壤有机质空间分布的三维景观图。结果表明,新郑市土壤有机质具有中等强度的空间变异性和空间相关性,其空间变异是由自然因素和人为因素共同作用的。研究区土壤有机质空间分布的三维景观图能直观反映有机质空间分布和所处地理环境的关系。     

平顶山市煤矿塌陷区复垦土壤理化性质研究

采集了河南省平顶山煤矿塌陷区复垦地不同复垦时间5个点位及塌陷地和附近正常农田的土壤样品,采用室内测试化验手段对其进行研究.结果认为：①复垦土壤耕层体积质量较大,垂直方向的体积质量变化无确定规律,质地以粉砂壤土为主;挖深垫浅复垦土壤底部水分过大,而充填复垦土壤的含水量较低,不利于作物生长.②复垦土壤的pH值与正常农田差别不大;复垦土壤的全盐质量分数均低于1.0 g/kg,为非盐化土,不构成影响植物正常生长的障碍因素.复垦土壤的有机质、有效磷和碱解氮质量分数低于正常农田;充填复垦土壤的速效钾质量分数稍高,挖深垫浅复垦土壤的速效钾质量分数与正常农田基本相当.③复垦土壤的养分质量分数垂直分布无确定规律.④挖深垫浅复垦土壤的有机质和碱解氮质量分数随复垦时间逐渐增加.     

基于光谱学与遥感技术的矿区废弃地土壤特性参数分析

为了研究露天煤矿开采形成的废弃地对生态环境的影响,以阜新海州露天煤矿排土场作为研究对象,选取了36个采样点。首先测量了采样点土壤的反射光谱,然后在各点采集土壤样品并分析其特性参数。对36个采样点土壤样本的全氮、pH值、有机质和电导率等7个参数与光谱反射率进行相关性分析,得出:pH值与光谱反射率正相关,全氮、有机质、速效磷与反射率负相关;在600 nm红色波段之后pH值、有机质和全氮的相关系数较高;土样的速效氮、速效磷、速效钾及电导率与光谱反射率之间没有明显的相关性。在光谱分析基础上,利用SPOT5遥感影像相应波段灰度值建立了pH值、有机质、全氮等土壤参数的预测方程,获得了较高的精度。以上结果表明:可以用光谱反射率数据和遥感影像对废弃地土壤特征进行定量分析,为植被恢复提供决策数据。     

典型工业区周围土壤重金属污染评价及空间分布

以沈阳冶炼厂厂区及其周围土壤为对象,研究土壤重金属污染状况及其空间分布特征.结果表明,调查区域表层土壤(0-20 cm)中,Cd、Pb、Cu和Zn浓度范围分别在7.25-81.20,562.92-1014.10,289.70-527.93,673.36-1021.60 mg/kg,其平均含量分别为国家土壤质量二级标准(GB15618-1995)的74.92,2.27,4.07和3.15倍,污染程度呈现出Cd>Cu>Zn>Pb的特征.在空间分布方面,受人为与环境气象因子的共同影响,原沈阳冶炼厂厂区周围土壤中Cd、Pb、Cu、Zn 4种重金属污染带的空间分布特征呈西北至东南方向分布,西北方向土壤污染最为严重,东北至西南方向和正东至正西方向较轻.4种重金属中,Zn的污染范围最大,Cd污染在空间分布上主要集中于污染点源附近,Pb和Cu的空间分布介于Cd和Zn之间.     

鄱阳湖沙地植被恢复年限和结构配置对土壤特性的影响

比较了不同恢复年龄和不同恢复结构类型对南方江西沙地土壤有机质(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AHN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)等土壤化学性质影响,以及对土壤含水量(SMC)和容重(SBD)等物理性质影响。结果表明近成熟林(25.85%)和乔+灌+草恢复结构下(30.66%)的土壤水分含量显著高于裸沙地对照的8.09%和14.98%。不同恢复年龄和恢复结构类型对土壤有机碳、总氮、总氮、氮、磷、速效氮均有显著影响;随着恢复年龄的增加,沙地土壤养分除碱解氮减少外,其他养分含量均呈现增加的变化趋势。此外,不同植被恢复结构类型中,沙地土壤各养分含量均表现出增加的变化趋势。不同恢复年龄之间沙地0～20cm土层的有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾有显著差异。不同植被恢复结构之间沙地0～20cm土层有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾有显著差异。两种不同恢复模式都能显著提升南方沙地土壤化学和物理特性,说明这两种植被恢复模式对未来气候变化条件下南方沙地的恢复是有效的。     

基于遥感信息的土壤含水量监测站点规划

布设土壤含水量监测站,依据实测信息校验水文预报中的土壤含水量计算过程,可有效缓解因土壤含水量计算偏差导致的水文预报误差,其中土壤含水量监测站点的代表性在一定程度上影响水文预报精度。阐述了土地覆盖产品数据、土壤分类数据和相应的信息提取方法,并以丰满样子哨流域为研究对象,从水文预报和试验研究的需求出发,结合三层空间分布(流域特征、土地覆盖和土壤类型)信息,统计了流域内具有代表性的流域特征和土地覆盖、土壤类型;结合各土地类型的空间分布、面积、占比等信息,采用统计分析方法初步规划了具有地形、土地利用和土壤代表性的3个土壤含水量监测站。该方法兼顾了流域的地形特征、土地覆盖和土壤的空间分布,具有一定代表性,可为其他流域测站规划提供参考。     

采煤沉陷区耕地土壤肥力特征及其空间异质性

煤炭开采导致地表发生大面积沉陷,耕地资源严重破坏.开展采煤沉陷区耕地土壤性质变异规律研究,对于指导矿区土地复垦具有十分重要的意义.本文研究了焦作矿区韩王矿沉陷区不同沉陷部位和不同深度耕地的土壤肥力特征,结果表明：沉陷区耕地土壤有机质、肥力指标空间异质性显著;与非沉陷区耕地相比较,沉陷区耕地上层土壤（0-20 cm）有机质、氨氮、硝氮、全钾、速效磷含量相对较低,而下层（20-40 cm）土壤各项指标相对较高,且部分采样点营养元素在不同深度上呈现出“逆序”分布特征,表明采煤引发的地表沉陷使耕地土壤肥力在水平和垂直方向上均发生了显著变化,而这些变化是导致沉陷区耕地退化、生产力降低的重要原因.     

不同植被恢复类型对矿山废弃地土壤理化性质的影响——以焦作缝山公园为例

为探讨不同植被恢复类型对矿山废弃地土壤理化性质的影响,对焦作缝山公园5种不同植被类型土壤理化性质与裸尾矿进行差异性、相关性、主成分分析。研究结果表明:植被恢复能明显改善土壤理化性质,改善效果与植被类型有关;植被恢复后,土壤有机质和养分质量分数明显增加,土壤有机质质量分数提高了5.04~9.57倍,全磷质量分数提高了1.44~1.96倍,全钾质量分数为裸尾矿的1.76~1.92倍,全氮质量分数为裸尾矿的1.56~2.11倍,速效钾质量分数达到裸尾矿的2.32~4.32倍,不同植被恢复类型土壤有机质和养分质量分数均呈现显著性差异;土壤全氮与有机质、铵态氮之间存在极显著正相关关系,与硝态氮之间均存在一定相关性,表明土壤氮素主要以有机氮的形式存在于有机质中;土壤有机质与全氮、全钾和速效钾之间均呈极显著正相关关系,表明土壤有机质与其具有相同的消涨趋势;土壤全钾与其他理化指标均有良好相关性,表明全钾对土壤养分质量分数具有明显的指示作用;土壤全氮与pH、电导率之间呈极显著负相关,表明土壤盐碱化会导致土壤氮素贫乏;草地对尾矿土壤理化性质综合改良效果最好,其次为常绿针叶林,落叶阔叶林和灌木林对土壤的改良效果较小,针阔混交林对土壤的改良效果不明显。     

土壤属性空间预测的广义回归神经网络方法研究

土壤属性的空间变异性是农业和环保决策的重要依据,研究如何利用有限的样本数据来获得更为详尽的土壤属性空间分布信息对于科学决策具有重要意义。提出了一种基于广义回归神经网络模型(GRNN)的土壤属性空间预测方法,并将其与Kriging方法进行了比较。结果表明,GRNN方法能较好地刻画土壤属性的空间分布特征,其计算方法简单,预测精度较高;在给定的样本数据条件下,GRNN方法的预测精度总体上要优于Kriging方法,表明GRNN方法在土壤属性空间预测中的应用是有效可行的。     

宁夏南梁农场土壤水盐特征研究

宁夏主要灌渠之一的西干渠,在周围农场、牧场和园林场等土地灌溉中发挥着非常重要的作用,由于长期利用黄河水进行灌溉,该区域土壤盐渍化现象比较严重。以宁夏西干渠沿岸南梁农场土壤盐渍化问题为研究对象,在研究区域选取10个代表性样点,测量了共计20个土样的八大离子、pH值以及含水率,并对土壤盐分分布特征进行了相关性分析与主成分分析,研究了土壤含盐量和pH值的分布。另外,利用二维插值,得到了所研究区域土壤全盐量的空间分布。结果表明,该区域土壤以碱性土壤为主,土壤盐渍化程度总体比较严重;Cl~-、Na~+、SO_4~(2-)为盐分主要组成离子,土壤中可溶盐的主要形式为Na_2SO_4、CaSO_4、MgSO_4等,土壤全盐量的空间分布均表现为"北高南低、上高下低"的趋势;土壤含水率呈"北高南低、东高西低"的趋势。     

温室大棚寒地黑土质量综合评价及安全性分析

寒地黑土有"黑色黄金"之称,土质肥沃,研究其质量对农业土壤生态系统极为重要.选取温室大棚寒地黑土进行研究,对土壤隶属度函数、综合评价指数、综合污染指数、潜在生态危害指数等因素进行土壤质量评价.研究发现,土壤为粉砂质壤土,呈酸性,有机质含量符合全国第二次土壤普查养分分级标准三级土壤的标准.碱解氮、有效磷、速效钾符合全国第二次土壤普查养分分级标准一级土壤的标准.土壤重金属潜在生态危害等级较低.     

解钾菌的分离筛选及其解钾能力测定

采集农作物、蔬菜、梨树等根际土样,采用以钾长石为唯一钾源的亚历山鲍罗夫培养基分离筛选解钾菌。根据解钾圈大小,从梨树、蚕豆、豌豆、黄豆根际土壤中初步筛选得到9株解钾菌,将这9株解钾菌接种解钾液体培养基,培养后,采用火焰光度计法测定速效钾含量。发酵液中有效钾含量最高为13.5 mg/L,比对照组增加了11.98 mg/L。通过单因素试验,确定菌株生长的最适碳源是蔗糖,最适氮源是蛋白胨,初始p H值6.5;最适的培养条件为摇床转速为160 r/min,培养温度为25℃,培养7 d,初始OD值为0.02,装液量为80 m L/250 m L。在这些适宜培养条件下,菌株的菌体密度提高了45%。     

2005～2018年北京平原区土壤汞时空特征及其影响因素

为了解北京平原区土壤汞的分布特征及变化规律,采样测定了2005、2015、2018年的土壤汞含量,获取了270条实验测试数据。采用定量与定性分析相结合的方式,阐述了土壤汞的时间和空间变化特征,并对影响土壤汞时空特征的因素进行了探讨。结果表明:北京平原区土壤汞含量整体呈下降趋势,2005～2015年由0.093×10^-6下降至0.064×10^-6,到2018年下降至0.058×10^-6,逐渐接近甚至低于北京市土壤背景值; 土壤汞的块基比为28.2%～29.9%,空间自相关性中等,空间结构受结构性因素和随机性因素的共同影响,在空间分布上呈现出“城区含量高、郊区含量低”的特点; 由于外界输入土壤内部的含汞物质大幅度降低(输入减少),以及土壤中的汞通过排放、转化、吸收等方式不断流失(输出持续),造成2005～2018年土壤汞含量不断下降; 工业生产、人类生活、城市建设历史等人为源加剧了城区土壤汞的富集,反映了随机性因素的影响; 水系流域、土壤质地等自然源造成土壤汞分布的局部性差异,反映了结构性因素的影响。     

生物炭和胶质芽孢杆菌配施对大豆氮钾流动性的影响

在土壤中添加生物炭和胶质芽孢杆菌,利用盆栽实验探究几组处理对大豆生长发育特性以及大豆和土壤中氮、钾流动性的影响。结果表明,添加生物炭和胶质芽孢杆菌的土壤与对照相比,在大豆成熟期全钾显著增加了73.25%,碱解氮质量分数在大豆生长苗期提高了23.45%(P0.05);速效钾在大豆生长苗期增加了24.92%、开花期增加了46.23%、结荚期增加了39.89%。土壤经过添加胶质芽孢杆菌和钾长石粉处理后,大豆株高在开花期增长了51.96%,根长在成熟期增加了41.33%,同时在生长苗期大豆全氮增加了32.61%,在生长成熟期全钾增加了54.51%。结果表明,生物炭和胶质芽孢杆菌共同施加可以通过改善土壤中氮、钾元素含量,提高大豆生长各时期全氮和全钾含量,起到促进大豆生长的作用。     

黑色地膜对马铃薯产量及土壤质量的影响

在半湿润的南京地区,以微型马铃薯荷兰七号为指示作物,采用平地起垄覆膜的种植方式,分别选用黑色地膜(BM)与普通白色地膜(WM)做比较,并以不覆膜的平地作为对照(CK),分析不同处理对微型马铃薯生理指标、产量以及种植区土壤质量的影响.发现BM处理下微型马铃薯的淀粉质量分数和产量最高,较WM处理增产31.1%,较CK增产43.7%;覆膜处理显著降低了耕层土壤的速效钾质量分数,BM处理下耕层土壤的速效磷质量分数最低,但土壤铵态氮与硝态氮质量分数显著高于其他处理;覆膜处理有效提高了微型马铃薯出苗期的耕层土壤含水量,BM处理下微型马铃薯生育期内的表层土壤温度明显低于WM,且高于对照,对微型马铃薯的生长更有利.