基于CCA方法的于田绿洲土壤盐分特征研究

采用常规统计学和典范对应分析法,分析于田绿洲2012年春季土壤剖面(0~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100cm)的含盐量、电导率、pH值、矿化度、七大盐分离子的空间分布特征。结果表明:春季土壤含盐量、电导率、pH值和矿化度都随着土壤深度的增加而逐渐减小,土壤中Na+和Cl-在各土层占有主要优势,随着土壤深度的增加,各个盐分指标变异系数减小,土壤介质趋于均匀,性质趋于稳定;利用典范对应分析方法发现各个土层中Na+、Cl-、Ca2+、K+始终保持较好的相关性,且主要呈现正相关关系。     

塔里木河上游绿洲土壤表层盐分特征

土壤盐分空间分布特征及其离子组分关系是了解水盐运移规律的关键,可为提出因地制宜的盐渍土改良措施提供科学参考。在土壤聚盐高峰期,采集了塔里木河上游阿拉尔垦区64个样点的表层（0～20 cm）土样,进行盐分指标测定,并采用地统计学和灰关联分析方法研究了土壤盐分的空间分布格局及土壤盐分组成离子对盐分和pH的影响。结果表明：（1）样区土壤含盐量和碱化程度较高,土壤pH具弱变异性,电导率、总盐量和大部分离子含量均具强变异性。（2）电导率、总盐量和大部分离子含量较其他指标的空间变异程度大,结构复杂程度较高。（3）土壤总盐、电导率、Cl-、SO2-4、Na+、Ca2+、Mg2+和K+分布趋势较为一致,由西北向东南方向递减,在老农区和原生荒漠地含量较高;土壤pH分布表现为从北向东南方向增加;HCO-3在土壤中含量最低,空间分布规律不明显。（4）对盐分指标间的灰关联度分析表明,对研究区盐分指标影响最大的是SO2-4、Cl-和Na+。     

黄河三角洲多尺度土壤盐分的空间分异

本文利用多尺度采样数据,探索了两个深度土壤盐分的空间分异,分析了不同尺度、深度土壤盐分的变异系数和空间相关性(结构方差与基台值之比)的变化,揭示了形成这种空间变异的地貌因素,最后利用普通克立格(ordinary kriging)方法对土壤盐分的分布进行了估测。分析发现,研究区土壤盐分的空间变异具有三个尺度。随着采样间隔的增加和区域的扩大,盐分分布空间相关性增强,且下层比上层具有更高的空间相关性。地貌因素(微地貌类型、坡度和高程)均具有较高的空间相关性,当与地貌因素关系密切时,该尺度及深度的土壤盐分空间相关性就大;反之,则小,这时可能主要受具有较小空间相关性其他因子的影响(如人为活动)。最后对合理的土壤采样提出了建议。     

地质雷达在地质灾害勘查中的应用

我国南方发生的滑坡、泥石流、岩溶塌陷等地质灾害,严重威胁人民的生命和财产安全,对这些地质灾害体空间分布的勘查和研究十分重要。在滑坡勘查区,通过地质雷达探测,较准确推断出滑坡岩土体结构和滑动面位置;在泥石流勘查区,对于泥石流沟谷堆积物及其附近两侧山体的松散覆盖层,可以有效进行地层划分和深度解译,为判断泥石流的规模提供了重要依据;在岩溶塌陷区,利用三维地质雷达探测技术,较准确推断出隐伏土洞的空间分布形态,为岩溶塌陷的监测和防治提供较可靠的依据,具有广阔的应用前景。     

基于空间分析的北疆残余盐土盐分变异性研究

应用统计学与空间分析相结合的方法,对北疆典型残余盐土区不同土层土壤盐分的空间分布特征及其变化规律进行对比分析。结果显示,随着土层深度的增加土壤盐分依次增大,底聚现象比较明显;30cm以下土壤盐分相关性较强,土壤母质等结构性因素成为影响土壤盐分空间变异的主导因素;表层土壤盐分之间的自相关距明显大于中、底层;随着土层深度的增加,土壤盐分间的Moran’s I系数增大,高-高聚集区域明显增大,主要集中在荒地区域。该研究结果将为北疆残余盐土区域土壤盐渍化改良及农业管理提供理论依据。     

干旱区绿洲土壤含水量季节性变异分析——以于田绿洲为例

土壤水分对水圈、生物圈以及大气圈之间的相互作用有着及其重要的影响,是土壤物理学、水文学研究的重要内容。干旱区生态环境脆弱,土壤水分是干旱区植物生长发育所需水分的唯一来源。以和田地区于田绿洲为例,对研究区春、夏、秋季节土壤含水量水平和垂直空间变异性进行分析,揭示干旱区绿洲土壤水分空间变化规律。结果表明:(1)于田绿洲土壤含水量具有季节性规律,春季含水量均值为0.139%,夏季为0.110%,秋季为0.123%,春季含水量高于秋季高于夏季。垂直分布上随着土壤深度的增加,土壤含水量呈逐渐增大的趋势。(2)各个季节、不同深度的土壤含水量的空间自相关性上表示出相似的变化趋势,在空间单元为1时,具有强空间自相关性。(3)研究区垂直空间分布相关性较弱,变异主要由随机因子作用而产生;绿洲内部土壤含水量明显高于外围地区。     

基于电磁感应技术的塔里木盆地北缘绿洲土壤盐分空间变异特性

土壤盐渍化是影响绿洲农业生产、抑制作物生长的主要生态环境问题。当前,将电磁感应技术与地面实测技术相结合是监测土壤盐渍化分布及其变化的先进方法。本文以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以电磁感应仪在水平模式下（EM_H）和垂直模式下（EM_V）所获取的土壤表观电导率数据以及野外实测数据为基础,通过建立EM_V和EM_H与土壤盐分含量及组成元素的多元线性回归模型,采用泛克里格法（Universal Kriging）对研究区两个关键季节（干季、湿季）的土壤盐分含量及组成的空间变异特征进行了分析。结果表明：研究区干季和湿季表层盐渍土含盐量均与EM_V和EM_H具有良好的相关性,以EM_V+EM_H为自变量建立的土壤盐分解译模型的精度较高,且通过0.01水平检验;研究区干、湿两季的表层土壤含盐量数据符合P-P正态分布,空间分布均呈现强相关性;采用能够充分考虑到干旱区表层土壤盐分空间变异的球状套合模型,能够更好地拟合土壤表层含盐量的空间结构;研究采用泛克里格法将解译出的土壤盐分及其主要组成离子（Na⁺、Cl^-）含量进行空间插值分析,其变化趋势与土壤含盐量的变化趋势基本一致,因而采用电磁感应技术可以有效地监测不同季节干旱区绿洲土壤盐分及其组成的空间变化。     

辽河口湿地土壤中铁和锰元素含量的分布特征北大核心CSCD

于2018年4月,在辽河口天然芦苇(Phragmites australis)盐沼、油田区芦苇盐沼、退化芦苇盐沼、盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼、滩涂和稻田中,设置采样点,采集0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm深度的土壤样品,测定土壤样品中的铁和锰元素含量,研究辽河口湿地土壤中铁和锰元素含量的分布特征。研究结果表明,辽河口天然芦苇盐沼、油田区芦苇盐沼、退化芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼、滩涂和稻田的24个采样点0~40 cm深度土壤中的铁元素和锰元素质量比的平均值分别为31.82 g/kg和624.5 mg/kg;油田区芦苇盐沼、天然芦苇盐沼和稻田0~40 cm深度土壤中的铁元素和锰元素含量较大,退化芦苇盐沼、盐地碱蓬盐沼和滩涂0~40 cm深度土壤中的铁元素和锰元素含量较小;辽河口湿地0~10 cm深度土壤中的铁元素含量主要受全磷含量的影响;10~20 cm深度土壤中的铁元素含量主要受总有机碳含量和电导率的影响;20~30 cm深度土壤中的铁元素含量主要受总有机碳含量、全氮含量、全磷含量和电导率的影响;30~40 cm深度土壤中的锰元素含量主要受全磷含量的影响。     

烟台海岸带土壤重金属定量源解析及空间预测

定量解析土壤重金属污染来源并绘制空间分布图是土壤重金属调查评价的核心,可为区域土壤环境管理和修复提供科学参考。以中国北方名优农产品生产基地烟台海岸带为研究区,系统开展表层土壤样品采集和重金属分析测试;利用正定矩阵因子分解定量解析土壤重金属的来源贡献;基于独立成分分析和序贯高斯模拟构建多元地统计模拟技术,实现土壤重金属的空间预测及潜在污染区域划定。结果表明：① 研究区表层土壤中 As、Co、Cr、Mn和Ni主要为自然来源,且空间分布受成土母质的控制;② 工业和交通排放是土壤中Cd、Pb和Zn的重要来源,三者在金、铜矿的尾矿区以及烟台市区呈现出污染热点;③ 土壤中Cu主要来自铜基杀菌剂和有机肥施用等农业活动,高值区主要分布在果园土壤;④ 土壤中Hg主要来源于煤炭燃烧和混汞法炼金所排放Hg的大气沉降,高值区主要分布在金矿以及龙口、蓬莱市区周边;⑤ Cu、Hg和Cd的潜在污染区域面积占研究区总面积的37.5%、14.3%和8.6%,应给予重点关注。     

黄河口典型咸、淡水交互区湿地土壤氮和磷分布特征

以黄河口典型咸、淡水交互区湿地土壤为研究对象,在离岸距离0 m、50 m、150 m、250 m和350 m处,分别布设5个采样点,于2017年10月15日,分别采集0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm深度的土壤样品,测定其氮、磷含量和其它土壤理化指标,并分析其空间分布规律和可能的来源。研究结果表明,土壤全氮质量比为132.93～787.76 mg/kg,且离岸越远,0～10 cm深度土壤全氮含量越小,而10～20 cm和20～40 cm深度土壤全氮含量越大;各层土壤全磷质量比为543.04～642.04 mg/kg,随着土壤深度的增加,在岸边0 m处,土壤全磷含量逐渐减小,但在离岸最远的350 m处,10～20 cm和20～40 cm深度土壤全磷含量则高于0～10 cm深度土壤的;各层土壤有效磷质量比为4.68～11.24 mg/kg;各形态氮含量与有机质含量密切相关,土壤中的氮可能主要来自于内源,如有机质的分解;有效磷含量与土壤含盐量关系密切,土壤中的有效磷可能来自于外源,如海水入侵(潮汐流);全磷可能主要来自外源,如潮流和径流的双向胁迫,且土壤容重对其也有一定的影响。     

阿拉尔垦区土壤盐渍化遥感监测及时空特征分析

及时准确掌握区域土壤盐渍化信息对盐渍土治理和土地利用可持续发展有着重要意义。以阿拉尔垦区Landsat 7 ETM+/8 OLI影像为数据源,采用盐分指数（Salinity index,SI）和归一化植被指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）构建遥感盐分监测指数（Salinization detection index,SDI）模型,对阿拉尔垦区土壤盐渍化进行反演,分析近10 a垦区土壤盐渍化空间分布特征。结果表明：SDI模型与土壤实测电导率拟合度R²=0.7579,该模型可反演阿拉尔垦区土壤盐量;2011—2021年非盐渍土和轻度盐渍土面积分别增加318.22 km²和0.80 km²,中度、重度土壤盐渍化面积减少229.87 km²,盐土面积增加68.61 km²;阿拉尔垦区北部和南部地区的土壤盐渍化程度得到明显转好,中部和东部地区土壤盐渍化程度加重,垦区土壤盐渍化总体得到较好改善。SDI模型能较好反演阿拉尔垦区土壤盐渍化时空特征,可为阿拉尔垦区经济与社会发展提供一定的参考依据。     

基于PTFs的干旱地区土壤饱和导水率的尺度扩展

土壤饱和导水率的空间分布是流域水文模拟及溶质运移研究的先决条件.基于塔里木河干流108个剖面的土壤质地、有机质及容重等测试数据,运用4种土壤传递函数(PTFs)进行土壤饱和导水率预测与检验,分析土壤饱和导水率的空间变异性并计算合理采样数量,并通过尺度上推的方法预测流域尺度土壤水力参数的空间分布特征.结果表明:Campbell模型为4种PTFs模型中最适合本研究区的土壤传递函数.从空间分布的预测结果来看,不同层土壤饱和导水率的分布特征具有相似性,而深层土壤饱和导水率大于浅层.     

面向应用的土壤重金属信息系统(SHMIS)——以北京市为例

在大规模的土壤取样调查和分析基础上,以北京市为例,建立了土壤重金属信息系统(SHMIS)。该信息系统由土壤重金属数据库(SHMD)及其数据库管理系统(SHMMIS)两大部分组成。该信息系统的资料覆盖北京市18个区县,共800组土壤重金属和近400组蔬菜重金属等相关信息。土壤重金属数据库由6个表相互关联而组成,其中采样区的基本地理属性、样品重金属含量、样点与周围地物空间关系、农作物组成等不同的分类信息分别列在不同的表中。用户通过SHMMIS可对数据进行查询、分类和统计,获得需要的数据。该信息系统的建立既使得采样工作能够与空间分析相结合,对重金属含量变异趋势大的区域进行加密布点,提高每个样点的信息量;数据库同时存储土壤及其所产蔬菜等农作物的重金属含量,为蔬菜重金属污染风险分析、区域土壤环境质量评价等研究、决策管理提供一个数据平台。     

甘肃河西山地土壤有机碳储量及分布特征

山地土壤具有强异质性和较高的碳密度，研究山地土壤有机碳的储量、空间分布特征和影响因素，对理解未来气候变化情景下该区土壤碳-大气反馈具有重要意义。河西山地地形复杂，水热梯度明显，是研究土壤有机碳空间格局的理想区域。利用河西山地126个土壤剖面数据，分析了0~100 cm土壤有机碳的储量、空间分布特征及其与环境因素的关系。结果表明：河西山地0~100 cm土壤有机碳密度均值15.04±7.24 kg·m^-2，区域土壤有机碳储量1.37±0.66 Pg，其中50%储存在高寒草甸和亚高山灌丛草甸。研究区土壤有机碳密度从高到低依次为亚高山灌丛草甸（41.15±18.47 kg·m^-2）、山地草甸草原（40.26±9.59 kg·m^-2）、山地森林（34.57±14.52 kg·m^-2）、高寒草甸（29.19±14.58 kg·m^-2）、山地草原（19.28±11.33 kg·m^-2）、荒漠草原（9.83±4.14 kg·m^-2）、高寒草原（8.59±2.47 kg·m^-2）、高寒荒漠（5.89±3.18 kg·m^-2）、草原化荒漠（5.16±3.06 kg·m^-2）、温带荒漠（5.00±3.35 kg·m^-2）。土壤有机碳的空间分布与地形和气候因子显著相关。土壤有机碳密度随着海拔的升高呈现出先增加后减少的趋势，阴坡土壤有机碳密度显著高于阳坡和半阴坡。土壤有机碳密度随年平均降水量增多而增多，随年平均温度的升高呈现出先增加后减少的趋势。     

松嫩平原西部土壤盐碱化空间变异与微地形关系研究

以松嫩平原西部具有典型微地形变化的苏打盐渍土小区为试验区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了小区盐碱化指标土壤电导率(EC)、盐分含量(SC)、pH和SAR的空间变异特征,绘制了4种指标的空间分布图。结果表明:受结构性因素和随机性因素的共同作用,4种指标均具有强空间相关性。4种指标空间分布在一定范围内均存在空间上的相似性。四种指标与相对高程呈极显著相关,相对高程在40cm范围内,四种指标随着相对高程的增加,呈二次函数曲线增加趋势。该研究为苏打盐渍土区植被恢复和盐碱地利用提供依据。     

北方石质山区坡面土壤厚度分布特征——以北京市密云县为例

土壤厚度是土壤退化及土地生产力水平评价的一个重要指标。本研究应用插钎法,调查了北京市密云县山区50个基本抽样单元的坡面土壤厚度。对样点数据进行了统计分析,结果表明:平均土壤厚度为15cm。小于10cm的土壤占37%,小于20cm的土壤占76%,小于30cm的占90%。空间上土壤较厚的区域主要集中在西北和东北部植被覆盖较好的地区。对影响土壤厚度的因子进行分析发现:土壤厚度与海拔无明显相关性,而坡向对土壤厚度的影响较为明显,阴坡土壤厚度明显大于阳坡。土壤厚度与植被覆盖度和坡度明显相关,与植被覆盖度的相关系数为0.84,与坡度的相关系数为-0.40,二者都通过了显著水平为0.01的显著性检验。     

祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性

为了探讨青海云杉林对土壤pH和养分的影响,选择祁连山青海云杉林动态监测样地(340 m×300 m)为试验样地采集土样,利用经典统计学和地统计学方法对其空间异质性进行了研究。结果表明:(1)pH、水解氮和全磷为弱变异性,有机碳、全氮、速效磷、全钾和速效钾为中等变异性,它们的大小依次为速效钾 >有机碳 >速效磷 >全氮 >全钾 >水解氮 >全磷 >pH。(2)半方差最优模型拟合分析表明,pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾均符合球状模型,有机碳和全钾均符合指数模型;pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变程依次为108.8 m、88.5 m、112.8 m、131.9 m、143.3 m、73.3 m、73.3 m和134.7 m。从空间结构特征看,pH具有中等强度的空间自相关,而养分表现出强烈的空间自相关。(3)pH和养分均呈斑块状分布,有机碳和氮素具有相似的空间分布格局,全磷和速效钾分布变化较为明显,速效磷和全钾分布变化较为平缓。上述研究结果可为祁连山青海云杉林土壤pH和养分的取样设计和空间分布图制作等提供参考,也可为青海云杉林的土壤环境恢复与重建提供科学依据。     

Estimation of soil organic carbon reservoir in China

The paper respectively adopted physio-chemical properties of every soil stratum from 2473 soil profiles of the second national soil survey. The corresponding carbon content of soils is estimated by utilizing conversion coefficient 0.58. In the second soil survey, the total amount of soil organic carbon is about 924.18×108t and carbon density is about 10.53 kgC/m2 in China according to the area of 877.63×106 hm2 surveyed throughout the country. The spatial distribution characteristics of soil organic carbon in China is that the carbon storage increases when latitude increases in eastern China and the carbon storage decreases when longitude reduces in northern China. A transitional zone with great variation in carbon storage exists. Moreover, there is an increasing tendency of carbon density with decrease of latitude in western China. Soil circle is of great significance to global change, but with substantial difference in soil spatial distribution throughout the country. Because the structure of soil is inhomogeneous, it could bring some mistakes in estimating soil carbon reservoirs. It is necessary to farther resolve soil respiration and organic matter conversion and other questions by developing uniform and normal methods of measurement and sampling.