土壤物理特性的空间变异研究及对土壤肥力的影响

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寿光市土壤养分特性及空间变异性分析

寿光市土壤养分特性及空间变异性分析徐海燕1，2，聂宜民2，赵文武1，陈永智3（1．北京师范大学资源学院，北京100875；2．山东农业大学资源与环境学院，山东泰安271018；3．山东省寿光市农业局，山东寿光262700）摘要：本研究以寿光市为例，在分析其露天耕地土壤养分特征值的基础上，采用GIS 和地统计分析相结合的方法研究了土壤养分的空间变异性。

研究结果表明：①土壤特性除pH 值为弱变异性外，其他均为中等变异；②土壤有机质、Ca 、Mg 含量较高，N 、P 、K 有一定程度的缺乏；有效态微量元素的含量不均衡，Zn 普遍缺乏，Fe 含量不高；③NH 4+-N 、T-N 、Cu 、Ca 、Mg 的变异性结构较差，其他土壤养分变异结构明显。

Zn 在整个区域内表现为恒定的变异。

P 、K 、pH 、Mn 、B 空间变异主要是由土壤母质、地形、气候等非人为的区域因素引起。

OM 、Fe 在研究区域上具有中等空间相关性，其由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间变异性较小。

关键词：土壤养分；空间变异性；地统计学中图分类号：S158.3文献标识码：B 文章编号：1000-0275(2009)01-0118-04Study on Statistical Features and Spatial Variability of Soil Nutrients in ShouguangXU Hai-yan 1，2，NIE Yi-min 2,ZHAO Wen-wu 1，CHEN Yong-zhi 3(1.College of Resources Science and Technology,Beijing Normal University,Beijing 100875,China ；2.College of Resource and Enviroment,Shandong Agricultural University,Tai'an,Shandong 271018,China ；3.Agricultural office of shouguang shandong Province,shouguang,Shandong 262700,China)Abstract ：Using the methods of GIS and geostatistics,this paper studied the spatial variability of soil nutrients inShouguang city,which was based on the analysis of the statistical features of soil properties.The results showed that:①all parameters exhibited intermediate variability except for soil pH showed a lower variability.②Soil organic matter,Ca,Mg content were high in the research region.NH 4+-N,P,K were deficient in a certain extent.Available trace elements in the grain crop area were imbalance to some extent.It was widely deficient in Zn and Fe.③In the actual sample interval,Poor variability structure was found in NH 4+-N,T-N,Cu,Ca,Mg.And the other soil properties had strong or intermediate spatial correlation.In the whole research scope,Zn had lasting variability.The spatial variability of P,K,pH,Mn,B were mainly caused by the spatial autocorrelation.OM,Fe had intermediate spatial correlation,and the spatial variability of them was aroused by the random and artifical factors had a less proportion.Key words ：soil nutrient;spatial variability;geostatistics基金项目：国家“十一·五”科技支撑计划《食品安全关健技术的应用的综合示范》项目“蔬菜安全生产的质量控制技术研究“（编号：2006BAK02A03）。

大荔枣园土壤养分空间分布及土壤肥力综合评价

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(
1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨陵 712100;
2.西北农林科技大学林学院,陕西杨陵 712100)
摘
要:为探究大荔县冬枣产区土壤肥力状况,采集了 303 个有代表性枣园土壤样品,测定了土壤
pH、有机质、硝态 N、铵态 N、碱解 N、有效 P、速效 K、有效 Fe、有效 Mn、有效 Zn、有效 Cu 等指标,
1.
3 研究方法
地统计学是一种以区域化变量理论为基础,以
成本及土壤本身的时空变异性等因素,最好的方法
半方差函数为主要工具,揭示属性变量在空间上的

不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究

不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究
不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究
以三种取样间距(100m、50m、25m)进行网格取样,对土壤有机质、全量氮磷进行空间变异性分析.结果表明:土壤有机质与全氮含量处于较低水平,全磷含量处于中等水平.全氮的变异系数随不同间距变化幅度较小,有机质与全磷的变异系数随着取样间距增加而减小.取样间距对合理取样数目具有一定的影响,合理取样数目分别为:有机质(24)、全氮(34)、全磷(10).土壤全量养分的空间变异性主要受结构因素影响,随机因素影响较弱,但不同取样间距对全量养分空间变异规律影响不明显;对于全量养分100m的取样间距就可以满足干旱区农田土壤样品的精度要求.
作者：盛建东肖华武红旗陈冰王军杨新建田建华杨朔钱文东杨艳 SHENG Jian-dong XIAO Hua WU Hong-qi CHEN Bing WANG Jun YANG Xin-jian TIAN Jian-hua YANG shuo QIAN Wen-dong YANG Yan 作者单位：刊名：土壤通报ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SOIL SCIENCE 年，卷(期)：2006 37(6) 分类号：S158.2 关键词：取样间距全量养分空间变异。

寿光市土壤养分特性及空间变异性分析

Zn 在整个区域内表现为恒定的变异。

P 、K 、pH 、Mn 、B 空间变异主要是由土壤母质、地形、气候等非人为的区域因素引起。

OM 、Fe 在研究区域上具有中等空间相关性，其由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间变异性较小。

07精准养分管理-土壤养分空间变异的影响因素.

精准养分管理土壤养分空间变异的影响因素黄绍文金继运杨俐苹程明芳中国农科院土壤肥料研究所成土母质、地形、人类活动（农业生产中的施肥、作物品种、灌溉及其它的一些生产管理措施）等对土壤养分空间变异均有较大影响。

国外对土壤养分空间变异的影响因素进行了较多研究，而国内该方面的研究工作较少。

下面仅初步讨论种植方式、肥料使用、土壤类型、土壤颗粒组成与土壤养分之间的关系，为深入了解土壤养分状况及其空间变异情况提供一定的理论依据。

1 材料与方法1.1 研究试区的基本情况在黄淮海平原选择主要农业自然经济类型区河北省玉田县作为本项研究的试区。

该县位于东经117。

30'至117。

56'，北纬39。

33'至40。

之间。

耕地面积729km2，其中小麦、玉米和水稻种植面积分别为286 km2、432 km2和16 km2。

地形地貌类型为洪积、冲积平原，地势东北高、中部平原、西南洼。

主要土壤类型为潮土和褐土。

气候属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，年平均降水量693.1mm，年平均气温11.2℃，无霜期190d左右。

主产小麦、玉米、水稻、蔬菜、苹果、葡萄等。

1.2 土壤样品采集本研究采用GPS定位技术，对河北省玉田县进行定点取样。

从玉田县虹桥镇38个村的每个村选择1~2个代表性地块；从除虹桥镇外的其它19个乡（镇）的每个乡（镇）选择3~7个代表性村，在每个村选择1个代表性地块。

取样点定在有代表性的地块的中心附近，其分布见图1。

取样深度为0~20cm，取样时间是1999年3月下旬至4月上旬。

1.3 肥料使用情况调查自已采取土壤样品的每个代表性地块有小地块的农户中，随机调查3~5个农户过去三年来各作物施用有机和无机养分的情况，以及种植方式和作物产量等。

(图：图1 玉田县土壤取样点分布示意图)1.4 土壤样品分析本项研究是在“土壤养分综合系统评价法与作物高产高效平衡施肥技术”成果的基础上进行的[1,2]。

关于土壤空间变异性的几种研究方法

关于土壤空间变异性的几种研究方法土壤空间变异性是指土壤属性在水平和垂直方向上的不均匀分布特征。

研究土壤空间变异性可以帮助我们了解土壤形成过程、评估土壤质量和精确管理土壤资源。

以下是几种常用的土壤空间变异性研究方法：1.地理信息系统（GIS）：GIS是一种通过采集、存储、分析和显示地理数据的技术。

在土壤空间变异性的研究中，我们可以利用GIS来收集土壤属性数据，并进行空间插值分析，生成土壤属性的空间分布图。

这种方法可以帮助我们直观地了解土壤属性的分布特点，并辅助优化农田管理措施。

2.全球定位系统（GPS）和遥感技术：GPS和遥感技术可以帮助我们获取土壤属性的准确位置信息。

通过在田间定位探测设备的位置，并结合遥感图像，我们可以获得大范围内土壤属性的空间分布特征。

这种方法可帮助农户和决策者制定更科学的农业管理策略。

3.土壤抽样和实验室分析：采集不同位置的土壤样品，并进行系统的实验室分析，可以获得土壤属性（如pH值、有机质含量、养分含量等）的详细信息。

通过统计学分析方法，我们可以研究土壤属性在水平和垂直方向上的变异性。

这种方法需要大量的样品和实验室分析，但可以提供土壤属性的准确性和细节。

4.土壤电磁感应（EMI）技术：EMI技术是通过测量土壤对电磁感应的响应来评估土壤属性的非侵入性技术。

使用EMI技术，我们可以获得土壤电导率等与土壤属性相关的信息。

通过测定不同位置的土壤电磁响应，并进行相关性分析，我们可以研究土壤属性的空间变异。

这种方法可以提供大范围内土壤属性的快速评估结果，但需要校准和验证。

5.土壤监测网络：建立土壤监测网络可以帮助我们实时或定期获取土壤属性数据。

通过在区域范围内建立多个采样点，并定期对土壤进行采样和分析，我们可以获得土壤属性的数据序列。

利用时间序列分析方法，我们可以研究土壤属性的季节变异和年际变异。

这种方法可以提供土壤属性变异的动态变化情况，适用于长期土壤监测和管理。

综上所述，土壤空间变异性的研究方法包括GIS、GPS和遥感技术、土壤抽样和实验室分析、EMI技术以及土壤监测网络。

大尺度土壤养分空间变异的影响因素

大尺度土壤养分空间变异的影响因素哎呀，这可是个大问题啊！咱们今天就来聊聊大尺度土壤养分空间变异的影响因素吧。

你说，这土壤里的养分，就像是人体内的营养物质一样，可是它们却分布在整个土地上，这可不是一件小事啊！咱们要说说地形对土壤养分分布的影响。

你知道吗，地形就像是一个大家伙的骨架，它把土地分成了好多块儿。

有的地方地势高，有的地方地势低，这就会影响到土壤中养分的分布。

比如说，地势高的地方，水流容易下渗，这样一来，土壤中的养分会被冲走，导致那里的土地贫瘠。

而地势低的地方，水流相对较少，土壤中的养分就会相对集中。

所以说，地形对土壤养分分布的影响可是很大的哦！咱们还要说说气候对土壤养分分布的影响。

你知道吗，气候就像是一个大家伙的体温，它会影响到土壤中的水分蒸发和降雨。

比如说，在干旱地区，水分蒸发快，土壤中的养分会被带走，导致那里的土地贫瘠。

而在湿润地区，水分蒸发慢，土壤中的养分会相对集中。

所以说，气候对土壤养分分布的影响也是很大的哦！再来说说生物因素对土壤养分分布的影响。

你知道吗，生物就像是一个大家伙的身体系统，它们会通过各种途径影响到土壤中的养分。

比如说，植物的根系会吸收土壤中的养分，而动物的排泄物也会为土壤提供养分。

微生物还会通过分解有机物质来产生养分。

所以说，生物因素对土壤养分分布的影响也是很大的哦！咱们还要说说人为因素对土壤养分分布的影响。

你知道吗，人为因素就像是一个大家伙的行为习惯，它们会通过各种途径改变土壤中的养分分布。

比如说，过度施肥会导致土壤中的养分浓度过高，从而导致其他地方的土地贫瘠。

而不合理地使用农药和化肥则会影响到土壤中的微生物群落，从而影响到土壤养分的循环利用。

所以说，人为因素对土壤养分分布的影响也是很大的哦！大尺度土壤养分空间变异的影响因素有很多很多，我们要从地形、气候、生物和人为等方面来综合考虑。

只有这样，我们才能更好地保护和管理我们的土地资源，让它们能够持续地为我们提供丰富的养分。

蜀南竹海毛竹林土壤物理性质空间异质性

蜀南竹海毛竹林土壤物理性质空间异质性高强伟;代斌;罗承德;刘丽;马丹;张翠翠【摘要】土壤空间异质性是土壤的重要综合属性,对土壤的结构与功能以及植被的空间格局有重要影响.以蜀南竹海核心区毛竹林土壤为研究对象,采用1∶10000地形图为工作底图,按公里网格布点,应用地统计学方法,分析了土壤物理性质的空间异质性,旨在为研究区毛竹林的可持续经营提供基础数据和理论参考.结果表明:除土壤最大持水量和最小持水量外,研究区土壤粘粒、容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和毛管持水量等5个土壤物理性质空间变异性明显,其半变异函数用指数、高斯和球状模型拟合,变程范围在1252.3-11887.1 m,块金值和基台值比值范围为0.03％-52.07％,表明各物理性质有不同程度的空间自相关性;土壤持水特性有较大的块金值,说明存在小尺度的空间异质性;普通克里格插值及物理性质空间分布图表明,土壤物理性质在空间分布上具有斑块性,在不同土层深度的空间分布有一致性.人为干扰是影响研究区土壤物理性质空间分布格局的一个主要原因.减少人为干扰,优化林分结构,维护与提高毛竹林生产力.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2016(036)008【总页数】9页(P2255-2263)【关键词】蜀南竹海;土壤物理性质;空间异质性;变异函数【作者】高强伟;代斌;罗承德;刘丽;马丹;张翠翠【作者单位】四川农业大学,林学院,成都611130;广西交通科学研究院,南宁530000;四川农业大学,林学院,成都611130;四川农业大学,林学院,成都611130;四川农业大学,林学院,成都611130;四川农业大学,林学院,成都611130;四川农业大学,林学院,成都611130【正文语种】中文土壤是地壳的风化层在气候、地形、时间、生物的共同作用下形成的非均质和变化的时空连续体[1]，具有高度的空间变异性，即使在土壤类型和质地相同的区域内，同一时刻土壤特性(物理性质、养分含量等)在空间上也有明显差异，土壤的这种属性被称为土壤特性的空间变异性[2- 4]。

武汉市区绿地土壤养分空间变异性分析

武汉市区绿地土壤养分空间变异性分析摘要采用GIS与地统计学相结合的方法,对武汉市区绿地土壤中pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾的空间分布进行了研究。

结果表明,武汉市区绿地大部分土壤为碱性或中性;土壤养分空间变异性较大,在0.46~0.88,有机质的变异系数最大为0.88;各区域养分含量不均等,绿地养分等级处于中等水平。

并绘制了武汉市区绿地养分等级分布图。

从而为城市绿地土壤养分管理及绿地建设规划提供指导。

关键词城市绿地;土壤养分;空间变异;湖北武汉SpatialVariabilityAnalysisonUrbanGreenSpace’sSoilNutrientsinWuhanCityWANG WeiLIN Cheng-da(College of Resources and Environment,Huazhong Agriculture University,Wuhan Hubei 430070)AbstractIn this paper,geostatistics combined with GIS were applied to analyze the spatial vaila bility of urban green space’s soil nutrients;such as pH value,organic matter,total nitrogen,available phosphorus and available potassium in Wuhan City. The result showed that most of the urban green space’s soil was alkaline and the spatial variability of soil nutrients was large,all of soil nutrients in the coefficient of variation ranged from 0.46 to 0.88,and the largest variation coefficient of organic matter was 0.88.What’s more,urban green space’s soil nutrient contents were uneven,whose levels were in the medium level. At the same time,the distribution maps of the nutrients level were drawed. Thus a theoretical basis was provided for the management of urban green space’s soil nutrients and urban green space planning.Key wordsurban green space;soil nutrients;spatial variability;Wuhan Hubei城市绿地是指城市的公共绿地、居住区绿地、单位附属绿地、防护绿地、生产绿地以及风景林地等6类。

基于时空特征的土壤养分变异分析研究——以陕西省陈仓区为例

＞（＞１０＞（６０ｍ）这与多种地貌并存和气候有关。５０ｍ）＜０，
关键词：养分；土壤时空特征；ｒＧＳ普通克里格ＡｃＩ；
中图分类号：１９２文献标识码：文章编号：０１８８（０１００９０Ｓ５．Ａ１０ — ５１２１）６— ０３— ４
均气温１３℃，月平均气温一１ｏ七月平均气温一Ｃ，
２ ℃ ＿］６Ｉ４
。
壤养分时间变异特征，并从高程带和地貌角度分析空间
变异特征的研究较少。本文以ＡｃＩ．ｒＳ３为平台，Ｇ９以陕西省陈仓区（以下简称研究区）为例，研究了２种土壤养
江西农业学报
２１，３６：３— ６０１２（）９９
ＡｃａＡｇｉｕｔｒｅＪａｇｉｔｒｃｌａｉｎｘｕ
基于时空特征的土壤养分变异分析研究
— —
以陕西省陈仓区为例
舒彦军，张立亭
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土壤物理特性的空间变异研究及对土壤肥力的影响
土壤是人类赖以生存和发展的物质基础。随着人类社会经济的高速发展，土地资源的过度开发利用导
致了土壤资源退化，使人口-资源-环境间的矛盾日益尖锐，并对农林业可持续发展造成严重威胁。因此，
土壤资源作为一种脆弱性的非再生资源[1]，质量问题正在不断得到世界范围内各方面人士的广泛关注。随
着木材需求和森林生态效益的不断地增加，森林土壤更是如此，森林土壤是指森林植被下发育的土壤，它
泛指有生物尤其是有林木参与下的地球化学的地壳表层。众所周知，森林土壤在很多方面与农业土壤不同，
它受人为干扰较小，土壤剖面保持比较完整，并具有一些特有的特征，如表层一般有深厚的凋落物，剖面
中根系和石砾含量较多，含有大量依赖于森林生存的土壤生物并且森林中土壤动物种类多。森林土壤在发
育演变过程中，自然因素，特别是生物因素起着明显的主导作用。因此，森林土壤肥力以其自然肥力为主，
人工施肥为辅[2]。土壤肥力是土壤的本质，土壤肥力从土壤-植物-环境整体角度看，土壤肥力是土壤的养
分针对特定植物的供应能力，以及土壤养分供应植物时的环境条件的综合体现，土壤养分、植物、环境条
件共同构成土壤肥力的外延，土壤肥力高低不仅受土壤养分、植物的吸收能力和植物生长的环境条件各因
子的独立作用，更重要取决于各因子的谐调程度[3]。因此，土壤肥力的概念可以从三方面去理解和认识，
一是构成土壤肥力的各因子的数量概念，二是在特定的环境条件下与诸因子协同作用下的养分有效性，三
是特定植物的养分需求和产出[4]。由于土壤肥力是土壤物理、化学、生物等性质的综合反映，要使植物生
长良好，除肥力因素外，土壤系统必须处于相互协调状态，这主要取决于土壤物理性质，不同的土壤物理
性质会造成土壤水、气、热的差异，影响着土壤对营养成分的贮存、转移运输和吸收利用[5]，使土壤中矿
质养分的供应状况、有机质的积累和微生物的活性等性质，是影响植物生长发育的重要因素，是反映土壤
肥力的重要指标[6]，因此研究土壤肥力物理性指标是非常重要的。
我们都知道自然界中的许多物质在空间上都具有一定的变异性。如土壤在自然界中的分布极其复杂，
土壤的形成过程包括物理过程、化学过程和生物过程[7]。由于不同地区在气候、母岩、地形、植被和动物
等方面的影响，形成了各种土壤类型，导致土壤性质存在明显的差异[8]。同一质地的土壤在同一平面或不
同深度上并不完全均质，决定了土壤的各种特性在空间上都具有不同程度的变异性，并且彼此之间还有一
定的相关性。在进行土壤调查时，同一土壤类型上不同的空间位置取样所测定的指标因子常常具有较大的
差别，除去取样和测定过程中的误差外，还存在着土壤本身的变化，这种本身的变化称为土壤空间异质性
或空间变异性[9]。土壤空间异质性是土壤重要的属性之一。在不同的尺度上研究土壤的空间异质性，不但
对了解土壤的形成过程、结构和功能具有重要的理论意义，而且对了解植物与土壤的关系具有重要的参考
价值[10]。因此，自90年代以来，土壤与植被的空间异质性的关系一直是生态学研究的重点问题[11]。土壤
的水分、容重、毛管持水量和孔隙度是重要的土壤物理因子。在森林土壤中，这些因子的空间变化与养分
一样，影响着林分的生长。研究这些因子的空间异质性，对深入了解树木根系的结构，变异规律和生长具
有十分重要意义。为此，本文采用地统计学的理论和方法，定量研究了蜀南竹海毛竹林土壤土层(0~60)的
水分，质地，容重，渗透性，毛管持水量和孔隙度的空间异质性，为深入研究土壤空间异质性与当地毛竹
林生产和发展的关系提供重要的参考。
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毛竹(phyllostachyspubescens)是我国南方竹类资源中分布最广和经济价值较高的竹种，具有生长快、产
量高、效益好、周期短等优势[12]。毛竹适宜于海拔多在400～900 m之间生长，四川长宁则是我国毛竹富
集区之一[13]。但是，川南毛竹林地力衰退已经严重阻碍该区毛竹产业的发展(年均产量仅为9t/hm2)，而20
世纪80年代末，蜀南竹海景区毛竹林成片死亡，是该区林地土壤退化的明显标志[14]。因此，研究该区的
土壤肥力的空间变异，指导当地竹林产业发展提供依据。
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而目前我国大面积的森林土壤遭受了来自人类直接和间接的破坏，使这种协调作用减弱甚至丧失。虽然我
国的竹资源总量、资源培育水平和加工利用水平以及竹类科研水平均居世界前列，但是当前我国竹林土壤
也是如此，大部分竹林土壤已出现了林分生产力下降和立地退化的现象。特别是我国毛竹林富集区之一的
蜀南竹海，自上世纪80年代以来就出现了竹林大片死亡，这足以说明该区毛竹林地力出现了严重的衰退，
并成为阻碍该区毛竹林经营的主要问题。