岩溶坡地土壤空间异质性的表述与调查方法-以贵州清镇市王家寨坡地为例

讨论了岩溶坡地土壤空间异质性的表述与调查方法，选取了地表石质土地面积比例及空间分布和土壤厚度及空间分布两个方面作为土壤空间异质性的表述内容，引入了地块破碎度、离散度、变异函数等指标；以王家寨为例，研究发现岩溶坡地土石比、破碎度、离散度、土壤厚度等指标从坡顶到坡下逐渐增大；石质地块破碎度在微观地块上表现为值越大地块越完整，是否与研究尺度有关还需要进一步论证；土壤厚度变异系数基本在1-1.5之间，与土壤厚度变程和土壤平均厚度有关；最后用土壤侵蚀的原理解释了岩溶坡地土壤空间异质性。

鄂西南亚热带常绿落叶阔叶混交林土壤空间异质性

大样地是监测森林生物多样性及生态因子动态变化的重要平台,以湖北木林子国家级自然保护区常绿落叶阔叶混交林为对象,依托15 hm2动态监测样地,对每个400 m2样方进行取样并测定7个化学性质指标,运用地统计与多元统计方法,分析了该大样地内不同土壤因子的富集程度、空间格局、变异性、相关性。结果如下:1)研究区土壤酸性较强,有机质、有效氮、全氮、有效钾丰富,有效磷、全磷亏缺;2)有效氮、全氮、有效磷呈东高西低,p H呈西高东低,有效钾呈斑块状分布,有机质呈中间高,西北与东南低的"凸"型分布,其中以有效钾空间结构最复杂(A=50 m,D=1.96),p H空间结构最简单(A=180 m,D=1.83);3)土壤因子的块基比范围为0.14—0.69,14对因子显著相关(P<0.05),其中以全磷的空间自相关最强,并与其余因子显著相关;4)土壤因子的变异系数范围为0.05—0.34,其中全磷、有效磷变异系数最高,分别为0.29和0.34,p H变异系数最低(0.05),土壤全磷在主成分中具有最大载荷(2.27)。结果表明:1)木林子常绿落叶阔叶混交林土壤酸性较强,除了磷素亏缺,其余土壤养分富集;2)土壤的变异性不强,空间分布具有明显的自相关特征,并具有一定的尺度效应;3)除了土壤有效磷以外的土壤因子之间存在较为普遍的相互联系;4)土壤全磷对于土壤的综合变异最具代表性。

尖峰岭热带山地雨林土壤物理性质小尺度空间异质性研究

采用地统计学的方法,对海南岛尖峰岭热带山地雨林原始林土壤物理性质小尺度空间异质性进行了研究,结果表明:(1)土壤各物理性质空间异质性明显,其半方差函数可以用指数模型、高斯模型和球状模型拟合,变程变化范围为10.810 48.650 m,块金值与基台值比值范围为10.2%87.8%,表明各物理性质有不同程度的空间自相关性;土壤孔隙度和持水特性有较大的块金值,说明存在小尺度(<10 m)的空间异质性;(2)普通克里格插值及绘制物理性质空间分布轮廓图表明,土壤各物理性质在空间分布上具有斑块性,各物理性质在不同土壤深度的空间分布有一定的一致性,地形是影响土壤物理性质空间分布格局的一个主要原因。

东部草原露天开采对植被与土壤养分空间异质性影响

东部草原露天煤矿开采多年后,矿区周边草原生态系统植被种群与土壤养分逐渐发生变化,为揭示矿区周边植被种群密度与土壤养分的空间异质性分布规律,以宝日希勒露天矿坑周边2 km为半径的草原草场为研究区,在矿坑周边不同方向布设了4条采样线,运用经典统计学和地统计学方法对矿区植被种群密度和土壤有机质、速效磷、速效钾含量的空间异质性进行了分析。研究结果表明:矿区周边天然草地土壤有机质的平均含量为56.44 g/kg;速效磷的为7.89 mg/kg;速效钾的为181.50 mg/kg;植被种群密度的平均值为198.13株/m2;有机质、速效磷和速效钾含量分布呈现从西向东逐渐增加的趋势,植被种群密度在西部与东部较高、中部较低。变异系数范围为19.81%~37.62%,均为中等变异。有机质、速效磷的最佳拟合模型均为高斯模型,速效钾的最佳拟合模型为球形模型,植被种群密度的最佳拟合模型为线性模型;块金值与基台值比值范围为12.67%~94.17%。速效磷和速效钾的空间变异主要由随机性因素引起,且空间相关性较弱;有机质属中等强度的空间变异性,其空间变异由随机性因素和结构性因素共同作用引起;植被种群密度空间变异受人类活动主要是对资源的开发利用、放牧等结构性因素影响较大。在小尺度范围内,受煤炭开采与放牧干扰,草地出现不同程度退化,草地植被类型改变,土壤养分与植被种群密度呈负相关变化。

中国南方喀斯特地区SOC空间异质性及其对碳储量估算的指示意义

土壤有机碳(soil organic carbon,简称SOC)作为土壤碳库的重要组成部分,在地球表层碳循环中起着不可忽视的作用。SOC储量的正确评估对研究全球环境变化和碳循环具有重要意义。喀斯特地区由于其特殊的地质背景和人类活动等因素,导致其土壤有机碳易于积累,有机碳含量较高,在全球碳循环中具有重要影响。通过文献检索收集近10年来已经公开发表的关于南方喀斯特地区土壤有机碳密度和储量估算研究中的数据,总结分析南方喀斯特分布区的SOC空间分布特征,认为喀斯特地区SOC空间分布具有高度的空间异质性,并由此导致喀斯特地区的SOC储量估算存在很大的不确定性。研究分析不同因素制约下的SOC的空间异质性特征,认为地质背景、土壤自身因素、人类活动等是影响土壤SOC空间异质性分布的主要原因。基于喀斯特SOC空间异质性的特征及影响因素,提出适合喀斯特地区土壤有机碳储量估算的研究思路和方法,旨在为今后喀斯特地区SOC研究工作提供科学的支撑。

辽东山区次生林土壤主要化学性质空间异质性

研究土壤化学性质的空间变异性不仅有助于了解土壤的形成、结构和功能,而且有助于了解植物与土壤的关系。本研究以辽东山区次生林4 hm2样地为平台,分析8种土壤化学性质(p H值、有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷、全钾、有效钾)的空间异质性。结果表明:辽东山区次生林土壤呈微酸性;p H值呈弱度变异,其他7个指标均表现为中等程度变异;样地土壤8种化学性质的半方差函数均表现出一定的空间结构特征,除p H的变异函数可拟合为球状模型外,其余7个指标均可拟合为指数模型,模型拟合度均较好,其中有效钾、p H值和有机质呈现出中等程度的空间相关性,其余5个指标均表现出较强的空间相关性;样地中p H值呈现出较为均匀的缀块性分布格局,其余7个指标的分布格局均表现为西高东低,可能与幼苗分布及土壤温度有关。

内蒙古典型草原土壤及其水文过程对灌丛化的响应

基于野外观测和室内试验相结合的方法,研究了内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛化过程对土壤和土壤水文过程的影响,旨在为干旱半干旱区环境保护和恢复提供理论基础。结果表明,斑块尺度上,灌丛斑块土壤有机质和全氮含量分别是草地斑块的1.54倍和1.16倍;灌丛斑块平均沙粒、粉粒和粘粒含量是草地斑块的0.87倍、1.34倍和1.35倍;灌丛斑块土壤容重是草地斑块的0.97倍;灌丛斑块钙积层上表面出现深度是草地斑块的1.27倍。地形等自然条件也是形成土壤异质性的重要因子,坡面尺度上,灌丛和草地斑块土壤有机质、全氮、土壤容重、土壤钙积层上表面出现深度呈自坡顶向坡下方向增加的趋势。染色示踪实验表明,灌丛斑块土壤剖面湿润锋和土壤水分入渗速率分别是草地斑块的1.36倍和5.16倍,草地斑块0~10cm土层对水分的响应较敏感,而灌丛斑块25 cm以下土层对水分的响应较敏感。研究认为,灌丛化过程增强了土壤空间异质性,灌丛斑块能将土壤水分快速输送并存储于深层土壤中,灌丛斑块是土壤养分和水分富集区,灌木植物的定居和发展过程与土壤形态之间形成了正反馈。