新疆玛依湖区土壤盐渍化过程中土壤粒径分形特征

以新疆玛依湖为研究对象,以不同湖区和不同土层深度的土壤粒径分布数据为基础,利用单重分形方法,分析了土壤粒级与分形维数间的关系以及土壤盐渍化过程中土壤分形维数的变化特征.结果表明:①玛依湖区土壤颗粒的主要组成部分为粉粒,土壤质地类型主要为粉壤土、粉土、砂土和砂质壤土,湖区土壤分形维数D值在1.79~2.71之间,分形维数水平方向上表现为东西向呈直线减小趋势,南北向呈先增大后减小趋势,垂直方向上表现为从表层(0~20 cm)向底层(60~80 cm)呈先降低后升高再降低趋势.②玛依湖区土壤均呈现不同程度的盐渍化,重度盐渍化的占比最大,为37.25%;轻度盐渍化和中度盐渍化的占比相近,分别为30.28%和31.47%.③土壤分形维数可以作为湖区土壤发生盐渍化的指标,当D值大于2.28时,土壤出现中度盐渍化;当D值大于2.38时,土壤出现重度盐渍化.玛依湖是克拉玛依市东部生态屏障的水源地,湖区的生态环境关系着克拉玛依市主城区的生态安全,研究湖区土壤盐渍化过程中土壤粒径分形维数的变化特征,能够为湖区土壤盐渍化治理提供科学指导.

克拉玛依市玛依湖区土壤有机质空间异质性分析

【目的】研究克拉玛依市东部生态屏障的水源地玛依湖区土壤有机质的空间分布规律,为湖区的生态环境保护提供科学依据和数据支撑。【方法】以玛依湖区为研究对象,通过野外采样和室内分析,利用趋势分析法、反距离权重插值法、空间自相关法和半变异函数法分析玛依湖区不同土层深度土壤有机质的空间分布规律。【结果】趋势法分析表明,玛依湖区土壤有机质含量在0~20、20~40、40~60和60~80 cm土层的变化速率存在差异,整体趋势为土壤有机质含量南北方向呈增加趋势、东西方向呈减少趋势。反距离权重插值法(IDW)研究表明,玛依湖区不同土层土壤有机质水平分布差异较大,局部地区土壤有机质含量存在明显的垂直分布特征,土壤有机质含量变化趋势同趋势法分析结果高度一致,整体表现为土壤有机质含量南北方向呈增加趋势、东西方向呈减少趋势。空间自相关法研究表明,0~20、20~40、40~60和60~80 cm土层的Moran指数分别为0.1643、0.1236、0.1955和0.2461,均在空间上呈现出显著正相关;4个土层的Z值分别为3.1510、2.5934、3.5903和4.6355,底层(40~60和60~80 cm)的土壤有机质空间正相关较显著、空间聚集程度最高,表层(0~20和20~40 cm)空间相关性不显著、空间聚集程度较低。半变异函数分析法表明,底层(40~60和60~80 cm)土层的块金效应分别为0.427和0.420,说明土壤有机质具有一定的空间相关性;表层(0~20和20~40 cm)土层的块金效应分别为0.033和0.045,土壤有机质的空间相关性较弱。【结论】不同土层土壤有机质含量水平差异较大,南北方向呈增加趋势,东西方向呈减少趋势,局部地区存在明显的垂直分布特征。土壤有机质在表层(0~20和20~40 cm)空间相关性不显著,空间聚集程度较低;在底层(40~60和60~80 cm)空间相关性较显著,空间聚集程度较高。土壤有机质空间异质性受土壤类型、土壤质地、外围植被类型以及湖区面积变化的影响较大;在湖区外围生态屏障建设时,防护林树种、种植深度、种植密度的选择应当结合土壤有机质含量的空间分布状况进行。

克拉玛依市玛依湖区不同土壤条件的植被生长状况及影响因子

为了更好地建设玛依湖区外围生态屏障,以玛依湖区为研究对象,通过野外采样和室内分析,利用趋势法、反距离权重插值法分析了该区植被生长与土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)玛依湖区土壤重度盐渍化占37.25%,轻度盐渍化占30.28%,中度盐渍化占31.47%,轻度盐渍化土壤中植被NDVI值最大,植被生长较好,中度盐渍化土壤中归一化植被指数(NDVI)最小,植被生长受到抑制。(2)玛依湖区土壤以灰漠土为主,占总面积的33.49%,其次是草甸土,占总面积的21.17%,其他类型的土壤占比较少。不同土壤类型植被的生长状况差异明显,沼泽土的NDVI值最大,植被生长最好,风沙土的NDVI值最小,植被受到较强的抑制性。(3)由于地下水位的变化,越靠近湖区地下水位越高,NDVI值越大,植被生长越好,随着与湖区距离的增加,地下水位逐渐降低,植物可利用的水资源逐渐较少,植被受到干旱胁迫,影响植被正常生长,NDVI值越来越小。(4)玛依湖区阴坡和阳坡植被的生长状况差异不显著,植被生长状况受磷、氮、钾和有机质质量分数以及pH的影响更大,受分形维数和盐分的影响较小。