研究礦區(qū)土壤養(yǎng)分空間變異特征對(duì)礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)保護(hù)具有重要意義。選取勝利礦區(qū)土壤作為研究對(duì)象,基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS技術(shù)分析土壤養(yǎng)分的空間變異性,并探討地形因子和土地利用類型對(duì)其影響。結(jié)果表明:研究區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀平均含量分別為8.07、21.59 g/kg、82.91 mg/kg、8.21 mg/kg、257.34 mg/kg;除pH屬于弱變異外,其他養(yǎng)分均屬于中等強(qiáng)度變異;各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)均具有一定的趨勢(shì)效應(yīng)。pH的最適模型是球面模型,有機(jī)質(zhì)、速效鉀的最適模型是線性有基臺(tái)模型,速效氮、有效磷的最適模型是指數(shù)模型。pH、有機(jī)質(zhì)、速效氮表現(xiàn)為中等空間自相關(guān)性;有效磷、速效鉀呈弱空間自相關(guān)性。pH由中部向四周逐漸降低;有機(jī)質(zhì)、速效氮高值區(qū)集中在西部高程較大的位置,低值區(qū)分布在受人類擾動(dòng)較強(qiáng)的中東部;有效磷、速效鉀沒(méi)有呈現(xiàn)一定的分布規(guī)律。坡度、坡向、高程、地形濕度指數(shù)是造成土壤養(yǎng)分格局差異的主要地形因子;從土地利用方式看,采礦擾動(dòng)是養(yǎng)分含量較低的重要原因,礦業(yè)用地養(yǎng)分含量顯著低于耕地和草地。 

【文章來(lái)源】：土壤. 2020,52(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

研究區(qū)與樣點(diǎn)分布圖

用GS+9.0軟件擬合半方差函數(shù)，以殘差(RSS)最接近于0、決定系數(shù)(R2)最接近于1為標(biāo)準(zhǔn)選擇最佳的擬合模型。由表2可知，pH的最適模型是球面模型，有機(jī)質(zhì)、速效鉀的最適模型是線性有基臺(tái)模型，速效氮、有效磷的最優(yōu)半方差模型為指數(shù)模型。土壤養(yǎng)分各項(xiàng)指標(biāo)的塊金值(C0)均為正值，說(shuō)明在當(dāng)前采樣尺度范圍內(nèi)，存在由于采樣、測(cè)定誤差等隨機(jī)因素引起的空間異質(zhì)性。土壤指標(biāo)均具有一定的基臺(tái)值(C0+C)，說(shuō)明其受地形、土壤母質(zhì)等自然因素影響。塊金效應(yīng)(C0/(C0+C))表示隨機(jī)因素引起的異質(zhì)性占系統(tǒng)總異質(zhì)性的比例。按照Cambardella等[14]劃分標(biāo)準(zhǔn)，pH、有機(jī)質(zhì)和速效氮的塊金效應(yīng)在0.501～0.614，表現(xiàn)為中等的空間自相關(guān)性，說(shuō)明其空間變異是由結(jié)構(gòu)因素和隨機(jī)因素共同引起的；有效磷和速效鉀的塊金效應(yīng)均大于0.75，表明隨機(jī)因素的影響占主導(dǎo)地位。勝利礦區(qū)土壤養(yǎng)分特性受開(kāi)采、土地復(fù)墾、放牧等因素影響較大，人為因素的差異性和隨機(jī)性使得土壤養(yǎng)分空間變異不盡相同；坡度、高程等地形差異造成土壤侵蝕與運(yùn)移，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)因素的差異，因此不同位置、不同養(yǎng)分指標(biāo)表現(xiàn)出不同程度的空間變異[15]。土壤養(yǎng)分因子5項(xiàng)指標(biāo)的變程在1.350～17.240 km，說(shuō)明它們各自的空間自相關(guān)范圍相差較大，空間異質(zhì)性對(duì)尺度的依賴程度不同，應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)的特征調(diào)整采樣間隔。2.4 土壤養(yǎng)分的空間分布格局

采用GS+9.0軟件擬合各養(yǎng)分指標(biāo)的半方差函數(shù)理論模型，考慮各向異性和趨勢(shì)效應(yīng)，按照全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)ArcGIS 10.4普通克里金插值繪制勝利礦區(qū)土壤養(yǎng)分空間分布圖(圖3)。為了進(jìn)一步了解其豐缺狀況，本文結(jié)合土壤數(shù)據(jù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)各等級(jí)所占的面積和比例(表3)。研究區(qū)土壤呈中性至強(qiáng)堿性，這與戴萬(wàn)宏等[16]研究中國(guó)地帶性土壤pH分布得到的結(jié)果一致。pH呈由中部向四周降低的趨勢(shì)，東北部分地區(qū)土壤為中性，圖上深色區(qū)域?qū)儆诘湫偷柠}堿地，表現(xiàn)出較強(qiáng)的堿性。勝利煤田地處干旱、半干旱地區(qū)，降水較少，植被稀疏，土壤侵蝕嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)、速效氮含量以中等和缺乏水平為主。其中，有機(jī)質(zhì)含量處于中等和缺乏水平的面積占總面積的98.78%，速效氮含量處于中等和缺乏水平的面積占84.46%。有機(jī)質(zhì)和速效氮的相關(guān)性分析顯示，二者相關(guān)系數(shù)達(dá)0.49，呈顯著正相關(guān)關(guān)系，從插值結(jié)果(圖3)也可以看出，二者的空間分布較為相似：含量較高的土壤位于西部高程較大的位置，低值分布在中東部人類活動(dòng)干擾相對(duì)較強(qiáng)的區(qū)域。這可能是由于東二號(hào)露天礦周邊多是退化草地，缺乏植被和凋落物的積累，錫林河干涸后沉積沙暴露及東南角堆煤場(chǎng)的影響造成的。研究區(qū)土壤有效磷處于缺乏狀態(tài)，中等及以下水平的面積為695.17 km2，占土地總面積的86.67%。礦業(yè)用地有效磷含量較低，中部及北部耕地位置出現(xiàn)高含量斑塊。速效鉀含量相對(duì)較高，很豐富和豐富水平占總面積的97.44%。同樣受到錫林河附近的鹽沼濕地和東南部的堆煤場(chǎng)影響，這兩個(gè)位置速效鉀含量偏低。2.5 土壤養(yǎng)分空間分布的影響因素

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