绿洲土壤盐渍化多参数的空间异质性研究

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1、绿洲土壤盐渍化多参数的空间异质性研究　　土壤盐渍化主要参数的空间异质性是指土壤电导率、含水量、含盐量、pH在空间上的不均匀性和变异性，由多重尺度上的植被类型、气候、地质结构和人为活动等多因素综合作用的结果。不论在大尺度上还是在小尺度上，盐渍化主要参数的空间变异性均存在。空间异质性致使不同程度的盐渍化空间格局存在，空间格局是空间异质性的表现形式。　　由于土壤要素具有地质结构特性和统计学的随机特性，所以地统计学是研究土壤属性空间分布特征和农田特征变异规律的有效方法。自20世纪70年代，该方法被引入土壤科学，随后土壤盐渍化的空间变异定量化

2、研究成为一个热点问题。近年来，国内外学者采用不同方法在不同地区对土壤水盐的空间变异研究做了大量工作:杨奇勇以禹城市0－20cm耕层土壤盐分空间变异性为例，利用GIS和GS+探讨了不同土壤盐分阈值下，盐分的空间结构变化规律;高婷婷等以渭干河－库车河三角洲绿洲为例，研究了基于流域尺度的土壤水溶性盐空间变异特征;土壤盐渍化主要参数受地质、植被、地形和人为干扰等诸多因素的影响，具有高度的时空变异性和复杂性，因而增大了土壤盐渍化空间分布研究的难度。过去针对土壤盐渍化单一参数的空间异质性研究较多，对影响土壤盐渍化空间分布的多个参数空间异质性研究

3、较少。文中以渭库绿洲为例，应用变异函数的基本原理和方法，定量研究不同剖面层土壤盐渍化主要参数的空间异质性特征，旨在揭示不同程度土壤盐渍化空间分布格局，对正确分析渭库绿洲土壤盐渍化的发生发展规律和土壤盐渍化的改良提供一定的实践依据和参考价值。　　1、试验设计及研究方法　　1．1研究区概况　　渭干河－库车河三角洲绿洲(以下简称渭库绿洲)位于塔里木盆地的北缘，是一个典型山前冲积扇平原绿洲。该绿洲位于中纬度地区，远离海洋，属大陆性暖温带干旱气候，蒸发强烈，降水分布不均，为典型的绿洲农业。该地区农作物以玉米(15%)、棉花(55%)为主，并伴

4、有骆驼刺(Alhagisparsifolia)、芦苇(Phragmitesmunis)、等优良的防风固沙盐生灌丛，具有较高的经济价值和生态价值。　　1．2土样采集　　以渭库绿洲实际地表植被类型、土质以及微地形等因素为基础，利用GPS尽可能的选取空间分布具有代表性的采样点。根据样区盐渍化程度不同，由灌区内部到外围，在定位点30m范围内进行梅花状采样，求其均值作为该样点的代表值。采样时间为10月中旬，处于秋收季，土壤较稳定。土壤剖面分三层取样(0－10cm、10－30cm、30－50cm)，取500克土样剔除土样中的植物根段、石粒等杂质

5、，装入编号的塑料袋中封存并带回实验室用于室内各指标的测定。　　同时，用铝盒取土样30－50g左右，并现场称重。共采集样点52个，土样156份。　　1．3实验室样品测定　　土壤样品在实验室自然风干，研磨，过0．15－1mm孔径筛，装入容器待用。土样制备均采用5:1水土比进行抽滤浸提，并参考《土壤农业化学分析方法》测定样品的含盐量，用EC200型电导仪测定浸提液25℃时的土壤电导率。所取土样用烘干称重法获得土壤含水量，用pH电极进行浸提液pH测定。采用SPSS20．0计算描述性统计特征值，GS+7．0进行半方差函数分析，ArcGIS10

6、．0软件绘制Kriging空间插值分布图，进行空间异质性分析。　　1．4取样数目的估算　　为了使所取样本具有代表性，必须确定合理的取样数目。应用Cochran公式和分层采样法对各层土壤盐渍化监测合理采样。n=(tStd)2/d2式中:n为合理的取样数目;Std为样本标准差;t为显著性水平∝时相对的标准正态偏差;d为样本平均值相对误差(%)。　　2、结果与分析　　2．1盐渍化主要参数的描述性特征统计分析　　　运用地质统计学研究区域化变量时，要求所研究的变量均服从正态或近似于正态分布，否则可能会存在比例效应。利用单个样本的柯尔

7、莫哥洛夫－斯米诺夫(Kolmogorov－Smirnov)检验方法进行正态检验，将不服从正态分布的数据，经对数转化后使其呈正态分布。标准差反应参数的绝对变异，变异系数(CV)反映相对变异，CV≤10为弱变异性，10＜CV＜100为中等变异性，CV≥100为强变异性。　　土壤电导率和含盐量在土壤剖面层(0－30cm)的变异系数均＞100%，受随机性因素影响具有强空间变异性。由于人类不合理的灌溉及水分的蒸发，促使水溶性盐随水上移到土壤表面，导致渭库地区盐分表聚强烈。盐分平均值为40．26g/kg，属于重盐土类型(含盐量大于5

8、．0g/kg)。(30－50cm)受结构性因素影响，属于中等空间变异性。土壤溶液电导率可以很好的指示土壤含盐量，土壤盐分的分布状态是确定土壤盐渍化程度的最主要指标。　　表层土壤含水量属于强空间变异性，其余两层均属于中等空间变异性。随着