长江流域资源与环境 >> 2015, Vol. 24 >> Issue (07): 1192-1199.doi: 10.11870/cjlyzyyhj201507016

• 生态环境 • 上一篇    下一篇

川中丘陵县域土壤pH空间变异及影响因素分析——以四川仁寿县为例

张维, 李启权, 王昌全, 袁大刚, 罗由林, 张新, 贾荔   

  1. 四川农业大学资源环境学院, 四川 成都 611130
  • 收稿日期:2014-06-20 修回日期:2014-08-30 出版日期:2015-07-20
  • 作者简介:张维(1989~),女,硕士研究生,主要从事水土资源环境方面研究.E-mail:weizhang720@126.com
  • 基金资助:
    国家科技支撑计划(2012BAD14B18);四川省科技支撑计划项目(2012JZ0003,2013NZ0028);国家自然科学基金项目 (41201214)

SPATAIL VARIABILITY OF SOIL pH AND ITS INFLUENCE FACTORS AT A COUNTY SCALE IN HILLY AREA OF MID-SICHUAN BASIN——A CASE STUDY FROM RENSHOU IN SICHUAN

ZHANG Wei, LI Qi-quan, WANG Chang-quan, YUAN Da-gang, LOU You-lin, ZHANG Xin, JIA Li   

  1. Resources and Environment College of Sichuan Agriculture University, Chengdu 611130, China
  • Received:2014-06-20 Revised:2014-08-30 Online:2015-07-20
  • Contact: 王昌全,E-mail:w.changquan@163.com E-mail:w.changquan@163.com

摘要: 利用2012年在仁寿县采集的555个表层土样(0~20 cm),应用地统计学方法分析了该县域尺度表层土壤pH值的空间变异特征;并采用方差分析和回归分析量化主要影响因素对土壤pH值空间变异的影响程度。结果表明:研究区土壤pH值在4.02~8.14之间,平均为6.80,总体上以中性和碱性土壤为主;变异系数为14.48%,属中等程度的空间变异性。地统计分析表明,研究区土壤pH值变异函数的最佳理论模型为球状模型,具有中等程度的空间自相关性,且空间自相关范围较大。方差分析和回归分析表明,土壤类型、成土母质和土地利用方式是显著影响土壤pH值的主要因素。其中,成土母质和土地利用方式分别能独立解释76.2%和4.8%的土壤pH值空间变异。土壤类型的解释能力与分类级别有关,土类、亚类和土属可分别独立解释41.3% 、57.3%和83.7%的土壤pH值空间变异,因而能反映成土过程和母质特性的土属是研究区土壤pH值空间变异的主控因素。研究结果可为川中丘陵县域尺度土壤pH空间变异分析及区域生态环境管理与建设提供有益参考。

关键词: 土壤pH值, 空间变异, 地统计分析, 影响因素, 川中丘陵区

Abstract: Based on 555 topsoil samples (0-20 cm) collected from the Renshou county of Sichuan Province in 2012, spatial variability of topsoil pH at the county scale in the hilly area of Mid-Sichuan Basin was analyzed using geo-statistics, while variance analysis and regression analysis were employed to quantify the extent of impact of the main factors on soil pH variability. Results show that soil pH values in the study area range from 4.02 to 8.14, with an average of 6.80. Overall, 41.08% and 32.07% of soil samples are neutral and alkaline soils, respectively. Coefficient of variation is 14.48%, indicateing a moderate spatial variability. Geostatistical analysis showed that the best theoretical model is the spherical model with a nugget/sill ratio of 0.302, suggesting that soil pH has a moderate spatial dependence, and structural factors play a dominant role while random factors also have an impact on spatial variability of soil pH in the study area. The range is 52.7 km, suggesting soil pH has a large range of spatial autocorrelation. Variance analysis shows that land use type, soil type and parent material have significant impacts on soil pH. Land use type and soil parent materials are able to explain 4.8% and 76.2% of the spatial variability of soil pH, respectively. The explanatory power of soil type is related with soil classification. Soils in lower soil categories of the soil classification are more capable of explaining the spatial variability of soil pH. Soil group and soil subgroup are able to independently explain 41.3% and 57.3% of soil pH variability respectively, while soil genus independently explain 83.7% because soil genus is classified based on both soil-forming process and characteristics of parent materials which have a great effect on soil pH. Therefore, it is advisable to use soil genus as main influencing factors in predicting and assessing spatial distribution of soil pH value at the county scale in the hilly area of Mid-Sichuan Basin. This result provides useful information for management and construction of ecological environment for the study area.

Key words: soil pH value, spatial variability, geostatistical analysis, factors, in Mid-Sichuan hilly region

中图分类号: 

  • S153.4
[1] 余 涛,杨忠芳,唐金荣,等.湖南洞庭湖区土壤酸化及其对土壤质量的影响[J].地学前缘,2006,13(1): 98-104.
[2] KARL V,MARIA J P,RAFAELA O,et al.Spatiotemporal evolution of soil pH and zinc after the aznalcóllar mine spill[J].Journal of Environmental Quality,2006,35 (1): 13-37.
[3] 魏孝荣,邵明安.黄土高原小流域土壤pH、阳离子交换量和有机质分布特征[J].应用生态学报,2009,20(11): 2710-2715.
[4] 杨忠平,卢文喜,辛 欣,等.长春市城区土壤中Pb、Cu、Zn、Cd 及Cr化学形态特征[J].土壤通报,2011,42(5): 1247-1255.
[5] 于群英,李孝良,汪建飞,等.安徽省土壤氟含量及其赋存特征[J].长江流域资源与环境,2013,22(7): 915-921.
[6] 杨 林,陈志明,刘元鹏,等.石灰、活性炭对铬污染土壤的修复效果研究[J].土壤学报,2012,49(3): 518-525.
[7] ZENG F,ALI S,ZHANG H,et al.The influence of pH and organic matter content in paddy soil on heavy metal availability and their uptake by rice plants[J].Environmental Pollution,2011,159(1): 84-91.
[8] 魏孝荣,邵明安.黄土沟壑区小流域土壤pH值的空间分布及条件模拟[J].农业工程学报,2009,25(5): 61-67.
[9] 王莉霞,陈同斌,宋 波,等.广西环江流域硫污染农田的土壤酸化与酸性土壤分布[J].地理学报,2008,63(11): 1179-1188.
[10] HÉDL R,PETÍK P,BOUBLÍK K.Long-term patterns in soil acidification due to pollution in forests of the Eastern Sudetes Mountains[J].Environmental Pollution,2011,159(10): 2586-2593.
[11] BORŮKA L,MLÁDKOVÁ L,PENÍŽEK V,et al.Forest soil acidification assessment using principal component analysis and geostatistics[J].Geoderma,2007,140(4): 374-382.
[12] AKSELSSON C,HULTBERG H,KARLSSON P E,et al.Acidification trends in south Swedish forest soils 1986-2008—slow recovery and high sensitivity to sea-salt episodes[J].Science of the Total Environment,2013,444: 271-287.
[13] 孟红旗,刘 景,徐明岗,等.长期施肥下我国典型农田耕层土壤的pH演变[J].土壤学报,2013,50(6): 1109-1116.
[14] 程先富,陈梦春,郝李霞,等.红壤丘陵区农田土壤酸化的时空变化研究[J].中国生态农业学报,2008,16(6): 1348-1351.
[15] 刘 丽,张玉龙,虞 娜,等.基于GIS的辽宁北部地区土壤酸化特征及其原因分析——以昌图县为例[J].沈阳农业大学学报,2012,43(2): 173-178.
[16] 郭治兴,王 静,柴 敏,等.近30年来广东省土壤pH值的时空变化[J].应用生态学报,2011,22(2): 425-430.
[17] 方 晰,洪 瑜,金文芬,等.城乡交错带土地利用方式对土壤理化性质的影响[J].长江流域资源与环境,2011,20(10): 1217-1221.
[18] OVALLES F A,COLLINS M E.Soil-landscape relationships and soil variability in north central Florida[J].Soil Science Society of America Journal,1986,50(2): 401-408.
[19] 刘 璐,曾馥平,宋同清,等.喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间变异特征[J].应用生态学报,2010,21(7): 1667-1673.
[20] 李 云,冯跃华,武 彪,等.黔中喀斯特山区村级尺度土壤养分空间变异性及其与水稻产量的关系[J].应用生态学报,2013,24(11): 3169-3178.
[21] 方睿红,常庆瑞.关中平原台塬区土壤养分空间格局研究——以西安市长安区为例[J].水土保持研究,2011,18(6): 141-145.
[22] 刘付程,史学正,于东升.近20年来太湖流域典型地区土壤酸度的时空变异特征[J].长江流域资源与环境,2006,15(6): 740-744.
[23] 史利江,郑丽波,柳云龙,等.长三角地区农田土壤养分空间变异及养分综合评价[J].长江流域资源与环境,2008,17(6): 839-840.
[24] 甘海华,彭凌云.江门市新会区耕地土壤养分空间变异特征[J].应用生态学报,2005,16(8): 1437-1442.
[25] 李海东,张 波,沈渭寿,等.苏南山丘区小流域土壤养分特性空间分布[J].长江流域资源与环境,2009,18(9): 831-836.
[26] 李 强,周冀衡,杨荣生,等.曲靖植烟土壤养分空间变异及土壤肥力适宜性评价[J].应用生态学报,2011,22(4): 950-956.
[27] 刘 欣,王红梅,廖丽君.黑龙江省巴彦县土壤养分空间变异规律与格局分析[J].土壤通报,2011,42(1): 86-90.
[28] 高义民,同延安,胡正义,等.黄土区村级农田土壤养分空间变异特征研究[J].土壤通报,2006,37(1): 1-6.
[29] 冯明义,张信宝.川中丘陵区生态恢复与重建初步研究[J].山地学报,2001,19(10): 148-151.
[30] 李启权,王昌全,张文江,等.基于神经网络模型和地统计学方法的土壤养分空间分布预测[J].应用生态学报,2013,24(2): 459-466.
[31] 高雪松,何 鹏,邓良基,等.丘陵区坡面土壤有机碳及颗粒有机碳分布特征[J].生态环境学报,2009,18(1): 337-342.
[32] 李亨伟,胡玉福,邓良基,等.川中丘陵区紫色土微地形下有机质空间变异特征[J].土壤通报,2009,40(3): 552-554.
[33] 傅陈君,张世熔,杨 洲,等.川中丘陵区村级景观土壤有机碳密度和储量分析[J].四川环境,2007,26(1): 21-26.
[34] 李 婷,张世熔,廖明辉,等.川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮空间分布特征[J].农业环境科学学报,2010,29(12): 2443-2449.
[35] 张国平,郭澎涛,王正银,等.紫色土丘陵地区农田土壤养分空间分布预测[J].农业工程学报,2013,29(6): 113-120.
[36] 张 倩,胡胜勇,高 明,等.紫色丘陵区土壤养分空间变异特征研究——以重庆市铜梁县为例[J].中国农学通报,2011,27(20): 216-223.
[37] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].中国农业科技出版社,1999: 12-14.
[38] 李丽霞,郜艳晖,张 瑛.哑变量在统计分析中的应用[J].数理医药学杂志,2006,19(1): 51-53.
[39] 刘世全,张 明.区域土壤地理[M].成都: 四川大学出版社,1996: 143-158.
[1] 张文婷. 江西省不同地貌单元耕地土壤有机碳空间变异的尺度效应[J]. 长江流域资源与环境, 2018, 27(11): 2619-2628.
[2] 李云良, 姚静, 张小琳, 张奇. 鄱阳湖水体垂向分层状况调查研究[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(06): 915-924.
[3] 罗文斌, 孟贝, 钟诚. 农地整理项目治理绩效及影响因素研究——以浙江省48个国投项目为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(02): 180-189.
[4] 杨超杰, 贺斌, 段伟利, 李冰, 陈雯, 杨桂山. 太湖典型丘陵水源地水质时空变化及影响因素分析——以平桥河流域为例[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(02): 273-281.
[5] 吕严凤, 蒋容, 鲜骏仁, 杨远祥, 杨占彪. 川中丘陵区柏木边坡防护林对相邻农田大型土壤动物群落的影响[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(08): 1299-1307.
[6] 侯祎亮, 安艳玲, 吴起鑫, 吴旌滔, 黄娟, 段少琼, 刘霄. 贵州省三岔河流域水化学特征及其控制因素[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(07): 1121-1128.
[7] 胡雪萍, 李丹青. 城镇化进程中生态足迹的动态变化及影响因素分析——以安徽省为例[J]. 长江流域资源与环境, 2016, 25(02): 300-306.
[8] 任平, 洪步庭, 周介铭. 基于空间自相关模型的农村居民点时空演变格局与特征研究[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(12): 1993-2002.
[9] 柳云龙, 章立佳, 庄腾飞, 韩晓非, 卢小遮. “城郊乡”梯度下土壤Cu、Zn、Pb含量的空间变异特征[J]. 长江流域资源与环境, 2015, 24(07): 1207-1213.
[10] 李海东, 张波, 沈渭寿, 张金池, 张晓勉, 林 杰. 苏南山丘区小流域土壤养分特性空间分布[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(9): 831-.
[11] 吴必文, 温华洋, 叶朗明, 徐光清. 安徽地区近45年蒸发皿蒸发量变化特征及影响因素初探[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(7): 620-.
[12] 何小勤, 戴雪荣, 顾成军. 崇明东滩不同部位的季节性沉积研究[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(2): 157-.
[13] 李 彬,武 恒. 安徽省耕地资源数量变化及其对粮食安全的影响[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(12): 1115-.
[14] 赵国玲, 杨钢桥. 农户宅基地流转意愿的影响因素分析——基于湖北二县市的农户调查研究[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(12): 1121-.
[15] 史军, 崔林丽, 田展. 上海高温和低温气候变化特征及其影响因素[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(12): 1137-.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 李 娜,许有鹏, 陈 爽. 苏州城市化进程对降雨特征影响分析[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(3): 335 -339 .
[2] 孙维侠, 赵永存, 黄 标, 廖菁菁, 王志刚, 王洪杰. 长三角典型地区土壤环境中Se的空间变异特征及其与人类健康的关系[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(1): 113 .
[3] 胡大伟,卞新民,许 泉. 基于ANN的土壤重金属分布和污染评价研究[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(4): 475 -479 .
[4] 张洁| 张志斌| 孙欣欣. 云南省矿产资源开发利用中的主要环境问题[J]. 长江流域资源与环境, 2006, 15(Sup1): 61 -65 .
[5] 邹小兵,曾 婷,TRINA MACKIE,肖尚友,夏之宁. 嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状[J]. 长江流域资源与环境, 2008, 17(4): 612 .
[6] 黄 峰 魏 浪 李 磊 朱 伟. 乌江干流中上游水电梯级开发水温累积效应[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(4): 337 .
[7] 胡鸿兴, 张岩岩, 何伟, 田蓉, 钟鑫, 韩世松, 李思思, 王俊杰陈文方, 杨阳, 陈侈, 邓晗, 文英, 崔雅婷, 李茜,  王璇, 彭菁菁, 高鑫, 唐义. 神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化模拟[J]. 长江流域资源与环境, 2009, 18(11): 1050 .
[8] 蔡海生, 肖复明, 张学玲. 基于生态足迹变化的鄱阳湖自然保护区生态补偿定量分析[J]. 长江流域资源与环境, 2010, 19(06): 623 .
[9] 王月容, 周金星, 周志翔, 孙启祥. 洞庭湖退田还湖区不同土地利用方式对土壤养分库的影响[J]. 长江流域资源与环境, 2010, 19(06): 634 .
[10] 段金荣, 张红燕, 刘凯, 徐东坡, 张敏莹, 施炜纲. 湖泊的宜渔性评价研究——以蠡湖为例[J]. 长江流域资源与环境, 2010, 19(06): 666 .