土壤总盐_pH及总碱度空间变异特征研究.pdf

土壤(Soils),2005,37(1):69~73

土壤总盐、pH及总碱度空间变异特征研究①

盛建东1,3杨玉玲2陈冰1武红旗1
（1新疆农业大学资源环境学院乌鲁木齐830052;2中国科学院生态与地理研究所乌鲁木齐830011；
3中国农业大学资源与环境学院北京100094）

摘要在新垦土地以15m×15m的网格分3层采集土壤样品，对不同层次土壤总盐、pH及总碱度的空
间变异性进行研究。结果表明：研究区土壤总盐含量普遍较低，土壤表层积盐作用不明显；土壤pH及总碱度较
高，普遍达到碱化指标；不同层次土壤总盐与总碱度为中等程度变异水平，pH为弱变异水平；不同层次土壤总
盐、pH及总碱度的空间变异特征具有一定的差异，但结构性因素对三者的空间变异起主导作用。利用Kriging插
值法绘制土壤盐分、pH及总碱度的等值线图，可以作为土壤盐碱改良的依据。
关键词总盐；pH；总碱度；空间变异
中图分类号S153.6

盐碱化是干旱区土壤的一个普遍特征，盐碱土温约4000℃；干旱少雨，年降水量约105mm，蒸
改良利用是土壤科学一个非常重要的研究内容。从发量3545mm；春夏季多风，每年4~10月≥5级
20世纪60年代开始，地统计学的区域化变量理论风日数为119.7天，≥8级风日数为45.6天，最大
逐渐被应用于土壤科学的研究中[1,2]，尤其是用在土风速可达42.2m/s，主风向西北。
壤水分特征及状态参数[3]、物理性质[4]、化学性质、1.2样点布置与采样分析
重金属[5]及其他元素的空间变异研究中。随着精准研究区总面积约7200m2，取样间距15m，分
农业战略思想的提出，利用地统计学理论对农田土别按0~30、30~60、60~100cm分层取样，采集
壤养分的变异特征进行了许多研究[6,7]，但对新垦农土样135个，样点分布见图1。室内进行土壤总盐、
[9]
田的土壤特征空间变异性研究较少，尤其土壤盐碱pH与总碱度分析测定，分析方法采用常规方法。
[8]
化程度的空间变异研究更少。为此本文依托克拉
60
玛依干旱生态农业开发区，选择一新垦条田，进行
了小尺度（15m）下不同层次土壤总盐、pH与总碱45

）

度空间变异特征的研究，为该区盐碱土改良与培肥m30
以及农业生产提供可借鉴的信息。
距离（15
1研究区基本概况与采样方法
0
1.1研究区基本概况015.30.45607590105120
研究区位于新疆准噶尔盆地西部边缘，隶属于距离（m）
克拉玛依市，西北向毗邻于加依尔山、成吉思汗山。图1土壤样点分布图

研究区内地下水位10m以下，地表植被是以梭梭、Fig.1Distributionofsoilsamplingsites

假木贼、柽柳为主的荒漠植被。2基本理论和方法[1]
克拉玛依市属于温带大陆性气候，夏季炎热，
冬季寒冷，年均气温8℃，最冷月平均气温-16.7℃，2.1基本理论
最热月平均气温27.4℃，全年日平均气温≥10℃积土壤是时空连续的变异体，具有高度的空间异

①国家自然科学基金项目(40161006)和土壤学自治区重点学科基金项目资助。

70土壤第37卷

质性，而地统计学已经被证明是分析土壤特性空间距为3a。
分布特征及其变异规律最有效的方法之一。它以区2.3分析软件
域化变量理论为基础，以半方差函数为基本工具，本研究在数据分析时采用GS+FORwindows5.0
研究那些在空间分布上既有随机性又有结构性，或软件进行半方差模型拟合，Kriging插值与等值线图
空间相关和依赖性的自然现象。半方差图是地统计利用Surfer软件分析制作。

学解释土壤空间变异性结构的基础，其公式为：
23结果分析
1N
γ(h)=[Z(xi)-Z(xi+h)]
2N(h)∑i=1
3.1土壤总盐、pH与总碱度常规统计分析
式中N(h)为采样点对观察值，h为样本的位置间距
土壤特征的统计分析表明（表1），各层土壤总
矢量。本文所用的半方差模型公式为：
盐平均含量表层略高于中层，小于下层，均未达到
指数模型：γ(h)=C0+C1[1-exp(-h/a)]h>0
盐化指标（>5g/kg）。从总盐最大值来分析，表层与
γ(0)=0h=0
底层各只有1个样点达到轻度盐化指标。3层土壤
球状模型：γ(h)=C0+C1[1.5h/a-0.5(h/a)3].0<h<a
总盐的变异系数比较接近（34.8%~43.1%），均属
γ(h)=C0+C1,h>a
于中等变异水平。
γ(0)=0，h=0
各层土壤pH值非常接近，自表层至下层分别
式中h表示分隔两点的矢量；γ(h)表示半方差函数；
为8.94>8.80>8.75，并且pH值最大值有＞9.0的样
表示块金效应；表示基台值减去的值；表
C0C1C0a点，说明研究