【《耕地土壤pH数据描述性统计分析案例》2800字】

耕地土壤pH数据描述性统计分析案例表4-1为研究区耕地土壤pH值的基本描述统计分析，结果表明，湖北省1980年水田和旱地的表层土壤pH范围分别为4.20-9.50、4.00-8.60，2017年则分别为4.00-8.96、3.70-8.90，相比之下，2017年耕层土壤的pH值域中最低值更小，水田和旱地的表层土壤pH值下降范围分别在0.08-0.73和0.03-1.09个单位之间，平均下降0.20和0.24个单位。1980年北部及中部的十堰市、襄阳市、荆门市、天门市、潜江市、仙桃市和荆州市的水田、旱地表层土壤pH均值均高于全省平均值，而东部和西部的恩施州、宜昌市、咸宁市、黄冈市等的水田、旱地表层土壤pH均值均低于全省平均值。2017年神农架林区及中部的荆门市、天门市、潜江市、仙桃市和荆州市的水田、旱地表层土壤pH均值均高于全省平均值，而水田、旱地表层土壤pH均值较低的也主要是恩施州、咸宁市等城市，相较1980年，低于全省土壤pH均值的城市新增了十堰市和襄阳市。从两期pH均值变化大小来看，各行政区水田pH均值多低于旱地pH均值，全省水田pH平均下降单位小于旱地。原因是相对旱地而言，水田利用强度较大，且盐基淋溶作用较强，导致pH相对较低，但又由于水田长期处于还原状态，可以调节酸碱缓冲性能ADDINNE.Ref.{177D78E4-ADA6-4D84-9187-081DC05A2DAD}(张忠启等2018)，因此其下降幅度略小于旱地。结合图4-1，可以发现水田表层土壤pH均值有13个区域呈下降趋势，4个呈上升趋势，总体向酸化方向发展，pH降低幅度最大的城市是恩施州和襄阳市，达0.73个单位，其次是十堰市、武汉市，下降幅度均大于0.5个单位，说明这些区域水田表层土壤酸化趋势更为明显；神农架林区水田土壤pH变化则相反，涨幅最大，达1个单位，而鄂州市、黄石市和孝感市涨幅较小，平均涨幅为0.15个单位。旱地表层土壤pH均值有12个区域呈下降趋势，5个区域呈上升趋势，总体也呈现酸化趋势，荆门市旱地表层土壤pH降幅最大，达到1.09个单位，其次为襄阳市、黄石市、恩施州、十堰市、随州市，分别降幅为0.81、0.74、0.73、0.63、0.62，均大于0.5个单位，表明这些区域旱地表层土壤pH酸化速率更快；旱地表层土壤pH涨幅最大的仍旧是神农架林区，涨幅达2.05个单位，其次是鄂州，涨幅为0.56个单位，说明这两个区域呈碱化趋势，其余三个区域涨幅均很小，均值为0.03个单位。全省两期水田和旱地表层土壤pH值的空间变异系数均大于10%，属于中等程度变异，各区域在不同时期均呈现不同程度的空间变异性。1980年全省近七成行政区内的水田表层土壤pH属于中等变异，变异程度最大的是神农架林区，变异系数高达28.64%，高出全省均值147.72%；其次是鄂州市、恩施州和咸宁市，分别高出全省均值57.65%、49.25%和49.12%；变异性最低的是潜江市，变异系数仅为2.13%，不足全省平均变异性的20%；天门市、随州市、襄阳市和仙桃市的空间变异性也较小，变异系数均小于10%，属于弱变异区域。1980年旱地表层土壤pH平均变异系数略高于水田，全省约六成行政区内的旱地表层土壤pH属于中等变异，变异程度最大的同样为神农架林区，为38.57%，比全省均值高出212.05%；其次为咸宁市、鄂州市、黄石市和恩施州，分别比全省均值高出67.98%、41.31%、37.60%和30.27%，除鄂州外，其余城市旱地表层土壤pH变异性均高于水田；变异性最小的也是潜江市，变异系数仅为2.34%。2017年各行政区内水田表层土壤pH的空间变异性较1980年有所变化，且超七成属中等变异，变异程度最大的是武汉市，达18.89%，高于全省均值65.01%，同时较1980年增大了33.95%；其次是鄂州市、恩施州和宜昌市，分别高于全省均值42.09%、36.30%和34.71%；变异性最小的是仙桃市，为4.83%，是全省平均水平的42.17%，其余各市变异系数介于6.31%-13.61%之间。2017年全省旱地表层土壤pH变异系数均值较1980年有较小下降，但各市变化程度各异，变异性最大的是武汉市，其次是宜昌市、黄冈市和恩施市，分别是全省平均水平的201.11%、156.11%、138.84%、135.70%，除恩施市外，其余三个城市旱地表层土壤pH变异性较1980年均有不同程度的增大，分别升高了56.49%、33.64%、14.44%；变异性最小的也是仙桃市，仅为全省平均水平的30.65%。上述结果可以发现，1980年全省水田和旱地表层土壤pH空间变异性较高的区域主要分布在东部、东南部及西南部的神农架林区、恩施州、咸宁市、黄石市及鄂州市，而较低的区域主要分布在中部的天门市、潜江市和仙桃市；2017年全省水田和旱地表层土壤pH空间变异性高值区较1980年的分布重心由东南部和西南部向中部偏移，主要为武汉市、鄂州市、宜昌市和恩施州，而低值区的空间分布与1980年相似，且神农架林区土壤pH的空间变异性明显降低。总体上，2017年全省耕作表层土壤pH的变异性均值较1980年轻微下降，但各市变化程度不一，相差较大。综上所述，湖北省耕地土壤存在酸化现象，1980年和2017年耕地表层土壤pH值总体呈现东西低中部高并向中部降低的趋势。其中，恩施州、襄阳市、荆门市和黄石市耕层土壤酸化速率较快，且随着近年来降雨、施肥量及机械化投入等的影响，全省各市耕地表层土壤pH值的空间变异性均有差异。

表4-11980年和2017年湖北省不同行政区下水田及旱地土壤pH值统计特征Table4-1statisticalcharacteristicsofsoilpHinpaddyfieldanddrylandindifferentadministrativeregionsofHubeiProvincein1980and2017行政区耕地类型1980年2017年变化值范围均值标准差变异系数范围均值标准差变异系数十堰市水田5.00-8.507.120.8712.214.88-8.366.400.8513.27-0.72旱地5.10-8.207.010.7410.534.49-8.286.380.7912.43-0.63襄阳市水田6.00-8.207.210.598.244.566.480.7211.06-0.73旱地6.00-8.407.390.516.964.71-7.956.580.7010.57-0.81黄冈市水田4.20-8.506.000.8614.324.00-7.905.680.6210.93-0.32旱地4.30-8.406.000.8213.724.20-8.106.080.9515.700.08武汉市水田4.70-8.006.420.9114.104.03-8.695.791.0918.89-0.63旱地4.90-8.006.690.9714.544.04-8.796.271.4322.75-0.43鄂州市水田4.50-9.506.051.1018.224.50-8.106.281.0216.270.22旱地4.70-8.206.171.0817.475.40-7.906.730.8612.780.56黄石市水田4.30-8.106.160.9615.524.36-8.456.340.8012.680.18旱地5.00-8.006.851.1617.014.32-8.516.110.8313.62-0.74咸宁市水田4.40-8.306.181.0617.244.30-7.606.020.518.51-0.16旱地4.80-8.406.231.2920.764.81-8.006.210.6410.31-0.03荆州市水田5.10-8.507.241.0214.044.80-8.777.060.9613.61-0.19旱地5.30-8.607.960.658.134.60-8.907.700.668.58-0.25仙桃市水田6.10-8.307.790.486.206.28-8.397.560.364.83-0.23旱地6.10-8.407.710.587.506.85-8.427.680.273.47-0.03潜江市水田7.90-8.308.080.172.134.99-8.667.660.486.31-0.43旱地7.80-8.408.070.192.345.45-8.647.630.466.06-0.43随州市水田5.30-7.606.450.609.284.12-7.966.030.7712.78-0.42旱地5.30-7.606.550.609.224.20-7.725.930.7712.98-0.62天门市水田5.60-8.307.340.719.625.20-8.807.260.7310.09-0.08旱地6.00-8.507.610.577.535.70-8.707.620.425.450.01宜昌市水田4.90-8.206.530.7411.264.50-8.616.360.9815.42-0.17旱地5.00-8.006.820.9013.233.70-8.436.521.1517.68-0.30荆门市水田4.90-8.406.781.0114.844.58-8.316.560.7010.60-0.21旱地6.00-8.407.890.708.875.00-8.146.800.7510.98-1.09孝感市水田5.20-8.206.410.8413.184.61-8.406.510.7211.030.10旱地5.20-8.006.520.8412.824.64-8.196.580.8412.720.06恩施州水田4.70-9.006.461.1117.254.06-8.305.720.8915.61-0.73旱地4.60-8.406.391.0316.104.09-8.125.660.8715.35-0.73神农架林区水田5.60-7.606.601.8928.646.86-8.477.600.547.071.00旱地4.00-7.005.502.1238.576.16-8.537.550.648.432.05湖北省水田4.20-9.506.750.7811.564.00-8.966.550.7511.45-0.20旱地4.00-8.606.960.8612.363.70-8.906.720.7611.31-0.24图4-11980年和2017年湖北省不同行政区下水田及旱地土壤pH均值对比Fig.4-1ComparisonofaveragesoilpHvaluesofpaddyfieldsanddrylandindifferentadministrativeregionsofHubeiProvincein1980and2017图4-21980年和2017年湖北省耕地土壤酸碱性样点占比（%）Fig.4-2ProportionofsoilacidicoralkalinesamplesofcultivatedlandinHubeiProvincein1980and2017(%)根据全国第二次土壤普查统一分级标准，可将研究区耕地土壤酸碱性划分为6级，即强酸性：pH<4.5，酸性：4.5≤pH<5.5，弱酸性：5.5≤pH<6.5，中性：6.5≤pH<7.5，弱碱性：7.5≤pH<8.