【土壤基本物理性质变化特征分析案例1900字】

土壤基本物理性质变化特征分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u29917土壤基本物理性质变化特征分析案例 176751.1.1土壤基本物理性质统计特征 132031.1.2土壤基本物理性质空间变异特征 2土壤作为陆地生态系统中植物生长发育的物质基础，为植物进行正常生命活动提供了必需的水分、空气和养分。土壤是由固相、液相和气相三相物质组成的疏松多孔体。其基本的物理性质在很大程度上决定了植物的形态特征、植物群落组成以及其物种多样性水平。土壤物理性质（容重、颗粒组成、孔隙度和含水量等）是土壤结构、水文状况以及土壤质量评价的重要指标，直接或间接影响土壤通气性、蓄水性和保肥性，进而对生长于其上的植被产生显著影响。1.1.1土壤基本物理性质统计特征对研究区域内所有监测点土壤0-20cm、20-40cm、40-60cm三个深度的容重进行分析，统计结果见表3-1、表3-2。结果显示最大值出现在土层20-40cm深度处，容重为1.795g/cm3，最小值出现在40-60cm深度处，容重为1.02g/cm3，而2019年研究结果显示[32]，最大值同样出现在40cm深度处，容重为1.77g/cm3，最小值出现在60cm深度处，容重为1.10g/cm3，相比之前研究结果，土壤容重变化较小。同时从平均值来看，随着土层深度的增加，土壤容重变化幅度较小，在1.432-1.483g/cm3之间。从变异系数Cv值来看，Cv值在0.06-0.094之间，表现为弱变异程度，说明各土层之间变异较小。根据美国农部制土壤质地三角图可知，该研究区域为粉砂壤土类型。其中粉粒变异属于弱变异，粘粒、砂粒变异属于中等偏弱变异程度，Cv值显示砂粒＞粘粒＞粉粒。表3-1土壤容重统计Tab.3-1Soilbulkdensitystatistics深度/cm最大值/(g/cm3)最小值/(g/cm3)标准差平均值/(g/cm3)Cv容重0-201.6241.2900.0861.4320.06020-401.7951.1790.1131.4830.07640-601.6731.0200.1381.4660.094注：Cv为变异系数，下同。Note:Cviscoefficientofvariation.Thesamebelow.表3-2土壤颗粒组成统计Tab.3-2Soilparticlecompositionstatistics颗粒组成最大值/%最小值/%标准差平均值/%Cv粉粒68.14745.1855.47658.3440.094粘粒10.8374.7871.2697.3290.173砂粒50.02822.9036.39134.3270.1861.1.2土壤基本物理性质空间变异特征为了更加直观的反映该研究区域土壤容重以及土壤颗粒组成的空间分布特征，应用ArcGIS10.5对未进行采样的区域根据半方差函数进行插值。土壤容重以及土壤颗粒组成的空间分布图见图3-1、图3-2。插值结果显示，该区域土层深度为20cm处的容重值由北向南逐渐增大，其中容重在1.36-1.40g/cm3和1.45-1.46g/cm3之间的区域面积较大。图中显示土层深度为40cm处的土壤容重值整体分布均匀，较大值分布在研究区域的中西部地段，其中容重在1.43-1.47g/cm3之间的区域面积较大，约占该区域总面积的二分之一。土层深度为60cm处的土壤容重值自南向北整体呈现逐渐增大趋势，但较大值分布和40cm处相似，在该研究区域的中西部地段，其中容重在1.40-1.49g/cm3之间的区域面积较大，同样约占该区域总面积的二分之一。从图3-2可以看出，研究区域土壤颗粒组成空间分布特征明显，粉粒含量呈现出自北向南先增加再减少，自西向东逐渐减少的趋势，大部分区域粉粒含量处于50%以上；粘粒含量呈现出自北向南逐渐增加的趋势，且大部分区域粘粒含量处于7%以上；砂粒含量呈现出自北向南先增加后减少，自西向东逐渐增加的趋势，大部分区域砂粒含量处于30.21-35.06%，其空间分布特征与粉粒相似。整体来看，研究区域土壤容重空间分布均匀，变化幅度较小，土壤颗粒组成分布明显。图3-1土壤容重空间分布特征Fig.3-1Spatialdistributionmapofsoilbulkdensity图3-2土壤颗粒组成空间分布特征Fig.3-2Spatialdistributionmapofsoilparticlecomposition同时，为了更好的反应土壤物理性质的空间结构，以地统计学为基础，应用GS+9.0对该研究区域土壤容重和土壤颗粒组成进行半方差分析，结果见表3-3。对土壤容重进行拟合，可以看出土层深度为0-20cm处的容重各模型决定系数均大于0.6，其中球形模型的R2为0.84拟合效果最好。土层深度为20-40cm和40-60cm处的容重各模型决定系数均小于0.5，其中20-40cm和40-60cm处容重线性模型的R2分别为0.449和0.293拟合效果最好。同时0-60cm处各个模型的块金值C0在0.00001-0.014之间，土层0-20cm和20-40cm处线性模型的空间相关度C0/(C0+C)分别为0.3534和0.4540，表现为中等空间相关性，其他模型空间相关度C0/(C0+C)均小于0.25，表现为强空间相关性；而土层40-60cm处指数模型空间相关度C0/(C0+C)为0.3668，表现为中等空间相关性，其他模型空间相关度C0/(C0+C)均小于0.25，表现为强空间相关性。应用半方差函数对土壤颗粒组成中粘粒、粉粒和砂粒进行拟合，可以看出粘粒除了高斯模型的R2为0.446外，其它各模型拟合效果较好，决定系数均大于0.75，其中球形模型R2为0.827拟合效果最好。粉粒和砂粒球形模型的R2分别0.519和0.490拟合效果最好。同时粘粒、粉粒和砂粒各个模型的块金值C0在0.001-25.18之间，其中线性模型的块金值C0最大。粘粒、粉粒和砂粒线性模型空间相关度C0/(C0+C)分别为0.3568、0.3679和0.3758，表现为中等空间相关性，其他模型空间相关度C0/(C0+C)均小于0.25，表现为强空间相关性。表3-3土壤基本物理性质半方差函数统计Tab.3-3Semi-variancefunctionstatisticsofbasicphysicalpropertiesofsoil指标理论模型块金值(C0)基台值(C0+C)空间相关度(C0/(C0+C))R2土壤容重0-20cm线性0.005900.0170.35340.623球形0.000010.0090.00110.840指数0.000010.0090.00110.786高斯0.000010.0090.00110.81420-40cm线性0.012900.0280.45400.449球形0.000100.0160.00640.403指数0.000100.0160.00640.391高斯0.000100.0160.00640.40240-60cm线性0.014000.0570.24760.293球形0.000100.0190.00530.183指数0.010800.0290.36680.227高斯0.000100.0190.00530.169颗粒组成粘粒线性1.075001.0130.35680.787球形0.001001.8250.00050.827指数0.001001.8250.00050.767高斯0.001001.8250.00050.446粉粒线性18.410050.0370.36790.263球形0.0100031.6