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安徽省六安地区土壤pH空间变异特征及其影响因素

向娇 宋超 石迎春 董秋瑶 杨振京

向 娇, 宋 超, 石迎春, 董秋瑶, 杨振京. 安徽省六安地区土壤pH空间变异特征及其影响因素[J]. 土壤通报, 2021, 52(1): 34 − 41 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019103001
引用本文: 向 娇, 宋 超, 石迎春, 董秋瑶, 杨振京. 安徽省六安地区土壤pH空间变异特征及其影响因素[J]. 土壤通报, 2021, 52(1): 34 − 41 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019103001
XIANG Jiao, SONG Chao, SHI Ying-chun, DONG Qiu-yao, YANG Zhen-jing. Spatial Variation Characteristics and Influencing Factors of Soil pH in the Lu’an Area of Anhui Province[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(1): 34 − 41 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019103001
Citation: XIANG Jiao, SONG Chao, SHI Ying-chun, DONG Qiu-yao, YANG Zhen-jing. Spatial Variation Characteristics and Influencing Factors of Soil pH in the Lu’an Area of Anhui Province[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(1): 34 − 41 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019103001

安徽省六安地区土壤pH空间变异特征及其影响因素

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2019103001
基金项目: 淮河皖江经济区土地质量地球化学调查(DD20160322)资助
详细信息
    作者简介:

    向娇:向 娇(1994−),女,重庆市人,在读研究生,主要从事土壤地球化学调查。E-mail: 1101944307@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: chao-song@mail.cgs.gov.cn

  • 中图分类号: S153.4

Spatial Variation Characteristics and Influencing Factors of Soil pH in the Lu’an Area of Anhui Province

  • 摘要: 本文对安徽省六安-霍山地区土地质量地球化学调查项目取得的1295个土壤表层样品(0 ~ 20 cm)的pH值进行了统计分析,深入探讨了其空间变异特征及其影响因素。结果表明,研究区表层(0 ~ 20 cm)土壤pH变化幅度为3.97 ~ 8.09,平均值为5.38。90.57%的土壤样品pH值在研究区5.0 ~ 6.5范围内,呈酸性,局部地区土壤的pH值在5.0以下,呈强酸性;少量土壤样品呈中碱性(7.5 ~ 8.5),研究区土壤pH值整体呈现北高南低的分布特征。全区表层土壤pH呈正态分布,变异系数为7%,属于弱空间变异性。地统计学分析结果表明,研究区表层(0 ~ 20 cm)土壤pH的变异函数的最优理论模型为指数模型,块金效应值为0.387,表明受到人为因素和结构性因素的共同影响,土壤pH值具有中等程度的空间相关性。相关分析表明,研究区土壤pH值空间变异的主要控制因素为土壤类型、成土母质、地貌类型和土地利用方式,分别能独立解释研究区19.1%、11.1%、9.3%和2.5%的土壤pH值空间变异。此外,CaO、P、K2O、S元素含量与土壤pH呈弱负相关。因此,土壤类型和成土母质是安徽省六安-霍山地区土壤酸化最主要的影响因素。
  • 图  1  研究区位置及采样点分布图

    Figure  1.  Location of the study area and the distribution of sampling points

    图  2  研究区土壤pH值的半方差函数图

    Figure  2.  Semivariance function diagram of soil pH values in the study area

    图  3  研究区土壤空间分布图

    Figure  3.  Soil spatial distribution map of the study area

    表  1  表层(0 ~ 20 cm)土壤pH描述性统计

    Table  1.   Descriptive statistics of soil pH at surface layer (0 ~ 20 cm)

    土壤
    Soil
    样品数
    Number of sample
    平均值
    Mean
    最小值
    Minimum
    最大值
    Maximum
    标准差
    Standard deviation
    偏度
    Skewness
    峰度
    Kurtosis
    中位数
    Median
    变异系数(%)
    Coefficient of variation
    数据分布
    Data distribution
    0 ~ 20 cm12955.383.978.090.372.2612.485.347正态分布
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    表  2  中国土壤酸碱度分级[30]

    Table  2.   China soil acidity classification[30]

    pH分级
    Classification
    强酸性
    Strongly acidic
    酸性
    Acidic
    中性
    Neutral
    碱性
    Alkaline
    强碱性
    Strong alkaline
    范围< 5.05.0 ~ 6.56.5 ~ 7.57.5 ~ 8.5> 8.5
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    表  3  土壤pH值的理论半方差模型及参数

    Table  3.   Theoretical semivariance model and parameters of soil pH

    模型
    Model
    块金值
    C0
    基台值
    C0 + C
    块金效应
    C0/(C0 + C)
    变程 (m)
    Range
    决定系数
    R2
    残差
    RSS
    指数0.053100.137200.387105000.9114.704 × 10−4
    球状0.067200.135400.496295000.9064.982 × 10−4
    高斯0.067300.135600.496126000.8887.084 × 10−4
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    表  4  不同母质土壤pH描述性统计

    Table  4.   Descriptive statistics of pH value of soil developed from different parent materials

    成土母质
    Soil parent material
    样本数
    Number of sample
    最大值
    Maximum
    最小值
    Minimum
    均值
    Mean
    标准差
    Standard deviation
    变异系数(%)
    Coefficient of variation
    沉积岩 河流冲积母质 385 4.51 8.09 5.55 0.47 8
    红色碎屑岩风化物母质 102 4.96 5.80 5.24 0.15 3
    浅色碎屑岩风化物母质 140 4.89 6.42 5.28 0.31 6
    岩浆岩 酸性岩类风化物母质 133 4.58 7.04 5.30 0.31 6
    中碱性岩类风化物母质 5 4.98 5.69 5.25 0.27 5
    中酸性岩类风化物母质 80 4.85 6.79 5.47 0.34 6
    中性岩类风化物母质 7 6.08 4.99 5.61 0.37 7
    变质岩 变中酸性岩类风化物母质 261 4.96 4.96 5.30 0.27 5
    浅变质岩类风化物母质 140 4.20 6.05 5.22 0.30 6
    中深变质岩类风化物母质 137 4.58 6.34 5.34 0.28 5
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    表  5  不同土壤类型pH描述性统计

    Table  5.   Descriptive statistics of pH values of different soil types

    土壤类型
    Soil type
    样本数
    Number of sample
    最大值
    Maximum
    最小值
    Minimum
    均值
    Mean
    标准差
    Standard deviation
    变异系数(%)
    Coefficient of variation
    棕壤 + 黄棕壤 不饱和粗骨土+普通黄棕壤 125 6.22 4.91 5.38 0.26 5
    不饱和粗骨土+普通棕壤 169 7.04 4.89 5.29 0.28 5
    普通粗骨土+普通黄棕壤 226 6.49 4.20 5.24 0.26 5
    普通黄棕壤 10 5.22 4.87 5.06 0.14 3
    粘淀黄棕壤 103 6.26 4.58 5.39 0.29 5
    棕壤 32 7.04 4.20 5.17 0.34 7
    水稻土 不饱和粗骨土+潴育水稻土 132 6.79 4.58 5.40 0.33 6
    漂白黄棕壤+漂白水稻土 225 6.41 4.94 5.50 0.22 4
    普通黄褐土+潴育水稻土 78 8.06 4.86 5.89 0.75 13
    普通紫色土+潴育水稻土 87 6.42 4.78 5.20 0.26 5
    紫色土 不饱和紫色土 66 5.80 4.98 5.31 0.16 3
    潮土 普通潮土 54 8.09 4.51 5.41 0.57 11
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    表  6  不同地貌类型pH描述性统计

    Table  6.   Descriptive statistics of soil pH under different geomorphic types

    地貌类型
    Geomorphic type
    样本数
    Number of sample
    最小值
    Minimum
    最大值
    Maximum
    均值
    Mean
    标准差
    Standard deviation
    变异系数(%)
    Coefficient of variation
    盆地 78 4.89 6.49 5.25 0.29 5
    丘陵 275 4.20 6.22 5.27 0.28 5
    山地 541 4.58 7.04 5.32 0.28 5
    平原 400 4.51 8.09 5.54 0.46 8
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    表  7  不同土地利用方式下土壤pH描述性统计

    Table  7.   Descriptive statistics of soil pH under different land use types

    土地利用方式
    Land use type
    样本数
    Number of sample
    最小值
    Minimum
    最大值
    Maximum
    均值
    Mean
    标准差
    Standard deviation
    变异系数(%)
    Coefficient of variation
    水田 + 水浇地 684 4.77 7.54 5.4 0.31 6
    旱地 248 4.51 7.89 5.33 0.39 7
    林地 217 4.20 6.65 5.48 0.59 11
    园地 134 4.58 8.09 5.27 0.31 6
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    表  8  研究区不同影响因素下土壤pH值的方差分析和回归分析

    Table  8.   Variance analysis and regression analysis of soil pH under different influencing factors in the study area

    影响因素
    Influence factor
    方差分析
    Variance analysis
    回归分析
    Regression
    组间方差和
    Sum of variance
    between groups
    组内方差和
    Sum of variance
    between intra-groups
    F值
    F value
    Sig.决定系数
    R2
    校正决定系数
    Revised R2
    Sig.
    成土母质 20.664 155.352 18.991 0.000 0.117 0.111 0.000
    土壤类型 34.774 141.242 28.716 0.000 0.198 0.191 0.000
    土地利用方式 4.760 170.229 11.902 0.000 0.027 0.025 0.000
    地貌类型 16.717 159.298 45.161 0.000 0.095 0.093 0.000
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    表  9  土壤pH与不同元素的相关性分析

    Table  9.   Table 8 Correlation analysis of soil between pH and other elements

    NPSCaOK2O有机质
    pH−0.011−0.231**−0.073**−0.251**−0.176**−0.043
      注:**表示在0.01水平上极显著相关。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-30
  • 修回日期:  2020-10-03
  • 刊出日期:  2021-03-05

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