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桂西北喀斯特区石灰土矿物质的空间变异特征

俞月凤 曾成城 宋同清 彭晚霞 何铁光

俞月凤,曾成城,宋同清,等. 桂西北喀斯特区石灰土矿物质的空间变异特征[J]. 中国岩溶,2023,42(3):509-516, 527 doi: 10.11932/karst20230303
引用本文: 俞月凤,曾成城,宋同清,等. 桂西北喀斯特区石灰土矿物质的空间变异特征[J]. 中国岩溶,2023,42(3):509-516, 527 doi: 10.11932/karst20230303
YU Yuefeng, ZENG Chengcheng, SONG Tongqing, PENG Wanxia, HE Tieguang. Spatial variation of limestone soil minerals in a karst area of northwestern Guangxi[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2023, 42(3): 509-516, 527. doi: 10.11932/karst20230303
Citation: YU Yuefeng, ZENG Chengcheng, SONG Tongqing, PENG Wanxia, HE Tieguang. Spatial variation of limestone soil minerals in a karst area of northwestern Guangxi[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2023, 42(3): 509-516, 527. doi: 10.11932/karst20230303

桂西北喀斯特区石灰土矿物质的空间变异特征

doi: 10.11932/karst20230303
基金项目: 国家自然科学基金项目(32160284);广西自然科学基金面上项目(2020GXNSFAA297092,2023GXNSFBA026336);广西农业科学院科技发展基金项目(桂农科2023YM68)
详细信息
    作者简介:

    俞月凤(1988-),女,助理研究员,研究方向:农业生态与环境。E-mail: yuyue339@qq.com

    通讯作者:

    何铁光(1976-),男,博士,研究员,研究方向:农业生态与环境。E-mail: tghe118@163.com

  • 中图分类号: S153.6

Spatial variation of limestone soil minerals in a karst area of northwestern Guangxi

  • 摘要: 基于整个桂西北喀斯特地区石灰土的网格取样分析,采用经典统计分析和地统计学方法,研究桂西北喀斯特大尺度区域下表层(0~15 cm)石灰土矿物质(SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3、MnO) 的空间变异特征及影响因素。结果表明:SiO2含量高达55.72%,其次为Al2O3,二者占了土壤矿物质含量的85. 22%;变异系数在37.50%~71.67%之间。SiO2空间自相关中等,Al2O3和MnO空间自相关弱,三者变程长,空间连续性好;CaO、Fe2O3、MgO空间自相关显著,变程短。Al2O3、Fe2O3的空间变异特征主要受海拔影响,裸岩率是影响SiO2、MnO和MgO空间变异性的主要地质因子,坡度则是影响CaO空间分布的主要因素。主成分分析表明土壤矿物质是影响桂西北喀斯特区石灰土空间变异的重要因子,特别是SiO2。区域大尺度下,各地质地形因子通过影响石灰土矿物质空间变异特征,从而影响石灰土的空间分布。

     

  • 图  1  石灰土矿质养分的半方差函数图

    Figure  1.  Semi-variance grams of limestone soil minerals

    图  2  石灰土矿物质与主要养分、地形及植被类型的相关性分析

    Si-二氧化硅 Ca-氧化钙 Fe-三氧化二铁 Al-三氧化二铝 Mn-氧化锰 Mg-氧化镁 SOC-土壤有机碳 AN-速效氮 AK-速效钾 AP-速效磷 TN-全氮 TP-全磷 TK-全钾 H-海拔 L-裸岩率 PD-坡度 ZB -植被类型

    Figure  2.  Correlation analysis of minerals, main nutrients, topographic factors and vegetation type in limestone soil

    Si-SiO2, Ca-CaO, Fe-Fe2O3, Al-Al2O3, Mn-MnO, Mg-MgO, SOC-soil organic carbon, AN-available nitrogen, AK-available potassium, AP-available phosphorus, TN-total nitrogen, TP-total phosphorus, TK-total potassium, H-height, L-bare rock ratio, PD-gradient, ZB –vegetation type

    表  1  石灰土矿物质描述性统计特征

    Table  1.   Descriptive statistics of limestone soil minerals

    指标
    最大值
    最小值
    均值
    标准差
    S.D.
    变异系数
    CV/%
    偏度
    峰度
    K-S检验
    SiO298.1421.5055.7220.9037.500.45−1.070.070
    CaO4.590.141.521.0971.670.980.070.000
    Fe2O323.090.638.894.8955.200.62−0.140.169
    Al2O329.242.1114.606.9047.260.26−0.950.134
    MgO2.750.081.040.6158.720.67−0.060.330
    MnO0.680.040.240.1458.420.63−0.140.145
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    表  2  石灰土矿物质的半方差函数模型参数

    Table  2.   Parameters of the semi-variogram models for limestone soil minerals

    指标模型 ModelC0C0+CC0/(C0+C)变程A/kmR2RSS
    SiO2 指数模型 0.091 0.227 0.401 317.9 0.956 9.00E-05
    CaO 指数模型 0.069 1.160 0.059 19.2 0.779 1.05E-02
    Fe2O3 指数模型 0.012 0.054 0.219 20.7 0.608 3.94E-05
    Al2O3 线性模型 0.332 0.332 1.000 216.2 0.502 6.81E-03
    MgO 指数模型 0.038 0.380 0.100 12.9 0.340 1.62E-03
    MnO 线性模型 0.019 0.019 1.000 216.2 0.467 1.779E-06
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    表  3  桂西北喀斯特地区石灰土空间变异特征的主成分分析

    Table  3.   Principal component analysis of spatial variation characteristics of limestone soil

    项目PC1PC2PC3PC4PC5
    pH 0.664 0.169 −0.157 −0.308 0.179
    有机碳 0.574 −0.581 0.042 −0.029 −0.067
    速效氮 0.569 −0.403 −0.030 −0.235 −0.259
    速效钾 0.536 0.129 0.395 −0.262 0.040
    速效磷 0.133 0.182 0.780 0.103 −0.256
    全氮 0.750 −0.403 0.073 0.074 −0.146
    全磷 0.728 0.011 0.404 0.267 −0.232
    全钾 0.341 0.221 0.057 0.383 0.577
    海拔 0.229 −0.548 0.198 0.416 0.300
    裸岩率 0.478 −0.388 −0.389 0.082 0.071
    坡度 0.081 −0.243 −0.602 0.332 0.103
    植被类型 −0.367 0.459 0.412 0.207 0.254
    SiO2 −0.733 −0.268 0.092 0.042 −0.222
    CaO 0.356 −0.038 0.336 −0.564 0.381
    Fe2O3 0.442 0.694 −0.324 0.108 −0.211
    Al2O3 0.431 0.622 −0.417 −0.041 −0.227
    MnO 0.646 0.274 0.175 0.448 −0.144
    MgO 0.522 0.274 −0.168 −0.139 0.248
    特征值 4.766 2.601 2.144 1.339 1.124
    累积贡献率/% 26.479 40.928 52.842 60.281 66.524
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-16
  • 刊出日期:  2023-06-30

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