土壤鹽漬化主要參數的空間異質性是指土壤電導率、含水量、含鹽量、pH 在空間上的不均勻性和變異性，由多重尺度上的植被類型、氣候、地質結構和人為活動等多因素綜合作用的結果。不論在大尺度上還是在小尺度上，鹽漬化主要參數的空間變異性均存在?？臻g異質性致使不同程度的鹽漬化空間格局存在，空間格局是空間異質性的表現形式。

由于土壤要素具有地質結構特性和統計學的隨機特性，所以地統計學是研究土壤屬性空間分布特征和農田特征變異規律的有效方法。自 20 世紀 70 年代，該方法被引入土壤科學，隨后土壤鹽漬化的空間變異定量化研究成為一個熱點問題。近年來，國內外學者采用不同方法在不同地區對土壤水鹽的空間變異研究做了大量工作: 楊奇勇以禹城市 0 －20cm 耕層土壤鹽分空間變異性為例，利用 GIS 和 GS + 探討了不同土壤鹽分閾值下，鹽分的空間結構變化規律; 高婷婷等以渭干河 － 庫車河三角洲綠洲為例，研究了基于流域尺度的土壤水溶性鹽空間變異特征; 土壤鹽漬化主要參數受地質、植被、地形和人為干擾等諸多因素的影響，具有高度的時空變異性和復雜性，因而增大了土壤鹽漬化空間分布研究的難度。過去針對土壤鹽漬化單一參數的空間異質性研究較多，對影響土壤鹽漬化空間分布的多個參數空間異質性研究較少。文中以渭庫綠洲為例，應用變異函數的基本原理和方法，定量研究不同剖面層土壤鹽漬化主要參數的空間異質性特征，旨在揭示不同程度土壤鹽漬化空間分布格局，對正確分析渭庫綠洲土壤鹽漬化的發生發展規律和土壤鹽漬化的改良提供一定的實踐依據和參考價值。

1、 試驗設計及研究方法

1． 1 研究區概況

渭干河 － 庫車河三角洲綠洲\\(以下簡稱渭庫綠洲\\) 位于塔里木盆地的北緣，是一個典型山前沖積扇平原綠洲。該綠洲位于中緯度地區，遠離海洋，屬大陸性暖溫帶干旱氣候，蒸發強烈，降水分布不均，為典型的綠洲農業。該地區農作物以玉米\\(15%\\) 、棉花\\(55%\\) 為主，并伴有駱駝刺\\(Alhagi sparsifolia\\) 、蘆葦\\(Phragmites communis\\) 、等優良的防風固沙鹽生灌叢，具有較高的經濟價值和生態價值。

1． 2 土樣采集

以渭庫綠洲實際地表植被類型、土質以及微地形等因素為基礎，利用GPS 盡可能的選取空間分布具有代表性的采樣點。根據樣區鹽漬化程度不同，由灌區內部到外圍，在定位點 30m 范圍內進行梅花狀采樣，求其均值作為該樣點的代表值。采樣時間為 10 月中旬，處于秋收季，土壤較穩定。土壤剖面分三層取樣 \\(0 －10cm、10 － 30cm、30 － 50cm\\) ，取 500克土樣剔除土樣中的植物根段、石粒等雜質，裝入編號的塑料袋中封存并帶回實驗室用于室內各指標的測定。

同時，用鋁盒取土樣 30 － 50g 左右，并現場稱重。共采集樣點 52 個，土樣 156 份。

1． 3 實驗室樣品測定

土壤樣品在實驗室自然風干，研磨，過 0． 15 －1mm 孔徑篩，裝入容器待用。土樣制備均采用 5:1水土比進行抽濾浸提，并參考《土壤農業化學分析方法》測定樣品的含鹽量，用 EC200 型電導儀測定浸提液25℃ 時的土壤電導率。所取土樣用烘干稱重法獲得土壤含水量，用 pH 電極進行浸提液 pH 測定。采用SPSS20． 0 計算描述性統計特征值，GS + 7． 0 進行半方差函數分析，ArcGIS10． 0 軟件繪制 Kriging 空間插值分布圖，進行空間異質性分析。

1． 4 取樣數目的估算

為了使所取樣本具有代表性，必須確定合理的取樣數目。應用 Cochran 公式和分層采樣法對各層土壤鹽漬化監測合理采樣。n = \\(t × Std\\)2/ d2式中: n 為合理的取樣數目; Std 為樣本標準差; t 為顯著性水平∝時相對的標準正態偏差; d 為樣本平均值 × 相對誤差\\(%\\) 。

2、 結果與分析

2． 1 鹽漬化主要參數的描述性特征統計分析

運用地質統計學研究區域化變量時，要求所研究的變量均服從正態或近似于正態分布，否則可能會存在比例效應。利用單個樣本的柯爾莫哥洛夫 － 斯米諾夫\\(Kolmogorov － Smirnov\\) 檢驗方法進行正態檢驗，將不服從正態分布的數據，經對數轉化后使其呈正態分布。標準差反應參數的絕對變異，變異系數\\(CV\\) 反映相對變異，CV≤10 為弱變異性，10 ＜ CV ＜100 為中等變異性，CV≥100 為強變異性。

土壤電導率和含鹽量在土壤剖面層\\(0 －30cm\\) 的變異系數均 ＞100%，受隨機性因素影響具有強空間變異性。由于人類不合理的灌溉及水分的蒸發，促使水溶性鹽隨水上移到土壤表面，導致渭庫地區鹽分表聚強烈。鹽分平均值為 40． 26g/kg，屬于重鹽土類型\\(含鹽量大于 5． 0g/kg\\)。\\(30 －50cm\\) 受結構性因素影響，屬于中等空間變異性。土壤溶液電導率可以很好的指示土壤含鹽量，土壤鹽分的分布狀態是確定土壤鹽漬化程度的最主要指標。

表層土壤含水量屬于強空間變異性，其余兩層均屬于中等空間變異性。隨著土層深度的增加，土壤受外界因素影響減少，同時植被根系對水分有阻滯作用，土壤含水量有增加的趨勢。土壤溶液 pH 值與含鹽量呈負相關，pH 值越小，鎂和鐵等元素的可溶性相對增大，土壤鹽漬化程度較大。淺層 pH\\(0 －30cm\\) CV＜ 25% ，屬于弱空間變異性，深層\\(30 － 50cm\\) 25% ＜ CV ＜ 75% ，受隨機性因素影響具有中等強度的空間變異性。

2． 2 土壤鹽漬化主要參數的地統計特征分析

參考相關文獻確定半方差函數理論模型及參數。鹽漬化主要參數的決定系數在 0． 075 ～0． 843之間，表明理論半方差函數和實驗半方差函數的擬合程度較好。

塊金值代表隨機因素引起的變異?；_值表示系統總的變異，較大的基臺值意味著系統變量具有較強的空間變異。結構性因子\\(C/\\(C0+ C\\) \\) 表示系統變量的空間相關性程度，比值 ＜ 25% 、25% ～ 75% 、＞ 75% 分別表示變量的空間相關性弱、中等、較強。變程表現了數據分布的結構性變化特征，在變程范圍內區域化變量存在空間相關性，且變異性隨距離的增加而增大; 在變程之外，空間自相關消失，因此變程的大小表示空間異質性尺度。

流域尺度上表層土壤電導率、含水量和含鹽量的塊金值和基臺值明顯大于后兩層，說明總空間變異程度較大，空間結構比 ＜75%，屬于中等空間相關性，其余兩層均大于 75%，屬于強空間相關性。土壤 pH 的塊金值沿垂直方向逐漸增大，表明異質性中的隨機部分有增強的趨勢，在局部地區應采取合理施肥、灌溉等措施。pH 的變程均小于 100，說明具有小尺度的空間自相關性。

土壤各要素的半方差值大致圍繞一條直線上下波動，空間變異性隨間隔距離的增大有增長趨勢，隨著間距 h 的增大，增大到某個值后，不再增大。說明各采樣點的鹽漬化主要參數是空間相關的，在一定程度上均影響鹽漬化的空間分布。

2． 3 Kriging 空間插值分析

Kriging 內插法是利用區域化變量的變異函數的結構特點和原始數據，對未測點給出最優無偏估計的一種方法，通過已知點推測周圍未知點的土壤特征含量狀況。通過分析空間插值圖，在沙雅縣和庫車縣的下游，即研究區的東部和南部，植被稀疏，下滲率高，含水量較低，蒸發強烈，引起地下水位抬升，土壤電導率和含鹽量較高，形成重度鹽漬化空間分布。在沙雅縣和新和縣的綠洲區域，即研究區的西部和西北部，植被覆蓋度較高，植被根系的穿透能力以及對土壤水分阻滯的作用使得土壤水分充沛，土壤溶液 pH 值相對較大，呈輕度鹽漬化空間分布，此結論與文獻結果相一致。

3、 討論

渭庫綠洲土壤鹽漬化主要參數的空間變異是成土母質、氣候和人類活動等多種因素共同作用的結果。描述性特征統計值從變異系數的取值范圍說明了鹽漬化主要參數的空間變異強弱。由表 1 可知，淺層\\(0－ 30cm\\) 的土壤電導率和含鹽量的標準差、變異系數的統計值均較大，具有強空間變異性，電導率和含鹽量呈正相關，可作為反映土壤含鹽量高低的重要指標之一，與文獻結論相同，在文中這一規律被證實。

變異函數模型的主要參數\\(塊金值、基臺值、變程、分維數\\) 從不同角度解釋了產生變異的主導因素、變異程度、空間自相關性和尺度依賴，Kriging 空間插值結果以圖的形式更直觀地展示鹽漬化要素的空間分布格局及變異程度?？臻g分布的復雜程度代表空間變異的強弱，分布越復雜，變異就越強烈，反之則就越弱。

表層的電導率、含水量和含鹽量的空間相關范圍最大，空間分布相對簡單，pH 的空間相關范圍最小，空間分布復雜。

根據半方差函數理論模型分析，表層土壤溶液電導率、含水量和鹽分主要受隨機性因素的影響表現為中等空間相關性，在 10 －30cm，30 －50cm 剖面層受結構性因素影響較大，表現為強空間相關性，pH 值受隨機性因素影響。

4、 結論

長期以來，在研究區不同程度鹽漬化是農作物生長的限制因子，影響當地的經濟發展。對該地區土壤鹽漬化多個參數的空間異質性研究，可以更全面的反映不同程度鹽漬化空間分布現狀，并采取相應措施防止鹽漬化。

\\(1\\) 從變異系數看，淺層\\(0 －30cm\\) 土壤含鹽量和電導率均為強空間變異性，深層\\(30 －50cm\\) 為中等空間變異性。表層\\(0 －10cm\\) 土壤含水量為強空間變異性，10 －50cm 均為中等空間變異性。隨著深度的增加 pH 的空間變異性逐漸增強。

\\(2\\) 表層電導率、含水量和含鹽量的空間結構比均 ＜75%，受隨機因素影響具有中等空間相關性，\\(10－ 50cm\\) 空間結構比均 ＞ 75% ，受結構性因素影響具有強空間相關性。

\\(3\\) 從 Kriging 插值的結果可知，土壤鹽分和電導率表現出東南部高，西北部低的分布規律，說明電導率和含鹽量存在空間正相關性; 相反，pH 和含鹽量呈負相關。電導率和含鹽量高、pH 值小、含水量低說明鹽漬化程度較嚴重。鹽漬化主要參數變異越大，鹽漬化空間分布越復雜。

通過上述分析，認為研究區土壤鹽漬化主要分布在扇形邊緣。綠洲的東部、南部和東南部含鹽量較高，應積極采取措施改良土壤鹽漬化，提高土地利用率。鹽漬化主要參數的異質性在空間和時間上均存在，要全面了解相關參數的空間異質性，還需連續取樣來分析不同時間段上的異質性。