縣域級(jí)平原與丘陵農(nóng)田土壤養(yǎng)分空間差異性綜合研究.pdf

1、土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本，土壤養(yǎng)分供應(yīng)與作物養(yǎng)分需求的協(xié)調(diào)性是限制作物高產(chǎn)和土地質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人口與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾日益突出：水污染、重金屬污染、工業(yè)化肥的過(guò)度使用、耕地土壤的不合理利用等等，使耕地土壤資源問(wèn)題更加嚴(yán)重。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的提出，從宏觀和微觀角度借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展，其研究和實(shí)施依賴于精確的土壤特性空間信息。因此，開(kāi)展土壤養(yǎng)分空間變異性研究對(duì)提高土壤養(yǎng)分利用率，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)施肥管理有重要意義。

2、
　　 研究區(qū)鐘祥市地處鄂中丘陵區(qū)，是江漢平原至鄂西山地過(guò)渡地帶，漢江由南向北將鐘祥市從中間分為東、西兩部分，且兩部分的地形格局近似對(duì)稱。地形的復(fù)雜多變性不僅影響水、肥、氣、熱的分布狀況，而且影響土壤的成土過(guò)程，不同的地形和位置，土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)也不一樣。本文以研究區(qū)土壤常規(guī)養(yǎng)分和DEM為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，結(jié)合GIS空間分析和數(shù)字地形分析方法，研究地形因素對(duì)土壤特性的影響，分析研究區(qū)土壤養(yǎng)分特性空間分布格局，提出

3、了基于道路的一種快捷、便利的采樣方法。研究的具體內(nèi)容及所得到的主要結(jié)論如下：
　　 (1)根據(jù)研究區(qū)地形分布特點(diǎn)，將6825個(gè)采樣點(diǎn)分為四個(gè)部分：西部丘陵、西部平原、東部平原、東部丘陵，分別對(duì)不同地形和位置的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀和pH值進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示：丘陵地形下的土壤養(yǎng)分含量比平原養(yǎng)分含量高，研究區(qū)域土壤養(yǎng)分變異系數(shù)在11.35%-68.91%之間，均屬于中等程度的變異，平原變異性大于丘陵，西部土壤養(yǎng)分含量平

4、均比東部高。
　　 (2)地統(tǒng)計(jì)分析表明：四種地形位置條件下的有機(jī)質(zhì)、堿解氮塊金值比在0.27-0.53之間屬于中等變異，有效磷的空間變異差異比較大，在平原和東部丘陵的塊金值和基臺(tái)值之比在0.82以上而西部丘陵條件下的有效磷僅為0.054，這跟磷元素本身性質(zhì)有關(guān)，磷元素易發(fā)生固定和受人為因素的干擾。自然環(huán)境的影響、人為因素的干預(yù)使得土壤養(yǎng)分空間變異規(guī)律發(fā)生變化。
　　 (3)利用研究區(qū)數(shù)字高程模型DEM提取地形因子：坡度

5、、坡向、平面曲率、剖面曲率和地形濕度指數(shù)，進(jìn)行土壤養(yǎng)分與地形因子相關(guān)性分析和自相關(guān)分析。結(jié)果表明：土壤養(yǎng)分之間的自相關(guān)性比較強(qiáng)，幾乎都達(dá)到了P<0.01條件下的極顯著水平，而坡向與地形因子和土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性較弱，說(shuō)明坡向?qū)ρ芯繀^(qū)土壤養(yǎng)分的影響不明顯。
　　 (4)根據(jù)土壤養(yǎng)分與地形因子的相關(guān)性，對(duì)土壤養(yǎng)分與地形因子進(jìn)行回歸分析，通過(guò)拉格朗日乘子P值選擇空間滯后模型，建立回歸擬合方程。根據(jù)定量關(guān)系來(lái)預(yù)測(cè)研究區(qū)域內(nèi)土壤養(yǎng)分分布情

6、況，最終利用Kriging插值結(jié)果直觀的反映土壤養(yǎng)分含量空間分布與地形的關(guān)系，研究結(jié)果表明地形在一定情況下控制著養(yǎng)分含量的分布。
　　 (5)鑒于傳統(tǒng)采樣存在的局限性，根據(jù)研究區(qū)道路密度和分布情況，提出基于道路的采樣方法。通過(guò)土壤屬性確定樣本容量，由置信度和置信區(qū)間選擇道路采樣范圍，最終確定了95%置信度和5%相對(duì)誤差在道路兩旁50米范圍內(nèi)至少采集660個(gè)樣點(diǎn)才能代表研究區(qū)土壤養(yǎng)分分布狀況，而10%的相對(duì)誤差在道路兩旁30米范圍