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基于GIS的不同尺度下农田土壤养分空间变异特征研究

郭军玲

   科学管理土壤养分,合理施用化肥,是关系到我国农业发展的重大问题。本研究应用GIS和地统计学相结合方法,研究了浙江省乐清市土壤性质和养分含量的分布及其空间变异规律,初步评价了土壤含量状况及其控制微量元素含量分布的影响因子,探讨了土壤养分分区管理和施肥的可行性。主要研究结果如下: (1)对乐清市1210个土壤样品的性质和养分含量监测结果统计表明,土壤N、P、K和中量养分元素(Ca、Mg、Si、S)的含量差异较大,速效磷具有强变异性,其它均具有中等的变异性。地统计分析结果表明,土壤CEC、全氮、磷、钾的块基比<25%,具有强烈的空间相关性,pH、有机质、碱解氮、速效磷、钾和中量元素均具有中等的空间相关性。根据土壤养分Kriging空间插值,其土壤性质和养分含量的空间分布表现为:pH和CEC表现出由东向西降低的趋势,有机质呈块状的分布。西部地区土壤多为酸性需注意改良,有机质、CEC含量中等偏低。大量元素速效养分的分析表明,土壤中氮含量丰富,磷、钾在局部地区不足,应适当增施磷、钾肥,施肥尚有潜力;中量元素Ca、Mg含量丰富;S含量中等偏低;绝大部分土壤缺Si。 (2)乐清市微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn和B)的分析表明,Fe、B块基比<25%,具有强烈的空间相关性。Mn、Cu、Zn具有中等的空间相关性,空间变异性由结构性因素和随机性因素共同引起。微量元素含量的空间分布各异,Fe和Cu没有明显的分布规律;Mn、Zn表现出块状分布的特点;B有连续分布的特点,呈现出东高西低的趋势。Fe、Mn、Zn含量丰富,Cu含量中等偏低,B严重缺乏,需施肥补充。微量元素含量的影响因子分析表明,土壤pH、有机质、速效养分、土地利用类型、土壤类型都影响着土壤微量元素的含量。不同土地利用类型上Fe、Mn、Cu、Zn和B含量表现出较为一致的规律,灌溉水田含量最高,其次是滩涂和旱地。不同的土地利用类型、土壤类型对微量元素的影响达到了显著水平。 (3)合理的采样数分析表明,土壤有机质和全氮、微量元素的样点减少50%至494个时,能预测其空间分布特征,且有较高的预测精度,可节省了大量时间和分析测试成本。大量元素速效养分在能保证一定的预测精度下,尽可能的来增加采样点,降低预测误差。依据养分的分级标准,对研究区进行宏观分析显示,分区管理存在可能性,为农业生产的精确管理提供服务。 (4)典型乡镇乐成镇土壤监测表明,土壤理化性质及N、P、K元素具有强烈的空间相关性,主要受结构性因素的影响;中、微量元素中,Cu具有较弱的空间相关性,可能是因当地工业的发展给土壤造成了污染;其它元素具有强烈的空间相关性。土壤性质的空间分布图表明,镇域西部土壤大部分呈酸性;有机质和CEC含量处于中等水平。土壤全磷、全钾呈现明显的连续分布,含量由东部向西部降低。全氮、大量元素速效养分无明显的分布规律,但含量都达到了丰富的水平。中量元素Ca、Mg有明显的连续分布的特点,S呈现块状分布的特点。微量元素Fe、Mn的空间变异呈现块状分布;Cu、Zn的空间分布特点不明显;B表现出明显的连续分布。Fe、Mn含量丰富;Zn含量较充足;Cu、B含量缺乏,需施肥来满足作物需求。对微量元素含量的控制因素分析显示:地形、土壤类型和土壤中的养分均对土壤微量元素的含量存在影响。土壤类型对Mn、Cu的含量有着显著影响,水稻土中Mn、Cu的含量显著高于红壤;土壤养分和微量元素的相关性分析可知,Fe与土壤pH、有机质、全氮、碱解氮及速效钾呈极显著相关,Mn、B与pH、速效磷和速效钾之间存在显著或者极显著的相关性,Cu仅与速效钾显著相关,Zn的含量受土壤养分的影响较小,没有达到显著水平。……   
[关键词]:地统计学;GIS;土壤养分;空间变异;分区管理;微量元素
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2010年
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