縣域級平原與丘陵農田土壤養(yǎng)分空間差異性綜合研究.pdf

1、土壤是農業(yè)生產的根本，土壤養(yǎng)分供應與作物養(yǎng)分需求的協(xié)調性是限制作物高產和土地質量好壞的關鍵因素。隨著人類社會的進步和發(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)化肥的過度使用、耕地土壤的不合理利用等等，使耕地土壤資源問題更加嚴重。精準農業(yè)的提出，從宏觀和微觀角度借助現(xiàn)代科學技術指導農業(yè)發(fā)展，其研究和實施依賴于精確的土壤特性空間信息。因此，開展土壤養(yǎng)分空間變異性研究對提高土壤養(yǎng)分利用率，實現(xiàn)精準農業(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稱。地形的復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程，不同的地形和位置，土壤的物理和化學性質也不一樣。本文以研究區(qū)土壤常規(guī)養(yǎng)分和DEM為基礎數(shù)據(jù)源，采用地統(tǒng)計學方法，結合GIS空間分析和數(shù)字地形分析方法，研究地形因素對土壤特性的影響，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。研究的具體內容及所得到的主要結論如下：
　　 (1)根據(jù)研究區(qū)地形分布特點，將6825個采樣點分為四個部分：西部丘陵、西部平原、東部平原、東部丘陵，分別對不同地形和位置的有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀和pH值進行描述性統(tǒng)計。結果顯示：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)計分析表明：四種地形位置條件下的有機質、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有關，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)，進行土壤養(yǎng)分與地形因子相關性分析和自相關分析。結果表明：土壤養(yǎng)分之間的自相關性比較強，幾乎都達到了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)分之間的相關性較弱，說明坡向對研究區(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性，對土壤養(yǎng)分與地形因子進行回歸分析，通過拉格朗日乘子P值選擇空間滯后模型，建立回歸擬合方程。根據(jù)定量關系來預測研究區(qū)域內土壤養(yǎng)分分布情

6、況，最終利用Kriging插值結果直觀的反映土壤養(yǎng)分含量空間分布與地形的關系，研究結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%相對誤差在道路兩旁50米范圍內至少采集660個樣點才能代表研究區(qū)土壤養(yǎng)分分布狀況，而10%的相對誤差在道路兩旁30米范圍