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不同尺度下橡胶园土壤养分时空变异特性的研究

作　者: 杨昭君
导　师: 韦家少
学　校: 海南大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: GIS 地统计学橡胶园土壤养分时空变异分区管理
分类号: S158
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 3次
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内容摘要

管理好土壤养分,合理进行施肥,是关系到我国农业可持续发展的重大技术问题。土壤养分不仅具有明显的空间变异,而且在时间是上也表现出一定的变化。海南省作为中国重要的植胶区之一,其土壤养分的状况不仅与海南省农业非点源污染等环境有关,更与橡胶胶乳产量和质量相关。因此,研究海南省胶园土壤养分的时空变异特性,不仅是推进精准农业实施的前提和基础,而且也可以控制农业面源污染,更能为实现橡胶园科学、平衡施肥提供理论依据。但长期以来,利用GIS和地统计学对橡胶园的研究几乎是空白.因此,本研究应用地统计学与GIS技术相结合的方法,选择1：250000海南省胶园、1：50000蓝洋镇胶园两个不同尺度研究区域,分析了橡胶园土壤养分的时空变异特性,并进行不同尺度管理分析模型探讨。主要研究结果如下：1.海南省橡胶园土壤养分时空变异2008年海南省胶园碱解氮、全氮、全磷、速效钾、pH,有机质的含量跟1984年的相比均有不同程度的下降,速效钾含量下降幅度最大；而速效磷和全钾含量则比1984年有所增加。海南省橡胶园经过长期不同的人为耕作管理,其土壤碱解氮、全氮、全磷、速效钾、全钾、有机质含量已逐渐趋向均一,以上各养分变异系数均呈下降趋势。PH的变异系数也呈下降趋势,表明种植橡胶后海南省胶园土壤有朝均匀、全面酸化方向发展的趋势。而速效磷的变异系数则由1984年的117.81%上升到200.2%,属于强变异。2008全氮的块基比值为83.12%,空间相关性很弱,说明人为因素对土壤全氮的空间变异影响很大,碱解氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、有机质和PH均具有中等程度的空间相关性,说明经过长时间的耕作、施肥、田间管理水平等人为因素在一定程度上削弱了它们受结构性因素的影响,从而削弱它们的空间相关性。海南省土壤养分时空分布图和时空时空变异图结果进一步解释了土壤全氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、有机质和pH在这20几年的变化情况。根据橡胶树养分丰缺指标,对2008年海南省橡胶园养分分布格局进行分区,碱解氮分为两个管理分区,全氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷和有机质均分为三个管理分区,在以后的胶园土壤管理中,可以根据该管理分区进行因地制宜的科学管理。2.蓝洋镇橡胶园土壤养分空间变异从对土壤养分数据的描述性统计分析结果来看,蓝洋镇胶园土壤碱解氮、全氮、PH和有机质的数据符合正态分布,而速效磷、全磷、速效钾和全钾的数据符合对数正态分布；从变异系数来看,速效磷的变异系数最大,为231.9%,PH的变异系数最小,为5.97%,其他几种养分的变异系数在25.29%～74.16%之间,大小顺序为全钾>速效钾>全磷>碱解氮>全氮>有机质。土壤速效钾和全钾的C0/(C0+C)值均小于25%,表现出强烈的空间相关性,结构性因素是其空间变异的主要影响因子,这与研究区内长期以来忽视钾肥的施用的现状基本吻合,由此导致钾素的变异与土壤母质和土壤类型等结构性因素密切相关。土壤碱解氮、全氮、速效磷、全磷、pH、有机质均具有中等空间相关性,这六种养分的空间变异是结构性因素和随机性因素的共同作用的结果。土壤各养分的空间相关距离在2.43km-12.294km之间,均大于取样间距。其中相关距离较小的是土壤碱解氮,为2.43km；相关距离较大的是PH,为12.294km。养分空间变异图可以看出,蓝洋镇胶园各养分的空间分布都表现一定的规律。空间变异图能直观地体现各养分的空间分布情况,为以后的胶园管理提供依据。根据养分丰缺指标绘制各养分丰缺图,对蓝洋镇胶园养分分布格局进行分区,全氮、速效钾、有机质分为两个管理分区,全钾、全磷、速效磷均分为三个管理分区,在以后的胶园土壤管理中,可以根据该管理分区进行因地制宜的科学管理。3、不同尺度下橡胶园土壤养分空间变异套合分析对两个不同尺度下的胶园土壤养分变异进行套合分析表明,土壤碱解氮、全氮、全磷、速效钾、pH、有机质的变异系数随研究尺度的加大而增加；速效磷和全钾的变异系数则是蓝洋镇>海南省,这说明在小尺度范围内,土壤速效磷和全钾的空间随机性大,更易受人为因素的影响。碱解氮、全氮、速效磷、全磷、pH、有机质在不同尺度上都表现为中等空间相关性,速效钾和全钾在大尺度下表现为中等空间变异性,但在小尺度下却表现为强烈的空间相关性。全氮的空间分布在两个尺度上都呈现出明显的地理规律,且在两个尺度下能形成一个较好的套合结构。土壤碱解氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、有机质虽然在各个尺度上都有较明显的空间分布格局,但两个尺度的分布规律差别很大,不能形成好的套合结构。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
目录  9-11
引言  11
1 文献综述  11-19
  1.1 土壤特性时空变异的研究方法  11-16
    1.1.1 传统统计学方法  11
    1.1.2 地统计学方法  11-16
  1.2 土壤养分时空变异的研究现状  16-17
    1.2.1 GIS与地统计相结合用于土壤时空变异性分析  16
    1.2.2 土壤养分时空变异研究现状  16-17
  1.3 我国橡胶园土壤养分研究现状  17-18
  1.4 存在的主要问题  18-19
2 研究目的、意义及内容  19-20
  2.1 研究目的及意义  19
  2.2 研究内容  19-20
3 试验设计依据、技术路线与研究区概况  20-26
  3.1 试验设计依据  20-21
  3.2 研究技术路线(见图2)  21-22
  3.3 试验区概况与数据获取  22-26
    3.3.1 研究区概况  22-24
    3.3.2 采样与分析  24-25
    3.3.3 数据处理  25-26
4 结果与分析  26-65
  4.1 大尺度下海南省橡胶园土壤养分时空变异  26-49
    4.1.1 橡胶园土壤养分描述性统计分析  26-27
    4.1.2 大尺度下橡胶园土壤养分空间变异结构  27-31
    4.1.3 大尺度下海南省橡胶园土壤养分时空变异特征  31-45
    4.1.4 大尺度下海南省橡胶园土壤养分分区管理分析  45-49
  4.2 小尺度下蓝洋镇橡胶园土壤养分的空间变异特性分析  49-59
    4.2.1 小尺度下胶园土壤养分描述性统计分析  49-50
    4.2.2 小尺度下蓝洋镇橡胶园土壤养分空间变异函数  50-52
    4.2.3 小尺度下蓝洋镇橡胶园土壤养分空间分布特性  52-56
    4.2.4 小尺度下蓝洋镇橡胶园分区管理  56-59
  4.3 不同尺度下橡胶园土壤养分空间变异套合分析  59-65
    4.3.1 不同尺度下橡胶园土壤养分描述性统计结果的套合  59-60
    4.3.2 不同尺度下橡胶园土壤养分空间变异结构的套合分析  60-61
    4.3.3 不同尺度下橡胶园土壤养分的空间格局套合分析  61-65
5 结论与讨论  65-69
  5.1 主要结论  65-67
  5.2 讨论  67-68
  5.3 创新点  68
  5.4 不足之处  68-69
6 展望  69-70
参考文献  70-76
致谢  76-77
攻读学位期间发表的学术论文  77

不同尺度下橡胶园土壤养分时空变异特性的研究

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