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灌区尺度土壤特性空间变异性研究

作　者: 谷海斌
导　师: 盛建东
学　校: 新疆农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 土壤空间变异盐渍化数字制图地统计学改良分区
分类号: S159.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

土壤是农业生产的重要物质基础和生态系统的重要组成部分,其性质及其性质的空间变异对于提高人类的生活质量和实现人类社会的可持续发展有重要意义。对于农业生产来说,土壤特性的空间变异性是引起作物生长空间变异性的基础原因之一。掌握土壤特性空间变异性的规律,对于开展有针对性的田间管理有着重要的理论和实践意义。本文利用现代统计学、地统计学、地理信息系统等数字土壤技术,结合田间调查采样,对玛纳斯流域内的石河子、玛纳斯灌区土壤的pH、有机质、盐分、颗粒组成等特性的空间变异进行研究,并利用地理信息系统的空间分析功能对灌区尺度盐渍化土壤数字制图方法进行系统研究,得到如下结果：1、灌区尺度土壤特性空间变异性：利用地统计学软件对土壤属性进行空间变异理论模型的拟合,利用地理信息系统软件绘制灌区土壤属性的分布图,对土壤各属性的空间分布进行了定量的描述。研究表明：两个灌区三个层次土壤pH的均值由表层至底层依次升高,不同层次的都具有强烈的空间相关性,空间相关距离在3.6-10.8 km左右,表现出中等尺度的空间自相关性。两个灌区土壤有机质的CV均大于0.1,具有中等变异性,且都具有强烈的空间相关性,空间相关距离分别为11.3 km(石河子)和5.3km(玛纳斯),同样表现出中等尺度的空间自相关性。对土壤盐分的研究发现：石河子灌区和玛纳斯灌区土壤盐分表层大于底层,说明研究区土壤还未脱离积盐趋势,而且玛纳斯灌区各层土壤总盐含量的平均值明显大于石河子灌区；盐分分布图显示两个灌区土壤总盐含量沿着玛纳斯河呈现出规律性分布,流域下游灌区土壤的总盐含量相对较高。两个灌区轻度盐渍化土地所占比例较大,石河子灌区为753.3km2(73.2%),玛纳斯灌区为1249.5km2 (91.2%),表明研究区还普遍存在盐渍化的威胁。2、灌区尺度盐渍化土壤制图与评价：在研究土壤各相关属性空间变异的基础上,选取土壤质地、质地层次组合和总盐含量为指标,对研究区盐渍化土壤进行分类、制图研究,定量地评价了研究区的土壤质地和盐渍化状况。结果表明：研究区土壤以轻盐化(3—6g/kg)为主,面积为1535.7km2(64.7%),三种类型盐渍化土壤(全粘轻盐化土、表粘轻盐化土壤和腰粘轻盐化土壤)的总面积为1517.4km2(63.9%)。3、灌区尺度土壤改良分区：选取土壤剖面质地、有机质含量和盐分作为评价指标,将研究区土壤划分为8种改良分区,并制作研究区土壤改良分区图,评价结果显示土壤剖面质地类型是影响研究区土壤质量的一个主要因素,土壤盐分含量的影响作用次之。研究显示,地统计学方法和地理信息系统空间分析技术是进行土壤特性空间变异研究以及土壤数字制图的重要工具。本研究制作的土壤属性空间分布图及评价图,为研究区土壤的精准改良及农业土地高效利用提供了基础图件和规划依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-22
  1.1 土壤性质空间变异性研究概况  10-14
  1.2 不同尺度土壤性质空间变异研究进展  14-17
  1.3 盐渍化土壤数字制图技术研究进展  17-19
  1.4 地统计学在土壤学科中的研究进展  19-20
  1.5 研究目的和意义  20-22
第二章研究内容与方法  22-25
  2.1 研究内容  22
  2.2 研究目标  22
  2.3 研究方法与技术路线  22-25
第三章研究区概况  25-29
  3.1 研究区基本概况  25-27
  3.2 研究区土壤概况  27-29
第四章灌区尺度土壤属性空间变异  29-42
  4.1 研究方法  29-30
  4.2 灌区土壤酸碱度(PH)分析  30-34
  4.3 灌区土壤有机质分析  34-36
  4.4 灌区土壤盐分含量分析  36-40
  4.5 主要结论  40-42
第五章灌区盐渍化土壤分类制图与评价  42-52
  5.1 材料与方法  42-43
  5.2 计算方法和数据处理  43-44
  5.3 研究区土壤分类系统的建立  44-45
  5.4 土壤颗粒及总盐空间分布特征  45-49
  5.5 盐渍化数字土壤图制作及评价  49-51
  5.6 讨论与小结  51-52
第六章灌区尺度土壤改良分区  52-56
  6.1 分区指标体系的建立  52-53
  6.2 土壤改良利用分区图的制作及统计分析  53-55
  6.3 土壤改良措施  55-56
第七章结论与展望  56-58
  7.1 主要结论  56-57
  7.2 研究展望  57-58
参考文献  58-63
致谢  63-64
作者简介  64
攻读硕士期间发表论文  64

灌区尺度土壤特性空间变异性研究

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