城市边缘地带土壤养分空间变异与质量评价 ——以长沙市东郊为例

城市边缘地带土壤养分空间变异与质量评价 ——以长沙市东郊为例

论文摘要

据不完全统计,世界15%左右的食物由都市农民提供,城市边缘带农业的发展为城市可持续发展提供了必要保障。然而在来自工业、农业、交通以及城市生活多重环境压力下,城市边缘带土壤质量明显下降,因此研究城市边缘带土壤质量现状,对保护人体健康和保持农业可持续发展具有十分重要的意义。本研究应用地统计学和GIS及GPS相结合的方法,以长沙市东郊土壤为主要研究对象,采用150×150m网格布点法采取0-20cm耕层土样71个,通过分析测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾、pH值等养分含量,研究探讨了其空间分布特征和变异规律;同时选取上述土壤养分指标作为评价因子,应用Fuzzy综合评判法,对研究区域内的土壤肥力质量进行综合评价,所得主要结果如下:1.检测数据分布类型,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、缓效钾、<2μm粘粒含量近似正态分布,全钾、速效钾、pH值为对数正态分布;研究区域内各土壤养分的变异系数在15.67%-61.29%之间,都属于中等变异性。2.应用地统计学和GIS分析技术对长沙市东郊土壤的养分含量进行统计:土壤有机质、全钾、碱解氮、缓效钾和pH值的拟合理论模型均为球状模型;全氮、有效磷和速效钾是指数模型;全磷和<2μm粘粒含量是高斯模型。全钾和缓效钾的基底效应<25%,表现出强烈的空间相关性,而有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、pH和<2μm粘粒含量的基底效应在25%-75%之间,说明这些养分的空间分布具有中等的空间相关性。3.不同土地利用类型土壤样品的肥力特征如下:土壤pH值偏酸性,全磷、全钾、有效磷和缓效钾含量较高,全氮、碱解氮、速效钾含量中等,有机质含量不丰富;采用Fuzzy综合评判法得出长沙市东郊土壤的整体肥力质量属于中等水平,东湖和和平的荒地、林地以及潭阳洲荒地为Ⅲ级,处于中下水平,东湖和平菜地及潭阳洲菜地、林地为Ⅱ级,处于中上水平。利用Kriging最优内插法绘制了土壤养分的插值预测图,可更加准确和直观地了解整个研究区域的土壤养分与成土母质和土地利用类型的相关关系,从而为城郊农业精确施肥提供了科学依据,避免不考虑土壤养分的差异性进行平均施用肥料所带来的不良影响。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1 城市边缘地带的界定
  • 2 土壤养分的空间变异的研究方法
  • 2.1 传统统计分析法
  • 2.2 地统计学方法
  • 2.3 3S技术与地统计学结合的方法
  • 3 地统计学在土壤养分空间变异性研究中的应用及展望
  • 3.1 国外研究进展
  • 3.2 国内研究进展
  • 3.3 存在问题
  • 第二章 研究方案与研究方法
  • 1 研究区域的概况
  • 2 研究主要内容及预期目标
  • 2.1 研究内容
  • 2.2 预期目标
  • 3 试验方案
  • 3.1 技术路线
  • 3.2 试验方案
  • 4 数据处理与评价方法
  • 4.1 数据处理方法
  • 4.2 评价方法
  • 第三章 土壤养分的空间变异分析
  • 1 土壤养分含量的统计特征分析
  • 2 土壤养分含量的地统计分析
  • 2.1 数据分布类型的正态分布检验
  • 2.2 特异值的处理
  • 2.3 土壤养分数据的趋势分析
  • 2.4 土壤养分数据的半方差分析
  • 2.5 土壤养分半方差函数模型的建立
  • 3 土壤养分Kriging插值结果分析
  • 3.1 有机质的空间变异特征
  • 3.2 全氮的空间变异特征
  • 3.3 全磷的空间变异特征
  • 3.4 全钾的空间变异特征
  • 3.5 碱解氮的空间变异特征
  • 3.6 有效磷的空间变异特征
  • 3.7 速效钾的空间变异特征
  • 3.8 缓效钾的空间变异特征
  • 3.9 pH值的空间变异特征
  • 3.10<2μm粘粒含量的空间变异特征
  • 4 小结
  • 第四章 土壤肥力质量评价
  • 1 研究区域内土壤肥力特征
  • 2 研究区域内土壤肥力质量等级评价
  • 2.1 肥力质量评价指标隶属度的确定
  • 2.2 土壤肥力质量等级划分
  • 3 小结与讨论
  • 第五章 结论与展望
  • 1 主要结论
  • 1.1 长沙市东郊土壤养分统计分析特征
  • 1.2 土壤养分指标的趋势分析
  • 1.3 土壤养分的半方差函数模型分析
  • 1.4 土壤养分的空间插值结果分析
  • 1.5 长沙市东郊土壤肥力质量等级评价
  • 1.6 长沙市东郊土壤肥力质量的探讨
  • 2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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