基于地统计学的南平烟区土壤养分空间变异状况分析

论文摘要

土壤养分在不同时间和空间位置上表现出高度的空间异质性,精确掌握土壤养分的空间变异特征对于合理施肥,提高养分利用率,推动测土配方施肥技术的发展具有重要的意义。本论文以南平烟区植烟土壤为研究对象,测定土壤中的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效硫、有效硼及水溶性氯的含量状况,借助GIS和地统计学软件分析数据,探讨南平烟区土壤养分的空间变异规律,并制作了烟区土壤养分空间分布图,为南平烟区植烟土壤的合理施肥提供依据。主要研究结果如下:1.南平烟区植烟土壤养分的变异系数在26%-80%之间,土壤有机质的变异系数最低（26%）,土壤有效磷的变异系数最高（80%）,土壤全氮、全钾、碱解氮的变异系数较小,变异范围在27%-29%之间,表现出相对稳定性;土壤全磷、交换性钙、交换性镁、水溶性氯、有效硫、速效钾的变异系数较高,变异范围在38%-78%之间,表现出较大的空间变异性。2.南平烟区植烟土壤有机质、交换性镁、有效硼、全氮、全钾、速效钾的含量基本符合正态分布,全磷、有效磷、水溶性氯、交换性钙、有效硫、碱解氮、速效钾的含量符合对数正态分布;烟区土壤全氮、全磷、有效磷、有机质、交换性钙、碱解氮、有效硫存在一定程度的趋势效应。3.南平烟区植烟土壤养分的变程在6.3km—351km之间,变程最小的是有效硫,变程为6.3Km,最大的是交换性钙,变程为351km;有机质、全氮、全磷、有效磷、交换性镁、水溶性氯的变程较小,在10km左右,全钾的变程较大。通过GS+分析表明,有效磷的插值模型采用球状模型,有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效硫、有效硼和水溶性氯采用指数模型进行插值。经过筛选,有机质、全氮、全磷、碱解氮、全钾、交换性钙和有效硫的最优插值方法为普通克里格;速效钾、交换性镁和水溶性氯的最优插值方法为泛克里格;有效磷、有效硼的最优插值方法为析取克里格。4.经养分分区评价得出,南平烟区植烟土壤有机质缺乏面积为1526.84公顷,潜在缺乏面积为35673.78公顷,含量中等的面积为216868.12公顷,而丰富面积为22215.26公顷,分别占南平烟区统计总面积的0.55%、12.91%、78.49%和8.04%。5.南平烟区植烟土壤全氮含量缺乏面积为3777公顷,潜在缺乏面积119014.25公顷,中等和丰富的面积分别为135178公顷和18314.75公顷,分别占南平烟区统计面积的1.37%、43.08%、48.93%和6.63%。南平烟区植烟土壤碱解氮含量缺乏面积为65810.75公顷,潜在缺乏面积为157462.75公顷,中等面积为53010.50公顷,分别占南平烟区植烟土壤总面积的23.82%、56.99%和19.19%;6.南平烟区植烟土壤全磷含量缺乏面积为30756.25公顷,潜在缺乏面积为44938.25公顷,中等面积为116166.75公顷,丰富面积为84422.75公顷,分别占南平烟区总面积的11.13%、16.27%、42.05%和30.56%;南平烟区植烟土壤有效磷含量缺乏面积为925.25公顷,潜在缺乏面积为44588.5公顷,中等面积为172768.75公顷,丰富面积为58001.5公顷,分别占南平烟区总面积的0.33%、16.14%、62.53%和20.99%;7.南平烟区植烟土壤全钾含量缺乏面积为176909.5公顷,潜在缺乏面积为94727.5公顷,中等面积为4647公顷,分别占南平烟区总面积的64.03%、34.29%和1.68%;南平烟区植烟土壤速效钾含量缺乏面积为43621.5公顷,潜在缺乏面积为183023.25公顷,中等面积为40068.75公顷,丰富面积为9645.50公顷,分别占南平烟区总面积的15.78%、66.23%、14.50%和3.49%;8.南平烟区植烟土壤交换性钙含量缺乏面积为117012.5公顷,潜在缺乏面积为150794.5公顷,中等面积为仅为8477公顷,分别占南平烟区总面积的42.35%、54.58%和3.07%;南平烟区植烟土壤交换性镁含量缺乏面积为79592.25公顷,潜在缺乏面积为195673.75公顷,中等面积为857.5公顷,丰富面积仅为160.5公顷,分别占南平烟区总面积的28.81%、70.82%、0.31%和0.06%;9.南平烟区植烟土壤有效硫含量缺乏面积为401.5公顷,潜在缺乏面积为8371公顷,中等面积为151967.25公顷,丰富面积为115544.25公顷,分别占南平烟区总面积的0.15%、3.03%、55.00%和41.82%;南平烟区植烟土壤有效硼含量缺乏面积为102273.75公顷,潜在缺乏面积为116426公顷,中等面积为57554.75公顷,丰富面积为29.5公顷,分别占南平烟区总面积的37.02%、42.14%、20.83%和0.01%;南平烟区植烟土壤水溶性氯含量缺乏面积为321.25公顷,潜在缺乏面积为22689.5公顷,中等面积为304.75公顷,分别占南平烟区总面积的1.38%、97.32%和1.31%。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1.0 引言
• 2.0 文献综述
• 2.1 土壤养分空间变异性
• 2.1.1 土壤养分空间变异性
• 2.1.2 土壤特性空间变异性影响因素
• 2.1.3 土壤特性空间变异性研究进展
• 2.2 地统计学与土壤养分空间变异
• 2.3 地统计学原理
• 2.3.1 地统计学的产生与发展
• 2.3.2 地统计学的理论基础
• 2.3.2.1 区域化变量
• 2.3.2.2 半方差函数
• 2.3.3 空间内插方法
• 2.4 地统计学在土壤科学中的应用
• 2.4.1 地统计学在土壤物理性质研究中的应用
• 2.4.2 地统计学在土壤化学性质研究中的应用
• 2.4.3 地统计学在土壤实验设计和采样中的应用
• 2.4.4 地统计学在其他方面研究中的应用
• 3.0 研究区概况
• 3.1 地理位置与行政区划
• 3.2 自然气候
• 3.3 土地资源概况
• 3.4 烤烟生产概况
• 4.0 材料与方法
• 4.1 研究总体思路
• 4.2 研究技术路线
• 4.3 研究方法
• 4.3.1 软件平台
• 4.3.2 样品测定方法
• 4.3.3 空间属性数据库的建立
• 4.4 数据处理方法
• 4.4.1 经典统计分析
• 4.4.2 地统计分析
• 4.4.2.1 半方差函数及其理论模型
• 4.4.2.2 kriging 插值
• 4.4.3 异常值检验及处理方法
• 4.4.4 正态分布检验及趋势效应、空间自相关分析
• 4.5 烟区土壤养分的空间插值数据分析及成果图的输出
• 5.0 结果与分析
• 5.1 南平烟区土壤养分含量统计特征值分析及分区指标的确定
• 5.2 南平烟区土壤养分空间变异特征
• 5.2.1 烟区土壤养分的正态分布性检验
• 5.2.2 烟区土壤养分趋势效应分析
• 5.3 烟区土壤养分半分差函数分析及最佳插值模型的选择
• 5.4 烟区土壤养分的最优克里格插值方法的确定
• 5.5 南平烟区土壤养分丰缺面积统计
• 5.5.1 土壤有机质
• 5.5.2 土壤全氮和碱解氮
• 5.5.3 土壤全磷和有效磷
• 5.5.4 土壤全钾和速效钾
• 5.5.5 土壤交换性钙
• 5.5.6 土壤交换性镁
• 5.5.7 土壤有效硫
• 5.5.8 土壤有效硼
• 5.5.9 土壤水溶性氯
• 6.0 总结
• 参考文献
• 附表1 南平烟区各县市植烟土壤养分丰缺分区面积统计表
• 附图1 南平烟区植烟土壤有机质丰缺分区图
• 附图2 南平烟区植烟土壤全氮丰缺分区图
• 附图3 南平烟区植烟土壤碱解氮丰缺分区图
• 附图4 南平烟区植烟土壤全磷丰缺分区图
• 附图5 南平烟区植烟土壤有效磷丰缺分区图
• 附图6 南平烟区植烟土壤全钾丰缺分区图
• 附图7 南平烟区植烟土壤速效钾丰缺分区图
• 附图8 南平烟区植烟土壤交换性钙丰缺分区图
• 附图9 南平烟区植烟土壤交换性镁丰缺分区图
• 附图10 南平烟区植烟土壤有效硼丰缺分区图
• 附图11 南平烟区植烟土壤有效硫丰缺分区图
• 附图12 南平烟区植烟土壤水溶性氯丰缺分区图
• 致谢