灘涂濕地圍墾農(nóng)田土壤養(yǎng)分空間變異性研究與養(yǎng)分管理分析.pdf

1、對(duì)灘涂濕地圍墾農(nóng)田的土壤進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)分管理，不但在濕地的改造利用過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用，而且也是實(shí)施農(nóng)業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。本論文選取廣州南沙灘涂濕圍墾農(nóng)田為研究對(duì)象，對(duì)圍墾農(nóng)田土壤養(yǎng)分特征進(jìn)行了研究，分析了土壤養(yǎng)分的空間相關(guān)性，對(duì)區(qū)域土壤養(yǎng)分進(jìn)行局部隨機(jī)模擬，并提出了農(nóng)田土壤養(yǎng)分分級(jí)分區(qū)的優(yōu)化管理策略，為灘涂圍墾農(nóng)田土壤的科學(xué)管理和資源有效利用方面提供科學(xué)的依據(jù)。 研究區(qū)位于南沙南部的灘涂濕地圍墾區(qū)域，面積為140

2、.60 km2，通過(guò)網(wǎng)格法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了采樣分析。根據(jù)南沙地區(qū)濕地土壤資源的特點(diǎn)，對(duì)采樣土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、pH值、鹽分含量指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用GS和ArcGIS軟件對(duì)土壤養(yǎng)分的空間變異性進(jìn)行分析研究。然后對(duì)不同圍墾時(shí)期的區(qū)域選取試驗(yàn)田對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行動(dòng)態(tài)的季節(jié)研究，探討土壤對(duì)作物產(chǎn)量的影響因子。由于研究區(qū)土壤養(yǎng)分受隨機(jī)性的因素影較大，本文提出了局部隨機(jī)模型和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的方法來(lái)研究

3、土壤養(yǎng)分空間分布情況。 通過(guò)研究區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分的統(tǒng)計(jì)特征分析，結(jié)果顯示土壤全氮和全鉀屬于中等水平，全磷屬于缺乏水平，而速效養(yǎng)分中堿解氮屬于中等偏下水平，速效磷和速效鉀含量豐富，大部分屬于一級(jí)。有機(jī)質(zhì)屬于中等偏低水平。不同土地利用方式的農(nóng)田土壤養(yǎng)分分對(duì)比分析結(jié)果中，顯示了種植菜地和施肥方式對(duì)土壤的全氮和速效磷的分布影響最大，香蕉地和甘蔗地這兩種利用方式對(duì)速效鉀分布影響較為明顯。根據(jù)養(yǎng)分含量頻數(shù)分布圖結(jié)果顯示研究區(qū)不同利用方式的農(nóng)田

4、土壤養(yǎng)分有著不同的分布特征。土壤養(yǎng)分空間相關(guān)性結(jié)果顯示土壤堿解氮和速效磷的空間相關(guān)性弱，從而受人為的因素影響較大。而土壤全氮、全磷、有效鉀、pH值、鹽分含量和有機(jī)質(zhì)空間上具有中等到較強(qiáng)的相關(guān)性，受土壤本身結(jié)構(gòu)和隨機(jī)因素的共同影響。全鉀有很強(qiáng)的空間相關(guān)性，主要受結(jié)構(gòu)性因素的影響。在不同圍墾時(shí)期的農(nóng)田土壤養(yǎng)分的變異性研究結(jié)果顯示研究區(qū)較早圍墾的地區(qū)土壤養(yǎng)分空間變異性較大，因?yàn)橥恋乩梅绞綇?fù)雜和農(nóng)戶(hù)對(duì)土壤養(yǎng)分管理的差異加劇了土壤空間變異性。

5、 通過(guò)對(duì)三個(gè)不同圍墾時(shí)期的農(nóng)田試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行土壤養(yǎng)分季節(jié)變化的分析結(jié)果表明，三個(gè)試驗(yàn)區(qū)耕層土壤的速效養(yǎng)分主要受施肥的影響，而且試驗(yàn)區(qū)的40～60cm的土層速效養(yǎng)分的季節(jié)變化幅度較小。全量養(yǎng)分季節(jié)變化幅度低于速效養(yǎng)分。香蕉和甘蔗的試驗(yàn)田土壤養(yǎng)分的季節(jié)變化主要取決于作物的種植制度，土壤養(yǎng)分管理和施肥技術(shù)，而與圍墾的時(shí)期關(guān)系不大。三個(gè)試驗(yàn)區(qū)的農(nóng)作物產(chǎn)量的高低主要受農(nóng)戶(hù)的肥料的結(jié)構(gòu)和施肥技術(shù)的影響。農(nóng)田肥料投入分析結(jié)果顯示了試驗(yàn)區(qū)的農(nóng)戶(hù)對(duì)氮磷

6、鉀配施還沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)，更有盲目施用復(fù)合肥的現(xiàn)象。農(nóng)戶(hù)大部分按傳統(tǒng)方法或經(jīng)驗(yàn)施肥，這樣不但做成肥料浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境污染。所以要因土合理的施配才能提高經(jīng)濟(jì)效益和土壤肥力。 由于研究區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分的分布受隨機(jī)因素影響較大，所以本文建立局部隨機(jī)模型對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行空間分析。局部隨機(jī)模型是以隨機(jī)場(chǎng)理論為基礎(chǔ)，假設(shè)土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)不隨采樣密度變化，在單元區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一定數(shù)量的虛擬點(diǎn)，并利用隨機(jī)方法對(duì)這些點(diǎn)的養(yǎng)分進(jìn)行賦值，結(jié)合ArcGIS軟件

7、來(lái)分析土壤養(yǎng)分空間分布，所預(yù)測(cè)的結(jié)果涵蓋了土壤養(yǎng)分整體的變化范圍，能克服傳統(tǒng)方法中信息單一的缺陷，而且避免了克里格插值法中信息丟失的問(wèn)題，更有效地解釋土壤養(yǎng)分含量的空間分布。局部隨機(jī)模型不但能夠預(yù)測(cè)土壤中養(yǎng)分總體分布的趨勢(shì)，而且可以預(yù)測(cè)區(qū)域內(nèi)土壤養(yǎng)分分布的概率，并顯示出不同等級(jí)的土壤養(yǎng)分在該區(qū)出現(xiàn)的概率與分布情況，從而概率地評(píng)價(jià)局部區(qū)域內(nèi)的土壤養(yǎng)分含量等級(jí)，可以更加合理地評(píng)價(jià)區(qū)域土壤養(yǎng)分的分布。應(yīng)用局部隨機(jī)模型理論結(jié)合GIS對(duì)研究區(qū)土壤