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基于GIS和地统计学的油茶林土壤养分空间变异研究

张希鸥  
【摘要】:近年来,随着精准农业的快速发展和水肥流失现象的加剧,对我国土壤养分管理的研究越来越多,油茶(Camellia oleifera Abel)作为优良的木本油料树种,近年来,开发和经营强度非常迅猛,其林地地力衰退,水土流失等问题日益严重,为了使生态与经济得到双赢,本研究选取江西省油茶主产区永丰藤田的油茶基地作为研究区域,运用土壤养分状况系统研究法、地统计学及“GIS”技术相结合的方法,对土壤养分特征和规律进行了初步探讨,从而为精准施肥、控制林地养分流失提供科学依据。主要研究结果如下: (1)传统统计分析结果表明:油茶林土壤中14种营养元素存在不同程度的随机变异,变异系数在4.04-150.15%之间,有效磷、镁为强变异性,土壤pH和有机质为弱变异性,其他均属于中等变异。只有土壤pH、交换性酸及有效硫没有发生偏斜。通过对土壤含量进行分级得到:有效硫、有效铁含量丰富,有效硼、有效铜的含量在四个等级分布较为均衡,其他各元素含量均处于较低水平。 (2)油茶林土壤pH、交换性酸、速效钾、有效硫、有效硼、有效锰呈正态分布,其他养分数据在经过对数转换后,服从正态分布。土壤养分空间变异的半方差特征参数研究表明:它们的最佳拟合模型大多数为指数模型,各种养分的空间自相关距变化均较大,变程最大的为交换性酸(181.69m),最小的为有效钾(3.81m)。养分依赖性大小的排列顺序为:交换性酸氨态氮有效铜有效铁有机质土壤pH有效磷=有效钙有效硫有效硼=有效锌有效锰有效镁速效钾。有机质、有效铁、有效铜、氨态氮、土壤pH的C0/(C0+C)在25%-75%之间,属于中等强度的空间相关性;速效钾、有效钙、有效镁、有效磷、有效锌、有效锰、有效硼、有效硫及交换性酸的C0/(C0+C)值小于25%,具有密切的空间相关性。有效硼、有效钙、速效钾的分数维值最高,相对于其他元素,这三种养分在试验地的空间分布更为均匀。 (3)通过采用普通克里格插值法,选用最佳拟合模型对数据进行插值,绘制出空间变异分布图,表明土壤特性及养分含量具有高度的空间异质性,并通过分析影响变异的因子,得出空间变异的原因来自于土壤母质、地形、土地利用方式、施肥、耕作等因素。


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