【摘要】：土壤養(yǎng)分空間變異性研究,特別是針對養(yǎng)分指標(biāo)量化過程的研究,可切實(shí)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中水肥養(yǎng)分的利用效率,改善田間管理,尤其是對我國目前所大力倡導(dǎo)的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的實(shí)施具有深刻指導(dǎo)意義。在對土壤養(yǎng)分做空間變異性研究的過程中,需要借助GIS與地統(tǒng)計工具進(jìn)行定性與定量分析。GIS比較側(cè)重于對地理要素進(jìn)行空間顯示與查詢分析,地統(tǒng)計學(xué)則更側(cè)重于對某些區(qū)域變量進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析、模擬與插值。目前來看,二者結(jié)合發(fā)展的趨勢非常明顯。本文以目前安徽省各地區(qū)已完成的耕地地力評價與測土配方施肥工作為基礎(chǔ),結(jié)合地統(tǒng)計學(xué)的基本原理和方法,借助ArcGIS軟件平臺中的地統(tǒng)計學(xué)模塊(Geostatistical Analysis)與空間分析模塊(Spatial Analysis),并采用目前國內(nèi)測土配方施肥與耕地地力評價工作中應(yīng)用最為廣泛的普通克里金插值方法(Ordinary Kriging)對安徽省內(nèi)不同地區(qū)最具代表性的六個研究區(qū)的土壤養(yǎng)分混合采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析與空間插值處理,并對全省不同地區(qū)間土壤養(yǎng)分分析結(jié)果進(jìn)行對比分析,與此同時,運(yùn)用GS+軟件對各研究區(qū)土壤養(yǎng)分樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行半變異函數(shù)擬合,調(diào)整并優(yōu)化了插值模型與部分核心參數(shù),并采用獨(dú)立數(shù)據(jù)集精度驗證法對空間插值預(yù)測結(jié)果進(jìn)行誤差系數(shù)計算,從而對其預(yù)測精度進(jìn)行評價與對比。本文主要研究結(jié)果為:(1)在插值方法與土壤采樣點(diǎn)空間范圍與采樣尺度等基礎(chǔ)條件大致相當(dāng)?shù)那闆r下,針對土壤pH值與有機(jī)質(zhì)含量這兩項指標(biāo),空間插值預(yù)測精度呈現(xiàn)出由南向北逐漸增高的總體趨勢,皖北多平原地區(qū)的空間插值預(yù)測效果更好;而針對有效磷與速效鉀這兩項指標(biāo),則反之,插值精度表現(xiàn)出由南向北逐漸降低的總體趨勢,皖南低山丘陵地區(qū)的空間插值預(yù)測效果更為理想。(2)省內(nèi)各地區(qū)土壤養(yǎng)分要素空間變異性總體上以中等變異程度為主。從土壤養(yǎng)分變異系數(shù)方面來看,本研究中幾大研究區(qū)內(nèi)土壤各類養(yǎng)分要素的空間變異系數(shù)均較大,空間變異性程度均較高,基本均處在10%~100%之間,空間變異性總體上處于中等水平;從土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)半變異函數(shù)分析結(jié)果來看,各研究區(qū)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)的塊金值與基臺值之比,即C_0/(C_0+C)大部分處于25%~75%范圍內(nèi),屬于中等空間相關(guān)性。中部地區(qū)土壤中各類樣分要素的C_0/(C_0+C)普遍較小,變程也相對較小,空間相關(guān)性程度最高,而北部與南部地區(qū)C_0/(C_0+C)則相對較大,空間相關(guān)性程度較低。不同區(qū)域,不同地形條件對于空間相關(guān)性影響較為明顯。(3)總體來看,皖南低山丘陵地區(qū)土壤各類養(yǎng)分空間變異程度要高于皖中和皖北地區(qū),空間變異性呈現(xiàn)出自北向南逐漸增高的整體趨勢,且同屬于南部山地丘陵地區(qū)的不同研究區(qū)之間,空間變異水平差異程度往往也要大于北部與中部地區(qū)。綜上可見地形地貌因素對土壤養(yǎng)分空間變異性具有重要影響。(4)從各地區(qū)五種土壤養(yǎng)分要素的空間分布圖可看出,不同地區(qū)的土壤養(yǎng)分和同一地區(qū)內(nèi)的不同種養(yǎng)分的空間分布狀況具有較大差異。其中土壤速效鉀與微量元素有效鋅在空間分布與變異特征等方面與其他三種養(yǎng)分要素間存在較為明顯差異性,這兩種養(yǎng)分要素的空間分布與變異特征在地區(qū)間并未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性,尤其是微量元素有效鋅,其區(qū)域分布狀況較復(fù)雜多變,而大量元素的空間分布及變異狀況則相對較單一。
【圖文】：

表 3-1 各研究區(qū)土壤采樣點(diǎn)基本信息Table 3-1 Descriptive statistics of soil nutrients研究區(qū) 參評樣點(diǎn)數(shù) 采樣方法 地理坐標(biāo)系潁州區(qū) 7365 多點(diǎn)混合 GCS_Xian_1980固鎮(zhèn)縣 1015 多點(diǎn)混合 GCS_Xian_1980廬江縣 4845 多點(diǎn)混合 GCS_Xian_1980蕪湖縣 1499 多點(diǎn)混合 GCS_Xian_1980東至縣 2444 多點(diǎn)混合 GCS_Xian_1980徽州區(qū) 4700 多點(diǎn)混合 GCS_Xian_1980

圖 3-2 變異函數(shù)的理論模型Fig.3-2 Theoretical model for semi-variance的具體含義為：塊金值 C0表示間距 a 等系列隨機(jī)因素與實(shí)驗誤差所共同造成的空略小尺度上的某種過程。C 表示偏基臺由土壤母質(zhì)、氣候以及地形等非人為結(jié)構(gòu)C 表示，用以表述系統(tǒng)內(nèi)部總體變異狀況變異值。A 表示變程, 又名最大相關(guān)距離距離，當(dāng) h＜A 時，表示樣點(diǎn)間存在一定之間完全獨(dú)立。C0/(C+C0)又叫基地效應(yīng)總變異中的比值。該比值越高，表明導(dǎo)致該比值越低，，表明導(dǎo)致空間變異性的結(jié)構(gòu)性則表明在整個研究尺度上，變量總體上具可以由已知的散點(diǎn)圖擬合而得到，用以型主要劃分為三種：一種是有基臺值模球狀模型(SpHerical model)、純塊金效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S158

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2627857