四川省农田耕层土壤磷素时空变异特征研究

发布时间：2020-03-23 18:09

【摘要】：土壤磷素不仅是植物生长发育的必需营养元素,也是引发江河湖泊富营养化的主要因子之一,土壤磷储量及其动态平衡作为反映耕地土壤质量的重要指标,对保持土壤肥力有着重要的影响。本文以四川省农田耕层土壤为研究对象,运用地统计学与ArcGIS相结合的方法,对1979-1985年(即1980s)和2005-2011年(即2000s)两个时期全省农田耕层土壤全磷和有效磷含量的时空分布状况进行分析,并选取四种空间预测模型结合多个解释变量探讨了全省农田耕层土壤全磷和有效磷密度的空间分布特征,在此基础上分别估算出两个时期全省农田耕层土壤全磷和有效磷储量。全文主要结论如下:(1)1980s全省农田耕层土壤全磷含量范围0.12-2.05g/kg,集中分布在缺乏等级;有效磷含量范围0.5-38.2mg/kg,集中分布在丰富与缺乏两个水平。2000s全省农田耕层土壤全磷含量范围0.01-2.72 g/kg,多处于缺乏及以下等级;有效磷含量范围0.1-80.2mg/kg,主要处于缺乏和中等水平。不同时期比较,川西北高原区和川西南山地区北部农田耕层土壤全磷含量呈下降趋势,而盆地丘陵区中部和成都平原中部农田耕层土壤全磷含量呈上升态势。有效磷含量在盆地丘陵区南部及川西南山地区中部下降明显,其他区域则有不同程度的增加。(2)不同生态区农田耕层土壤磷素密度空间分布的最优预测模型有所不同。2000s成都平原区耕层土壤全磷密度最优预测模型为回归克里格(RK),有效磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK);盆地丘陵区耕层土壤全磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK),有效磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK);川西南山地区耕层土壤全磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK),有效磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK);川西北高原区耕层土壤全磷密度最优预测模型为协同克里格(CK),有效磷密度最优预测模型为回归克里格(RK);盆周山地区耕层土壤全磷密度最优预测模型为回归克里格(RK),有效磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK)。1980s全省农田耕层土壤全磷密度最优预测模型为地理加权回归克里格(GWRK),有效磷密度最优预测模型为回归克里格(RK)。(3)利用最优预测模型对农田耕层土壤磷素密度进行空间插值,插值结果表明,1980s全省农田耕层土壤全磷密度变化范围0.061-0.648 kg/m2,有效磷密度变化范围为0.13-4.75g/m2;2000s全省农田耕层土壤全磷密度变化范围0.001-0.584kg/m2,有效磷密度变化范围0.03-19.46 g/m2。不同生态区农田耕层土壤磷素密度也有差异,2000s成都平原区农田耕层土壤全磷密度变化范围0.004-0.333 kg/m2,有效磷密度变化范围为0.49-19.46g/m2;盆地丘陵区农田耕层土壤全磷密度变化范围0.004-0.316 kg/m2,有效磷密度变化范围为0.06-12.84g/m2;盆周山地区农田耕层土壤全磷密度变化范围0.008-0.358kg/m2,有效磷密度变化范围为0.03-11.85g/m2;川西南山地区农田耕层土壤全磷密度变化范围0.015-0.584kg/m2,有效磷密度变化范围为0.17-18.95g/m2;川西北高原区农田耕层土壤全磷密度变化范围0.001-0.278 kg/m2,有效磷密度变化范围为0.42-15.63g/m2。(4)1980s全省农田耕层土壤全磷、有效磷储量分别为9.790Tg、105.783Gg,有效磷储量占全磷储量比重为1.08%。2000s全省农田耕层土壤全磷、有效磷储量分别为9.401Tg、239.218Gg,有效磷储量占全磷储量比重为2.54%。农田耕层土壤全磷和有效磷储量在生态区、耕地类型及土壤类型间的高低顺序均一致,不同生态区间均表现为:盆地丘陵区盆周山地区成都平原区川西南山地区川西北高原区;不同耕地类型间也都表现为:旱地水田水浇地;不同土壤类型(土类)间同样表现为:紫色土水稻土黄壤。不同时期间,2000s全省农田耕层土壤全磷储量较1980s减少0.389Tg,而有效磷储量增加了133.435Gg。
【图文】：

1 研究区概况四川省介于东经 97°21'-108°33'和北纬 26°03'-34°19'之间，与云南，贵州，湖北，陕西，甘肃，西藏，重庆 7 个省(区、市)接壤，现辖 21 个市(州)，共计 183 个县(市、区)。地处中国西部，位于长江上游，东西长 1075km，南北宽 921km，西高东低，辖区面积48.6 万 km2，居中国第 5 位。全省地貌类型多样，以山地为主，同时具有丘陵、平原和高原共 4 种地貌类型，综合考虑全省地形地貌、土壤性质等因素将其分为五大生态区：川西北高原区、成都平原区、川西南山地区、盆地丘陵区和盆周山地区(图 2-1)。境内土壤类型丰富，共有 25 个土类、63 个亚类、137 个土属、380 个土种(四川省第二次土壤普查)。年均温 4-20℃，日温≥10℃的持续期 240-280d，积温达到 4000-6000℃，无霜期230-340d，年降水量 500-1400mm。全省耕地面积共计 672 万 ha(四川省第二次土地调查)，人均耕地 746.67m2，，低于全国人均耕地，并且耕地质量总体不高、耕地后备资源不足。

图 2-2 1980s 土壤样点分布示意图Fig. 2-2 The distribution of soil sample points of the 1980s2.2.2 2000s 土壤样点数据筛选2000s 数据来源于四川省土壤肥料测试中心提供的全省 2005-2011 年测土配方施肥数据库，采样时间为 2005-2011 年，共计农化样点 645851 个以及骨干样点 44125 个，覆盖全省所有农业区县中农田集中分布区域。根据土壤测试分析数据的完整性，首先初步筛选出信息完整、坐标位置准确的样点，然后通过耕地空间分布位置进一步筛除未分布在耕地上的样点，最后结合各县域耕地地力评价报告中耕地土壤属性统计信息，采用阀值法剔除异常值。全省农田土壤全磷和有效磷含量在阀值范围内且样点信息完备的土壤点位分别有 11918 个和 339272 个，点位分布如图 2-3 所示。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S153.6

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本文编号：2597080