秸秆覆盖对农田土壤磁化率影响的研究

发布时间：2017-04-10 13:19

  本文关键词：秸秆覆盖对农田土壤磁化率影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：环境污染监测一直是人类关注的热点,土壤是环境质量信息的有效载体,监测土壤的污染状况能够反映出环境污染的程度。近年来,国内外环境科学领域兴起一股环境磁学热,其中新兴的磁化率监测技术以其快速简便、无污染无破坏性、经济低廉等优势,已被广泛应用于土壤污染监测工作。目前大部分利用土壤磁化率监测环境污染的研究是在城市区、工业区开展的,而与农产品安全、人类健康等直接相关的农业土壤污染监测方面的专门研究比较少,国内不容乐观的农业土壤污染状况同样值得人们深入研究。农业土壤具有特殊的环境特征,比如作物收获时常常有大面积作物秸秆覆盖于地表,若直接测量土壤磁化率会遇到秸秆覆盖问题,农田地表有些区域为裸土,有些为秸秆覆盖,不统一的地表条件下测量到的农田土壤磁化率值影响较大。针对农田地表秸秆覆盖影响土壤磁化率的问题,本论文研究了秸秆覆盖对农田土壤磁化率的影响。前人研究已表明水分对土壤磁化率影响较小,故主要分析秸秆覆盖率、秸秆覆盖厚度对土壤磁化率的影响,以及秸秆覆盖对农田土壤磁化率空间结构的影响,选取水稻田、甘蔗地、玉米地进行对比试验研究,结果表明:1.100%秸秆覆盖率下,各农田秸秆覆盖磁化率的空间分布特征相似于裸土磁化率,且二者间呈极显著正相关,能够用以表征相应裸土磁化率的空间分布。2.50%秸秆覆盖率分为两种测量方式,一种是测量点全部设置于秸秆覆盖处,另一种是测量点随机设置于试验区域。第一种方式得到的秸秆覆盖磁化率,效果等同于100%秸秆覆盖率,农田秸秆覆盖磁化率能够表征裸土磁化率的空间分布。而第二种方式得到的秸秆覆盖下磁化率(包含秸秆覆盖磁化率与裸土磁化率),与相应裸土磁化率的空间分布特征不相似,且二者的相关性不显著,不能用以表征裸土磁化率的空间分布。3.水稻田、#1甘蔗地、#2甘蔗地的表层磁化率测量值与秸秆覆盖厚度之间均呈显著指数负相关,而玉米地呈显著线性负相关。当秸秆覆盖厚度在0~5cm时,表层磁化率测量值随厚度增加而均匀衰减,其值可在一定程度上反映裸土磁化率;当秸秆覆盖厚度超6cm时,表层磁化率测量值平缓变化;当秸秆覆盖厚度超过10cm时,表层磁化率测量值趋近于零。4.水稻田、甘蔗地、玉米地的裸土磁化率半方差模型分别为线性模型、高斯模型、球状模型,其秸秆覆盖磁化率半方差模型均为线性模型,但秸秆覆盖磁化率半方差模型的拟合优度比裸土磁化率小很多。5.各农田的秸秆覆盖磁化率的块金值比裸土磁化率的大,基台值比裸土磁化率的小,说明秸秆覆盖增加了农田土壤磁化率的随机性空间变异,但降低了结构性空间变异以及空间总变异。大部分农田的秸秆覆盖磁化率的块金系数与变程都比裸土磁化率的大,说明秸秆覆盖降低了农田土壤磁化率的空间自相关性,但增大了空间自相关性的距离范围。
【关键词】：农田土壤 磁化率 秸秆覆盖率 秸秆覆盖厚度 地统计学
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S153
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 前言10-18
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 土壤磁化率的研究理论与进展12-14
• 1.2.1 基本概念与理论12
• 1.2.2 国外土壤磁化率研究现状12-13
• 1.2.3 国内土壤磁化率研究现状13-14
• 1.3 研究内容与技术路线14-17
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 技术路线15-17
• 1.4 论文工作概况17-18
• 2 研究区域与试验方法18-29
• 2.1 广东省概况18-19
• 2.1.1 气候水文18
• 2.1.2 人口经济18-19
• 2.1.3 资源物产19
• 2.2 研究区概况及采样说明19-26
• 2.2.1 肇庆市鼎湖区水稻田20-22
• 2.2.2 湛江市徐闻县#1 甘蔗地22-23
• 2.2.3 湛江市遂溪县#2 甘蔗地23-24
• 2.2.4 广州市增城区玉米地24-26
• 2.3 试验方法26-29
• 2.3.1 磁化率测量27
• 2.3.2 GPS测量27-28
• 2.3.3 数据处理28-29
• 3 秸秆覆盖率对土壤磁化率的影响29-49
• 3.1 不同秸秆覆盖率下水稻田土壤磁化率特征29-40
• 3.1.1 100%秸秆覆盖率下的水稻田磁化率特征29-30
• 3.1.2 50%秸秆覆盖率下的水稻田磁化率特征30-37
• 3.1.2.1 测量点全部设置于秸秆覆盖处30-34
• 3.1.2.2 测量点随机设置于试验区域34-37
• 3.1.3 整区水稻田土壤磁化率特征37-40
• 3.1.3.1 整区水稻田磁化率数据统计37-38
• 3.1.3.2 整区水稻田磁化率特征38-40
• 3.2 不同秸秆覆盖率下甘蔗地土壤磁化率特征40-45
• 3.2.1 100%秸秆覆盖率下的甘蔗地磁化率特征41-43
• 3.2.2 50%秸秆覆盖率下的甘蔗地磁化率特征43-44
• 3.2.3 整个甘蔗地土壤磁化率特征44-45
• 3.3 玉米地土壤磁化率特征45-48
• 3.3.1 100%秸秆覆盖率下的玉米地磁化率特征45-47
• 3.3.2 玉米地土壤磁化率特征47-48
• 3.4 小结48-49
• 4 秸秆覆盖厚度对土壤磁化率的影响49-67
• 4.1 不同秸秆覆盖厚度下水稻田土壤磁化率特征49-53
• 4.1.1 水稻田厚度点分布及磁化率数据49-50
• 4.1.2 水稻田样点磁化率与秸秆覆盖厚度关系50-52
• 4.1.3 不同秸秆覆盖厚度下水稻田磁化率变化特征52-53
• 4.2 不同秸秆覆盖厚度下甘蔗地土壤磁化率特征53-61
• 4.2.1 #1 甘蔗地不同秸秆覆盖厚度下土壤磁化率特征53-58
• 4.2.1.1 #1 甘蔗地厚度点分布及磁化率数据53-55
• 4.2.1.2 #1 甘蔗地样点磁化率与秸秆覆盖厚度关系55-56
• 4.2.1.3 不同秸秆覆盖厚度下#1 甘蔗地磁化率变化特征56-58
• 4.2.2 #2 甘蔗地不同秸秆覆盖厚度下土壤磁化率特征58-61
• 4.2.2.1 #2 甘蔗地厚度点分布及磁化率数据58-59
• 4.2.2.2 #2 甘蔗地样点磁化率与秸秆覆盖厚度关系59-60
• 4.2.2.3 不同秸秆覆盖厚度下#2 甘蔗地磁化率变化特征60-61
• 4.3 不同秸秆覆盖厚度下玉米地土壤磁化率特征61-66
• 4.3.1 玉米地厚度点分布及磁化率数据61-63
• 4.3.2 玉米地样点磁化率与秸秆覆盖厚度关系63-64
• 4.3.3 不同秸秆覆盖厚度下玉米地磁化率变化特征64-66
• 4.4 小结66-67
• 5 秸秆覆盖对土壤磁化率空间结构的影响67-75
• 5.1 地统计分析空间结构的方法介绍67-70
• 5.1.1 地理坐标的转换67-68
• 5.1.2 数据预处理68-70
• 5.1.3 GS+地统计学分析操作70
• 5.2 各农田磁化率空间结构特征70-74
• 5.2.1 各农田磁化率空间结构描述71-73
• 5.2.2 各农田磁化率空间变异组成73
• 5.2.3 各农田磁化率空间变异程度73-74
• 5.2.4 各农田磁化率空间自相关分析74
• 5.3 小结74-75
• 6 结论与讨论75-78
• 6.1 结论75-77
• 6.1.1 不同秸秆覆盖率对农田磁化率的影响75-76
• 6.1.2 不同秸秆覆盖厚度对农田磁化率的影响76
• 6.1.3 秸秆覆盖对农田磁化率空间结构的影响76-77
• 6.2 讨论77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 附录A 各农田土壤磁化率原始测量数据83-92
• 附录B 攻读硕士学位期间获得的科研成果92

【参考文献】

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本文编号：296805