川中丘陵区旱地土壤养分微地形变异特征研究 ——以内江市白家湾村为例

论文摘要

地形是影响土壤和环境间物质和能量交换的一个条件,通过其它成土因素对土壤起作用,引起地表物质与能量再分配。以往关于土壤理化性质空间变异特征研究多是通过各种空间插值技术进行分析,由于地形的复杂性和插值技术有待改进性,存在一定误差,并且大多在大中尺度下进行的研究,而利用数字地形模型获取相关定量环境变量研究丘陵区微地形尺度下土壤养分变异特征还鲜见报道,因此本文对四川中部丘陵区旱地土壤养分微地形变异特征进行了探讨。研究结果表明:（1）研究区土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾分别为10.05g·kg-1、0.35g·kg-1、0.60 g·kg-1、9.22 g·kg-1、29.38 mg·kg-1、9.24 mg·kg-1和86.06mg·kg-1。据养分分级标准,研究区域土壤有机质、磷素轻度缺乏,氮素缺乏,钾素丰富。从变异系数看,均为中等变异,这主要是由于该区域土壤侵蚀和水土流失较严重;土壤有机质和全氮变异系数相似,这在一定程度上证实了全氮与有机质相关;全钾变异系数最小,为25.1%,这可能与主要影响钾素含量的母质有关。经单样本K-S检验,符合正态分布。（2）不同坡位下土壤养分含量变化各异,具体表现为,有机质和全氮变化趋势为:丘顶＜丘腰中部＜丘腰上部＜丘腰下部＜丘脚;碱解氮、全磷、速效磷表现为:丘顶＜丘腰上部＜丘腰中部＜丘腰下部＜丘脚;全钾表现为:丘腰下部＜丘腰中部＜丘腰上部＜丘顶＜丘脚;速效钾表现为:丘顶＜丘腰上部＜丘腰中部＜丘腰下部＜丘脚。（3）不同坡形下各土壤养分含量总体变化次序是:凹形坡＞线形坡＞凸形坡。（4）不同坡度下各土壤养分含量变化特征表现为:由于地面遭受土壤侵蚀和接受太阳辐射不均一,均显示出随着坡度增大,含量减少趋势。（5）不同坡向下各土壤养分含量差异不明显,可能是因为丘体相对高度低,各坡向接受太阳辐射没有太大差异。但均表现出一定趋势:速效钾表现为,阴坡＞阳坡＞半阴坡;而其它几种养分均表现为阴坡和半阴坡养分含量高于阳坡。（6）利用GIS空间分析技术提取的地形指数,与各土壤养分进行相关分析,结果显示土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷和速效钾含量与高程（h）、剖面曲率（Kv）存在明显负相关（α=0.01）;有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾与复合地形指数（CTI）显著正相关（α=0.01）;有机质和全氮与汇流动力指数（SPI）显著正相关（α=0.01）;碱解氮与汇流动力指数（SPI）显著正相关（α=0.05）;全磷含量与汇流动力指数（SPI）和复合地形指数（CTI）显著正相关（α=0.05）;全钾含量与坡度（β）、明显负相关（α=0.01）,与坡形（SS）存在负相关（α=0.05）。由此可知,海拔和剖面曲率是影响土壤养分在丘陵区坡面分布的重要因素。（7）在SPSS12.0软件平台下以各养分为因变量,相应的地形指标为自变量,进行多元线形逐步回归,分析结果表明,有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾最终模型决定系数分别为:0.579、0.470、0.419、0.394、0.410、0.386、0.471。经模型检验,发现土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾平均预测误差（MPE）分别为-1.940、0.072、-0.368、-0.782、-6.341、-1.340、-8.041,均方根预测误差（RMSPE）分别为2.570、0.096、0.388、3.141、8.828、2.003、24.422。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题提出和选题意义
• 1.2 研究现状综述
• 1.2.1 坡位对土壤养分的影响
• 1.2.2 坡向对土壤养分的影响
• 1.2.3 坡度对土壤养分的影响
• 1.2.4 坡形对土壤养分的影响
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 2 研究区概况与研究方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样品采集
• 2.2.2 样品分析
• 2.2.3 数据统计分析
• 2.2.3.1 方差分析（Analysis of Variance）
• 2.2.3.2 多元线性回归（Multiple linear regression）
• 2.2.3.3 微地形因子提取
• 2.2.3.4 数据分析及验证
• 3 结果与分析
• 3.1 研究区土壤养分含量统计特征
• 3.2 微地形下土壤养分变异特征
• 3.2.1 不同坡位土壤养分含量变化特征
• 3.2.1.1 有机质
• 3.2.1.2 氮素
• 3.2.1.3 磷素
• 3.2.1.4 钾素
• 3.2.2 不同坡形土壤养分含量变化特征
• 3.2.2.1 有机质
• 3.2.2.2 氮素
• 3.2.2.3 磷素
• 3.2.2.4 钾素
• 3.2.3 不同坡度土壤养分含量变化特征
• 3.2.3.1 有机质
• 3.2.3.2 氮素
• 3.2.3.3 磷素
• 3.2.3.4 钾素
• 3.2.4 不同坡向土壤养分含量变化特征
• 3.2.4.1 有机质
• 3.2.4.2 氮素
• 3.2.4.3 磷素
• 3.2.4.4 钾素
• 3.3 土壤养分与地形指数的关系及回归预测模型
• 3.3.1 有机质
• 3.3.2 氮素
• 3.3.3 磷素
• 3.3.4 钾素
• 4 结论
• 5 拟进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表或待发表的学术论文目录: