土地整理区土壤质量时空变异研究

论文摘要

土地资源作为一切资源之首,实现土地资源的可持续利用,是实现整个社会可持续发展的基础。土地整理是人类社会发展到一定程度的产物,是一项可以在不增加土地面积的前提下获得巨大的土地利用效益的措施。在目前的土地整理中,无论是国家,还是具体的项目,关心较多的是土地整理增加耕地的数量,对整理后重构土壤的质量问题重视不足。本研究针对土地整理中土壤质量评价研究的不足,通过对泰安丘陵、平原地区土地整理项目区以及邹城复垦土地整理项目区整理后不同年份的土壤质量的时空变异规律研究,探讨土地整理重构土壤质量的变化规律,对整理后土壤质量进行评价,为重构土壤的可持续利用提供依据。通过研究得到以下主要结论:(1)运用经典统计学分别对丘陵土地整理项目区、平原土地整理项目区和复垦土地整理项目区土壤质量评价指标有机质、速效K、有效P、碱解N、pH、电导率、容重七项指标进行了统计分析。得出了各评价指标变异系数变化规律,变异系数越大,说明该指标含量在地块中的分布越不均一。分析结果显示,土地整理1a或4a土壤质量评价指标变异系数较大,说明土地整理过程以及农民耕种过程对土壤质量评价指标含量离散程度影响较大。另外,将养分含量平均值与相应对照值比较后得出,随着整理后地块用于耕种的时间越长,土壤养分含量与相应对照值越接近。(2)运用地统计学进一步揭示土壤养分的空间变异情况,主要工具是半方差函数。各土壤养分空间变异模型主要是球状模型、指数模型、高斯模型和孔穴效应模型。有的土壤养分在整理后某一年的空间变异属于纯块金效应,说明该土壤养分空间变异性很弱。各土壤养分空间变异的变程都是在采样间距5m内,在确定的采样间距内各土壤养分具有一定的空间变异性。各土壤养分的空间变异影响因素较多,主要是随机性因素和结构性因素。土壤养分空间变异同时受到结构性因素和随机性因素的影响,结构性因素可以导致土壤养分强的空间相关性,随机性因素使得土壤养分的空间相关性减弱。(3)确定了各土地整理区土壤质量评价体系,根据丘陵区的特点,参照前人研究结果,选取有效土层厚度、土壤质地、台面坡度、排灌设施、速效养分(碱解氮、速效磷和速效钾)、有机质、pH值、电导率和容重作为评价因子;根据平原区的特点,选取地下水埋深、土壤质地、土体构型、速效养分、有机质、pH值、电导率和容重作为评价因子;土地复垦区选取土壤有机质、速效养分、容重、pH值、EC和压实度,土壤孔隙度等指标作为复垦土壤质量的评价指标。(4)选用相关系数法和隶属度函数分别确定评价指标权重和隶属度。用相关系数法确定权重排除了特尔菲法和层次分析法受人为因素影响的缺点,比较客观合理地确定了各评价指标的权重。各评价指标隶属度要分别确定。速效养分、有机质需用戒上型隶属度函数确定。本研究中,土壤容重都小于1.6,因此容重的隶属度采用戒上型函数确定。电导率需用戒下型隶属度函数。pH值的隶属度不能简单地用戒上型或戒下型隶属度函数来确定,本研究中采用经验法对pH值的隶属度进行了量化。(5)根据分析结果可知,整理年限增加,整理土壤质量有提高的趋势,土地整理后4a和复垦5a的地块土壤质量较高。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 土地整理的研究现状
• 1.2.2 土壤质量的研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 不同土地整理项目区土壤特性的时空变异分析
• 1.3.2 土壤质量时空变异的原因分析
• 1.3.3 土壤质量评价指标体系的确定
• 1.4 研究方法
• 1.4.1 地统计分析
• 1.4.2 养分指数分析
• 1.4.3 指标权重确定方法
• 1.4.4 隶属度的确定
• 1.5 技术路线
• 2. 资料的收集和数据的处理
• 2.1 样品采集
• 2.2 样品测定
• 2.3 数据的处理
• 3 丘陵土地整理项目区土壤质量时空变异
• 3.1 研究区概况
• 3.2 丘陵区土壤理化性质时空变异
• 3.2.1 土壤有机质特性分析
• 3.2.2 土壤速效K 特性分析
• 3.2.3 有效P 时空特性分析
• 3.2.4 碱解N 时空特性分析
• 3.2.5 pH 时空特性分析
• 3.2.6 电导率时空特性分析
• 3.2.7 容重时空特性分析
• 3.3 丘陵整理区土壤综合质量评价
• 3.3.1 评价指标的选取
• 3.3.2 评价因子权重的确定
• 3.3.3 隶属度的确定
• 3.3.4 指标分值计算
• 3.3.5 土壤质量综合评价
• 3.4 小结
• 4. 平原土地整理项目区土壤质量时空变异
• 4.1 研究区概况
• 4.2 土壤理化性质时空变异
• 4.2.1 土壤有机质时空变异
• 4.2.2 土壤速效钾时空变异
• 4.2.3 土壤有效磷时空变异
• 4.2.4 土壤碱解氮时空变异
• 4.2.5 土壤pH 时空变异
• 4.2.6 土壤电导率时空变异
• 4.2.7 土壤容重时空变异
• 4.3 平原土地整理区土壤质量综合评价
• 4.3.1 评价指标的选取
• 4.3.2 评价因子权重的确定
• 4.3.3 隶属度的确定
• 4.3.4 指标分值计算
• 4.3.5 研究区土壤质量评价
• 4.4 小结
• 5 土地复垦区土壤质量时空变异
• 5.1 研究区概况
• 5.2 土壤养分时空变异特征
• 5.2.1 土壤有机质时空变异
• 5.2.2 土壤碱解N 时空变异
• 5.2.3 土壤有效P 时空变异
• 5.2.4 土壤速效K 时空变异
• 5.2.5 土壤pH 时空变异
• 5.2.6 土壤EC 时空变异
• 5.2.7 土壤容重时空变异
• 5.3 复垦土壤综合质量评价
• 5.3.1 评价指标的选取
• 5.3.2 指标权重的确定
• 5.3.3 指标隶属度计算
• 5.3.4 复垦土壤质量评价
• 5.4 小结
• 6. 土壤改良措施
• 6.1 提高土地肥力的措施
• 6.1.1 客土改造
• 6.1.2 培肥地力
• 6.1.3 实行水保耕作法
• 6.1.4 搞好农田基本建设
• 6.1.5 调整农业生产结构
• 6.2 整理土壤盐渍化的防治
• 6.2.1 工程措施
• 6.2.2 化学改良措施
• 6.2.3 生物措施
• 6.3 土壤压实的避免措施
• 6.3.1 避免土壤高湿度机耕作业
• 6.3.2 少耕耕作
• 6.3.3 向土壤中增施有机质
• 6.3.4 轮作
• 6.3.5 变换耕作深度
• 6.3.6 控制轮迹
• 6.3.7 深耕
• 7. 主要成果与创新
• 7.1 主要成果
• 7.2 主要创新之处
• 7.3 存在问题与展望
• 主要参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间取得的主要学术成就