五華縣崩崗洪積扇土壤性質(zhì)空間變異性及肥力評(píng)價(jià)研究.pdf

1、崩崗是主要發(fā)生在我國(guó)南方熱帶、亞熱帶花崗巖丘陵區(qū)域的一種特有侵蝕類型，指山坡土體或者巖石風(fēng)化殼受沖刷而崩塌的現(xiàn)象，屬于水力—重力復(fù)合侵蝕。崩崗具有數(shù)量多、分布廣、發(fā)展迅速、侵蝕模數(shù)大等特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅耕地資源，惡化生態(tài)環(huán)境。洪積扇是崩崗侵蝕產(chǎn)生的大量洪積物的沉積區(qū)，導(dǎo)致土壤沙化嚴(yán)重甚至喪失耕性。隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的高度重視，崩崗洪積扇的研究和防治迫在眉睫。開(kāi)展崩崗洪積扇土壤性質(zhì)空間變異性及肥力評(píng)價(jià)研究可以為洪積扇區(qū)有效治理提供理論基礎(chǔ)

2、，對(duì)洪積扇沙化土壤合理培肥、耕作、決策耕地分級(jí)以及恢復(fù)與改良洪積扇農(nóng)田以實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)利用具有科學(xué)的實(shí)踐意義。
　　本文以廣東省五華縣源坑水崩崗洪積扇為研究對(duì)象，在野外實(shí)地調(diào)查和測(cè)量取樣的基礎(chǔ)上開(kāi)展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和分析，在地理信息技術(shù)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、分形理論、層次分析法(AHP)及相關(guān)軟件支持下，開(kāi)展洪積扇土壤理化性質(zhì)、分形特征和肥力質(zhì)量的空間變異性研究以及養(yǎng)分空間輸移模型建立。主要結(jié)論如下:
　　(1)該洪積扇土壤顆粒組成中以砂粒

3、的平均含量最高，粘粒含量最低，養(yǎng)分狀況亦處于極低水平。相比對(duì)照農(nóng)田，土壤質(zhì)地較粗，飽和含水量和毛管孔隙度較小，通氣孔隙度和飽和導(dǎo)水率較大，土壤各養(yǎng)分含量均大幅度降低，土壤酸度較大。就變異性而言，除土壤pH屬于弱變異性以外，其它土壤性質(zhì)均為中等變異。就相關(guān)性而言，土壤物理性狀、養(yǎng)分含量和粉粒含量各性質(zhì)均分別與粘粒和砂粒表現(xiàn)為極顯著的相關(guān)關(guān)系;有機(jī)質(zhì)與其它養(yǎng)分含量均呈極顯著正相關(guān)，各養(yǎng)分性質(zhì)之間也都存在顯著性以上的正相關(guān)性;土壤pH與砂粒含

4、量以及陽(yáng)離子交換量呈極顯著相關(guān)，與其它土壤性質(zhì)也存在顯著的相關(guān)性。
　　(2)根據(jù)交叉驗(yàn)證法誤差最小原則，粘粒、粉粒、砂粒、飽和含水量、通氣孔隙度、飽和導(dǎo)水率、全氮、全磷、全鉀以及陽(yáng)離子交換量運(yùn)用高斯模型擬合、毛管孔隙度運(yùn)用指數(shù)模型擬合、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀以及pH運(yùn)用球形模型進(jìn)行擬合時(shí)決定系數(shù)最高，擬合效果最佳。該洪積扇土壤各理化性質(zhì)均具有極強(qiáng)的空間自相關(guān)性，變異性主要受巖石母質(zhì)、地形、降雨等非人為決定的結(jié)構(gòu)性因素影響

5、，空間變異范圍在32.94～61.00m之間，變異較為顯著。該洪積扇土壤性質(zhì)經(jīng)克里格插值得到的空間分布規(guī)律明顯，且與相關(guān)性分析結(jié)論一致。由扇頂至扇緣，土壤粘粒、粉粒、飽和含水量和毛管孔隙度呈凸向扇緣規(guī)則帶狀遞增趨勢(shì);砂粒、通氣孔隙度和飽導(dǎo)水率呈帶狀遞減趨勢(shì);土壤酸堿度由強(qiáng)酸性變?yōu)樗嵝?各養(yǎng)分含量逐漸增加，其中，有機(jī)質(zhì)、全磷、速效鉀和陽(yáng)離子交換量呈凸向扇緣帶狀空間分布規(guī)律，而土壤全氮、全鉀、堿解氮、速效磷含量空間分布較不規(guī)則，在不規(guī)則帶狀

6、分布趨勢(shì)下有斑塊狀零散分布其中。
　　(3)該洪積扇分形維數(shù)分布在2.496～2.825范圍內(nèi)，均值為2.669，塊金系數(shù)遠(yuǎn)小于10％，變程為44.444m。分形維數(shù)與粘粒、粉粒及各養(yǎng)分含量呈正相關(guān)關(guān)系，與砂粒含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且均具有極顯著的線性關(guān)系，其中洪積扇土壤顆粒分形維數(shù)受土壤粘粒含量影響最大，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.969，因此土壤分形維數(shù)能夠有效反映土壤質(zhì)地水平以及肥力質(zhì)量。其空間變化特征與粘粒、粉粒和各養(yǎng)分含量大致相同，與

7、砂粒相反，在扇頂附近最小，在扇緣附近最大，自扇頂至扇緣呈凸向扇緣規(guī)則帶狀遞增趨勢(shì)。
　　(4)該洪積扇土壤肥力質(zhì)量較差，綜合肥力指數(shù)(IFI)在0.089～0.637之間，均值為0.237，由扇頂至扇緣呈帶狀遞增的趨勢(shì)。肥力水平以五級(jí)為主，面積達(dá)到55.98％。其次是四級(jí)和三級(jí)地，面積所占比例分別為33.84％、10.18％。扇頂附近沙化最為嚴(yán)重，肥力指標(biāo)小于0.2，隨著與扇頂距離的增加肥力質(zhì)量提高，扇緣中間部分肥力質(zhì)量最高，肥力

8、指數(shù)在高于0.6。
　　(5)該洪積扇高程范圍在207.039～208.548m之間，扇頂最高，扇緣附近最低，由扇頂?shù)缴染壐叱坛释瓜蛏染壔⌒芜f減。洪積扇相對(duì)高程和距扇頂距離與土壤各養(yǎng)分含量均具有極顯著相關(guān)性，隨著高程的降低，養(yǎng)分含量逐漸增加，隨距扇頂距離的增加，養(yǎng)分含量增加。在洪積扇范圍內(nèi)，地形和徑流對(duì)養(yǎng)分含量產(chǎn)生整體輻射變化的影響，以距扇頂距離、相對(duì)高程和分形維數(shù)為變量擬合養(yǎng)分預(yù)測(cè)方程的決定系數(shù)R2均達(dá)到0.663以上，誤差均小