不同成土母質(zhì)條件下土壤養(yǎng)分空間變異研究.pdf

1、本文在地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System，GIS)技術(shù)支持下，以重慶市梁平縣的糧食主產(chǎn)區(qū)作為研究對象，結(jié)合成土母質(zhì)因素(新沖積物，沙溪廟組和遂寧組)，分析土壤養(yǎng)分的空間變異性特征，利用平均預(yù)測誤差MPE(Mean prediction error)和均方根預(yù)測誤差RMSPE(root mean squared prediction error)兩個指標對土壤養(yǎng)分空間分布插值結(jié)果進行精度比較，探討

2、在考慮土壤母質(zhì)條件下與不考慮土壤母質(zhì)條件下，土壤養(yǎng)分空間插值精度，為研究土壤養(yǎng)分空間分布提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)在不考慮土壤母質(zhì)情況下，對研究區(qū)730個土壤樣品養(yǎng)分進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序為土壤磷＞氮＞鉀＞有機質(zhì)。在各土壤養(yǎng)分含量的空間變異性結(jié)構(gòu)中，土壤有機質(zhì)的變程最大，為50940m，其次為土壤氮、鉀和磷，其變程分別為21480m、2910m和1710m。土壤養(yǎng)分中土壤磷的塊金值最?。?/p>

3、土壤氮的塊金值較大。從塊金系數(shù)來看，有機質(zhì)、土壤氮、土壤磷和土壤鉀的比值在25％到75％之間，說明四種均具有中等的空間相關(guān)性，其空間變異是由結(jié)構(gòu)性因素和人為因素共同影響的。
　　 (2)在考慮土壤母質(zhì)影響區(qū)域，土壤養(yǎng)分變異特征分析。
　　 ①新沖積物母質(zhì)區(qū)域。各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序為土壤磷＞土壤鉀＞土壤氮＞有機質(zhì)。在各土壤養(yǎng)分含量的空間變異性結(jié)構(gòu)中，土壤鉀含量的變程最大，為57240m，其次為土壤氮、磷和有機質(zhì)，其變程

4、分別為1320m、1520m和3240m。有機質(zhì)、土壤氮、土壤磷和土壤鉀的塊金系數(shù)分別為43.7％、35.4％、26.5％和29.8％，均在25％-75％之間，表明其空間變異是由結(jié)構(gòu)性因素和人為因素共同影響的。
　　 ②沙溪廟組母質(zhì)區(qū)域。各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序為土壤磷＞土壤鉀＞土壤氮＞有機質(zhì)。在各土壤養(yǎng)分含量的空間變異性結(jié)構(gòu)中，土壤有機質(zhì)含量的變程最大，為4560m，其次為土壤磷、鉀和氮，其變程分別為1080m、850m和73

5、0m。有機質(zhì)、土壤氮、土壤磷和土壤鉀的塊金系數(shù)分別為35.7％、36.1％、34.9％和30.8％，均在25％到75％之間，表明具有中等的空間相關(guān)性，其空間變異是由結(jié)構(gòu)性和隨機性因素共同作用的結(jié)果。
　　 ③遂寧組母質(zhì)區(qū)域。各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序為土壤磷＞土壤氮＞土壤鉀＞有機質(zhì)。在各土壤養(yǎng)分含量的空間變異性結(jié)構(gòu)中，土壤有機質(zhì)含量的變程最大，為27660m，其次為土壤氮、鉀和磷，其變程分別為2370m、1430m和1100m。從

6、C0/(C0+C)來看，土壤OM和土壤氮的塊金系數(shù)分別為17.2％和20.2％，小于25％，表明土壤屬性具有強烈的相關(guān)性；土壤磷和鉀的比值分別為41.7％和31％，在25％-75％之間，表明具有中等的空間相關(guān)性。
　　 (3)預(yù)測精度分析。當不考慮母質(zhì)因素時，土壤有機質(zhì)、氮、磷和鉀含量的平均預(yù)測誤差MPE為0.001424、0.149、0.1701和0.19968，標準化均方根預(yù)測誤差RMSPE分別是0.9108、0.8054、

7、0.8603和0.8811。在不同的成土母質(zhì)區(qū)，各養(yǎng)分的平均預(yù)測誤差MPE值要更小，標準化均方根預(yù)測誤差RMSPE指標RMSPE更接近于1。其中，在新沖積物母質(zhì)區(qū)域，土壤有機質(zhì)、氮、磷和鉀含量的MPE分別是-0.000941、0.01799、-0.1466和-0.1712，RMSPE分別是0.987、0.9712、1.048和0.9343；沙溪廟組母質(zhì)區(qū)域，土壤有機質(zhì)、氮、磷和鉀含量的MPE分別0.0009544、-0.02857、-0

8、.1682和-0.1741，RMSPE分別是1.057、0.9168、0.9837和1.028；遂寧組母質(zhì)區(qū)域，土壤有機質(zhì)、氮、磷和鉀含量的MPE是0.001404、0.02087、-0.1533和-0.1735，RMSPE分別是1.037、1.004、1.114、和1.023。因此，在該研究區(qū)域進行土壤養(yǎng)分空間預(yù)測插值時應(yīng)考慮土壤母質(zhì)因素的影響。
　　 (4)分別對研究區(qū)三種母質(zhì)土壤養(yǎng)分進行空間插值，將其結(jié)果進行拼接。結(jié)果表明