濱海土壤養(yǎng)分特性與棉花產(chǎn)量的空間回歸及管理分區(qū)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是我國現(xiàn)代化發(fā)展的基礎，關系到國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會的穩(wěn)定。土壤是農(nóng)業(yè)的根本，了解不斷變化的土壤狀況是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的基礎。土壤是一形態(tài)和演化過程都極其復雜的綜合體。土壤屬性不僅存在空間變異性，還存在空間相依性。這些性質(zhì)對農(nóng)田土壤、農(nóng)田水利、精確農(nóng)業(yè)等學科的前沿發(fā)展具有不可忽視的推動作用。自空間分析方法被提出以來，土壤空間變異性和相依性的研究一直是學術(shù)界共同關注的熱點。浙江省海涂資源十分豐富，自新中國成立以來已新圍墾海涂240萬

2、余畝，成為重要的糧、棉、水產(chǎn)品和瓜果等商品生產(chǎn)基地，對于緩解該省人多地少的矛盾具有重要意義。由于海涂區(qū)土壤主要由近代河海沉積物堆積而成，圍墾的海涂區(qū)土壤普遍存在著鹽堿重、基礎肥力差、有效養(yǎng)分含量不高等問題，另外加上海涂區(qū)淡水資源緊張，又處于臺風多發(fā)區(qū)，造成圍墾區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量不高，土壤產(chǎn)出率低，農(nóng)民經(jīng)濟效益不理想。為了促進海涂區(qū)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，提高土壤養(yǎng)分資源的利用效率，減少化肥施用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，以及增產(chǎn)增收，有必要掌握土

3、壤養(yǎng)分資源的數(shù)量和轉(zhuǎn)化規(guī)律，弄清土壤養(yǎng)分特性對棉花產(chǎn)量的影響，對海涂區(qū)土壤進行科學的管理分區(qū)。
　　 本研究針對傳統(tǒng)計分析在空間地理數(shù)據(jù)或現(xiàn)象分析中存在的明顯局限性，采用考慮了土壤養(yǎng)分特性空間變異性和相依性的空間分析法，通過Moran’sl和LM檢驗法比較空間延遲模型和空間誤差回歸模型的穩(wěn)健性，并選取空間延遲模型對海涂區(qū)實驗田塊的土壤養(yǎng)分特性和棉花產(chǎn)量進行回歸分析。采用7個和4個土壤屬性變量進行傳統(tǒng)回歸的模型擬合度分別為44.2

4、4％和40.54％，相應的空間回歸模型的擬合度分別為55.33％和51.99％。結(jié)果顯示，空間回歸模型具有更高的擬合度。對回歸模型殘差進行逆距離權(quán)重插值，發(fā)現(xiàn)空間回歸和傳統(tǒng)回歸的殘差分布具有較高的一致性，并且符合土壤養(yǎng)分分布情況。選取對作物產(chǎn)量影響較大的速效鉀、有機質(zhì)、陽離子交換量、全氮，并引入EM38大地電導儀，得到526個采樣點的土壤表征電導率ECa。綜合運用采樣點數(shù)據(jù)的克里格插值圖進行主成分分析，提取累積貢獻率為99.99％的前兩

5、個主成分，運用模糊c-均值聚類法來劃分管理分區(qū)，提供了模糊性能指數(shù)(FPI)和歸一化分類熵(NCE)作為最佳分區(qū)數(shù)目的評價指標。另外，運用了模糊K-均值分類法進行管理分區(qū)。兩種分類方法的分區(qū)結(jié)果具有高度的一致性，研究區(qū)的最佳分類數(shù)為2。最后通過均值比較對分區(qū)結(jié)果進行驗證。結(jié)果表明，分區(qū)不但具有很好的空間連續(xù)性，而且不同分區(qū)內(nèi)土壤的理化特性及棉花產(chǎn)量數(shù)據(jù)之間也存在著顯著差異。研究得到的農(nóng)業(yè)管理分區(qū)可以指導精確施肥和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，提高海涂圍