基于GIS的土壤養(yǎng)分情況分析

1、    基于gis的土壤養(yǎng)分情況分析    劉志蓮摘 要 土壤的形態(tài)和內(nèi)容的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都非常復(fù)雜，在形成的過(guò)程中受物理、化學(xué)等各方面因素的影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類活動(dòng)變得異常劇烈，因而也使土壤的某些性質(zhì)發(fā)生了變化，如土壤的變異性等。正是因?yàn)橥寥赖膬?nèi)部活動(dòng)非?；钴S，所以對(duì)土壤性質(zhì)的研究就顯得很復(fù)雜、很困難，而土壤養(yǎng)分又是土壤的重要組成部分和植物營(yíng)養(yǎng)元素的重要源泉?；诖耍骄客寥纼?nèi)部的變化規(guī)律，以及對(duì)土壤內(nèi)部的成分進(jìn)行分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞 gis技術(shù)；土壤養(yǎng)分；空間分布：s158 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：b doi：10.19415/ki.1673

2、-890x.2018.17.1011 gis技術(shù)gis技術(shù)是一種用于分析信息的一種工具，與計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切，能夠?qū)⒉煌δ艿臄?shù)據(jù)庫(kù)合成在一起1。gis技術(shù)之所以能夠在社會(huì)生活中得到廣泛運(yùn)用，是因?yàn)樗哂袑?duì)信息，尤其是對(duì)空間信息的特殊分析功能。除此之外，gis技術(shù)在自然科學(xué)等多方面也應(yīng)用廣泛，比如環(huán)境工程、生物科學(xué)等各個(gè)方面的環(huán)境檢測(cè)、土壤分析等。2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1 研究區(qū)域概況以云南省德宏傣族景頗族自治州作為試驗(yàn)樣品采集地，該地區(qū)的氣候比較濕潤(rùn)，每年的平均降水量大約在643 mm，每年的平均溫度大約在11 ，每年的平均日照時(shí)間大約有2 554 h，主要的土壤類型有沼澤地等。該地區(qū)有小麥、玉米等主

3、產(chǎn)糧食作物。2.2 樣品采集試驗(yàn)所需要采集的土樣空間為020 cm，所采集的樣本之間的間距在350 cm左右，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于土樣的采集，一定要集中在典型地塊區(qū)域，在采集土樣的過(guò)程中，可以用一些比較精密的高端設(shè)備進(jìn)行定位、記錄和分析。采樣過(guò)程中還需注意的就是人口特別集中的居民點(diǎn)是不能進(jìn)行樣品采集的。2.3 試驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在試驗(yàn)中，如果要對(duì)有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)，可以利用k2cr2o7溶液和h2so4溶液按照一定的配比混合，采用油溶法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)有效磷，可以利用nahco3提取易于溶解于水中的有效磷，再用鉬銻抗比色法對(duì)提取出來(lái)的有效磷的含量進(jìn)行比較精準(zhǔn)的檢測(cè)；檢測(cè)速效鉀，可以用ch

4、3coonh4提取速效鉀，然后再用火焰光度法對(duì)速效鉀的含量進(jìn)行一個(gè)精準(zhǔn)測(cè)定。試驗(yàn)完成之后，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的變量，運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來(lái)進(jìn)行具體的分析和研究。地統(tǒng)計(jì)、kriging插值和圖形繪制在arcgis 9.0軟件中完成。3 試驗(yàn)結(jié)果和分析根據(jù)土壤內(nèi)部成分的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系，對(duì)土壤里面存在的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)成分做一個(gè)粗略的評(píng)估。根據(jù)評(píng)估結(jié)果可以得出，采樣區(qū)域的土壤里面的有機(jī)物的含量比較高，為2.585 g·kg-1，所采取的所有土壤樣本里面的有機(jī)質(zhì)含量?jī)H有28 g·kg-1。有效磷含量的變化范圍也比較大，為8.442.8 mg·kg-1，所采取的所有土壤樣本的有機(jī)磷平均含量

5、為23 mg·kg-1，速效鉀的含量變化差異也比較大。通過(guò)變異系數(shù)的大小變化，能夠觀察到樣本內(nèi)部之間的變化，如表1所示。通過(guò)變異系數(shù)的大小變化，能夠觀察到樣本內(nèi)部的變化。3.1 正態(tài)分布性檢驗(yàn)由于整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程非常復(fù)雜，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)的分析方面，所獲得的樣本數(shù)據(jù)必須符合正態(tài)分布，所以要對(duì)試驗(yàn)中所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保它們符合正態(tài)分布。這個(gè)地方可以采用k-s檢驗(yàn)法，如表2所示。3.2 耕層土壤有機(jī)質(zhì)和土壤質(zhì)地的關(guān)系分析通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，采樣區(qū)域的土壤里面的某些有機(jī)物的含量在減少，表現(xiàn)得最為明顯的就是黏質(zhì)向砂質(zhì)轉(zhuǎn)變。在所采取的土樣之中，粘質(zhì)、中壤質(zhì)以及輕壤質(zhì)的平均含量大于15 g

6、83;kg-1，在土壤有機(jī)物中，黏土的含量最高，平均高達(dá)37.9 g·kg-1，而砂質(zhì)土的平均含量算是最低的了，僅有12.1 g·kg-1。從分析中可以看出，砂質(zhì)土壤、沙壤質(zhì)土壤的通透性很大，而且它們之中的有機(jī)物也很容易發(fā)生分解，因而無(wú)法使有機(jī)物得到聚斂。3.3 耕層土壤有機(jī)質(zhì)的時(shí)空變異分析通過(guò)對(duì)采樣區(qū)不同年份的化驗(yàn)數(shù)據(jù)分別做一個(gè)kriging插值，然后進(jìn)行試驗(yàn)分析可以看出，自1982年全國(guó)土壤普查以來(lái)，該采樣區(qū)耕地區(qū)域的土壤成分發(fā)生了很大的變化，土壤里面的有機(jī)物的含量在不斷上升。調(diào)查得知，20世紀(jì)70年代該地區(qū)耕作方式比較落后，農(nóng)作物種植收獲之后剩下的秸稈并沒(méi)有被回收，只

7、是被當(dāng)作廢棄物丟掉，但是耕地靠使用有機(jī)肥來(lái)維持營(yíng)養(yǎng)成分。20世紀(jì)90年代的時(shí)候通常采取秸稈還田等措施，使有機(jī)肥不斷積累。近年來(lái)，有機(jī)肥使用數(shù)量減少，并且通過(guò)“過(guò)腹還田”技術(shù)更是提高了有機(jī)肥的含量。具體分析結(jié)果如表3所示。3.4 耕層土壤有效磷含量和土壤質(zhì)地的關(guān)系通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，土壤里面的有效磷只是在黏質(zhì)中的含量比較低，在別的土壤之中沒(méi)什么比較大的差異，且土壤有效磷與土壤質(zhì)地、成土母質(zhì)并沒(méi)有太大關(guān)系。3.5 耕層土壤有效磷的時(shí)空變異通過(guò)試驗(yàn)，對(duì)土壤采樣區(qū)域不同年份所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，這個(gè)地區(qū)土壤成分發(fā)生了很大變化，土壤有效磷呈上升趨勢(shì)。分析得知主要是這幾年該地區(qū)大力

8、推廣過(guò)磷酸鈣等化學(xué)肥料，從而提高了耕地中有效磷的含量，進(jìn)而改善了土壤肥力，為農(nóng)作物種植提供了充足的營(yíng)養(yǎng)。土壤有效磷的時(shí)空變異如表4所示。3.6 土壤速效鉀含量與土壤質(zhì)地的關(guān)系通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，采樣區(qū)的土樣中，砂質(zhì)中的速效鉀的含量比黏質(zhì)中的速效鉀含量少。從表5可以看出，可以看出土壤質(zhì)地、成土母質(zhì)決定了土壤中速效鉀的多少。3.7 耕層土壤速效鉀的時(shí)空變異通過(guò)試驗(yàn)分析可以看出，采樣區(qū)的土壤里面的有機(jī)物含量發(fā)生了巨大的變化，尤其是速效鉀的含量一直在不斷減少。由表6可知，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)民對(duì)鉀肥使用不足。4 結(jié)語(yǔ)據(jù)試驗(yàn)調(diào)查以及具體的試驗(yàn)分析中可以看出，不同年份的土壤之中，不同的有機(jī)物含量發(fā)生了明顯轉(zhuǎn)變，尤其是土壤中有效磷和有機(jī)物的含量，隨著年份的遞增含量也在不斷增加。從研究調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)土壤里面有效磷等的含量主要受人類生活的影響才發(fā)生變化。例如，不同的耕作方式會(huì)影響土壤養(yǎng)分含量，而土壤速效鉀的的含量有所下降，時(shí)空變異逐年遞減，是因?yàn)殁浄适褂貌蛔?。由此可見(jiàn)，該地區(qū)要想改善土壤養(yǎng)分情況，就要采取多種方式使土壤里面的各種養(yǎng)分達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，比如