研究人員在使用土壤養(yǎng)分速測儀測試土壤肥料養(yǎng)分含量的試驗分析數據的基礎上,運用GIS技術,利用地統(tǒng)計學方法所得到的結論,對于紫色土丘陵地區(qū)的土壤養(yǎng)分變異規(guī)律特點的研究有一定的參考價值,并對于今后采樣點的設置提出了一些自己的看法。
?。╨)養(yǎng)分的變異系數范圍在12.9%、106%之間,*磷的變異系數zui高為106%,有效鐵的變異系數也較高,為98.5%,pH值的變異系數zui低,為12.9%,其它大多數養(yǎng)分的變異系數屬中等變異強度。在分布類型上,除*磷、全磷、有效鐵為對數正態(tài)分布外,其余全為正態(tài)分布。
?。?)12種(除全氮)土壤養(yǎng)分在一定的范圍內觀測值之間存在著空間相關性,即存在空間變異結構特征。全氮的空間變異與間距無關,說明對于全氮,采樣間距應小于50m。除全氮外,其它12種土壤養(yǎng)分的空間變異隨間距增大而增大,亦即半方差隨空間距離增加而增加,且有基臺值,這說明在50m的采樣間距內,采樣點的測定值是空間相關的。在今后研究土壤養(yǎng)分空間變異結構時,對于采樣點的設置,不僅要在大尺度上采樣觀測,還應同時在小尺度上進行套合取樣,這樣才能更加準確地了解區(qū)域化變量在不同尺度上的變異特征。利用Gls的圖形數據與屬性數據相聯的特性,進行隨機采樣,樣點對之間的距離可很方便地測量出。這樣,克服了用網格法采樣時,樣點數過多,工作量過大的弱點。土壤養(yǎng)分各向異性分析的結果,為今后采樣點的設置也提供了一定的依據,在不同的方向上采樣密度也應有所不同。在小尺度距離上相對要多一點,在大尺度距離上相對少一點,這樣才能保證在變程a范圍內的變異函數值能準確反映區(qū)域化變量的空間變異性。
?。?)根據半方差圖,確定各種土壤養(yǎng)分的理論模型,并進行參數的*估計。各向同性分析的結果表明,變異函數的理論模型主要有球狀模型、指數模型、高斯模型和孔穴效應模型;全氮存在純塊金效應;各種土壤養(yǎng)分要素(除全氮外)的變程在270m一770m之間;塊金值都較小:塊金值與基臺值之比大多在25%~75%之間(除*鉀外),說明都具有中等的空間相關性,這些性質的變化都是結構性因素和隨機性因素共同作用的結果。各向異性分析的結果表明,除全氮外,12種土壤養(yǎng)分在不同方向上具有明顯的各向異向結構特征,其中,有機質和*磷為典型的幾何異向性,其它則同時具有幾何異向性和帶狀異向性。
(4)由于大部分土壤養(yǎng)分存在空間變異結構,可用普通克立格法和對數正態(tài)克立格法繪制等級圖,分級的標準采用第二次土壤普查資料中土壤理化性狀的全國統(tǒng)一分級標準。從土壤養(yǎng)分的插值圖中可知,pH值由東到西逐漸增高,微酸性土和中性土的面積占總面積的91.5%;陽離子交換量和微量元素的空間變異規(guī)律與pH值的空間變異規(guī)律較為一致;有機質含量在研究區(qū)的東北部和南部較高,而且有機質和氮的空間變異趨勢較一致。全氮和堿解氮主要在研究區(qū)的東南部含量較高,全磷和*磷在研究區(qū)的北部和中部偏南含量較高,全鉀和*鉀則在研究區(qū)的北部和西南部含量較高,可以看出全量養(yǎng)分和*養(yǎng)分在空間分布上有著一定的相關性。Kriging插值結果進一步表明土壤表層養(yǎng)分含量具有高度的空間異質性,決定了空間格局的存在。養(yǎng)分含量的斑塊(Patch)的大小、形狀及空間分布等具有顯著的差異,但是不論在什么方向上,養(yǎng)分含量由低到高的分布梯度的規(guī)律總是存在的。這種養(yǎng)分空間分布的特征與紫色土壤在不同空間位置上的各種土壤發(fā)生過程(物理、化學、生物等)有著重要的。13種土壤養(yǎng)分的插值圖和它們的分級面積統(tǒng)計表,能對土壤養(yǎng)分的豐缺狀況有整體的了解。
運用Gls技術,利用地統(tǒng)計學方法,用Kriging*內插法繪制各種養(yǎng)分的等級圖,可以更加準確和直觀地了解整個研究區(qū)域中各種土壤養(yǎng)分的空間分布狀況,為今后指導土壤養(yǎng)分的采樣設計及確定采樣密度,或進行空間內插和制圖奠定了基礎;建立了從觀測采樣、空間結構分析和空間局部估計成圖的一整套土壤養(yǎng)分空間變異性研究的技術體系:為制定合理的施肥措施,防止環(huán)境污染提供理論依據,并為農業(yè)的研究和實施也提供了一定的參考。