全 文 ：整治区植烟土壤养分空间变异及肥力
适宜性等级评价*
徐大兵1 摇 邓建强2 摇 刘冬碧1 摇 佀国涵1 摇 彭成林1 摇 袁家富1 摇 赵书军1 摇 王摇 瑞2**
( 1湖北省农业科学院植保土肥研究所, 武汉 430064; 2湖北省烟草公司恩施州公司, 湖北恩施 445000)
摘摇 要摇 采用地理信息系统(GIS)技术和地统计学方法,研究了湖北省恩施市“清江源冶现代
烟草农业科技园区、恩施城郊和利川柏杨基地单元新整治区域的土壤属性和速效养分空间变
异特征,并采用模糊数学法对其土壤肥力适宜性指数(SFI)进行评价.结果表明: 土地整治对
土壤速效磷含量的变异和空间分布的影响较大,这种影响程度可能与地形地貌特征和整治程
度有关;土地整治对土壤 pH值的影响较小,但是柏杨土壤酸化严重(pH<5. 5) . 77. 6%的城郊
土壤具有较低的 SFI,而柏杨和清江源分别仅有 17. 1%和 31. 4%的土壤具有较低的 SFI.柏杨
需要重点解决土壤酸化问题,城郊需要重点解决整个区域土壤培肥和肥力均衡化问题,而清
江源则需解决 SFI较低区域的培肥问题.
关键词摇 土壤养分特征摇 空间变异摇 土壤肥力适宜性等级摇 土地整治
文章编号摇 1001-9332(2014)03-0790-07摇 中图分类号摇 S158摇 文献标识码摇 A
Nutrient spatial variability of tobacco soil restoration area and fertility suitability level evalu鄄
ation. XU Da鄄bing1, DENG Jian鄄qiang2, LIU Dong鄄bi1, SI Guo鄄han1, PENG Cheng鄄lin1, YUAN
Jia鄄fu1, ZHAO Shu鄄jun1, WANG Rui2 ( 1Plant Protection and Soil Fertilizer Institute, Hubei Acade鄄
my of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China; 2Enshi Tobacco Company, Enshi 445000, Hu鄄
bei, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(3): 790-796.
Abstract: By using geographic information system technology (GIS) and geostatistics methods, this
paper studied the spatial variability of soil properties and available nutrients in the new regulation
area units located in Qingjiangyuan modern tobacco agriculture science and technology park (En鄄
shi, Hubei), suburb of Enshi City and the Baiyang base of Lichuan City, and further evaluation of
the soil fertility suitability index (SFI) was carried out by use fuzzy mathematics. The results indi鄄
cated that the effects of land restoration on the soil available phosphorus content variability and spa鄄
tial distribution were very obvious, possibly due to the landform characteristics and restoration ex鄄
tent. The effect of land restoration on soil pH was small, however, serious soil acidification was de鄄
tected in the soil sampled from Baiyang (pH<5. 5). Low SFI was found in 77. 6% , 17. 1% and
31. 4% of the soils taken from the suburb, Baiyang and Qingjiangyuan, respectively. In conclu鄄
sion, attentions should be paid on soil acidification in Baiyang, soil fertility and equalization in the
suburb, and soil fertility in the region of Qingjiangyuan with low SFI.
Key words: soil nutrient characteristics; spatial variability; soil fertility suitability level; land res鄄
toration.
*湖北省烟草公司科技专项(027Y2012鄄089)和湖北省农业科技创
新项目(2011鄄620鄄003鄄03鄄05)资助.
**通讯作者. E鄄mail: 100689575@ qq. com
2013鄄06鄄13 收稿,2013鄄12鄄16 接受.
摇 摇 采用地统计学方法可以准确地了解土壤属性和
速效养分的空间分布特征及其变异规律,对农业生
产中的土壤改良、精准施肥,以及农产品的高产优质
和高效生产都具有重要意义[1] . 目前,地理信息系
统(GIS)技术与地统计学方法在农业生产中尤其是
在精准施肥等方面得到了越来越广泛的应用[2-5],
而且这方面的研究主要集中在长期耕作或者生产利
用的土地上[6-7],但是有关土地整治区域精准施肥
方面的报道较少.
近年来,随着现代烟草农业建设的推进,对分散
种植的烟田进行综合整治,在全国范围内建立了一
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 3 月摇 第 25 卷摇 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Mar. 2014, 25(3): 790-796
大批现代烟草农业基地单元,且已初步彰显成效.然
而,对植烟土壤进行翻压和客土填埋,导致土壤结
构、土壤肥力和土壤生态环境都发生了较大的变化,
在一定程度上限制了土壤综合生产能力的提高. 调
查整治区域土壤养分特征其及空间变异性、评价其
土壤肥力状况成为基地建设首要解决的问题之一.
湖北省恩施州作为全国烟叶重点生产区和最大的白
肋烟生产和出口基地,烟叶常年种植面积 40000
hm2,目前土地整治区面积已达烟叶种植总面积的
15%以上,因此,整治区土地质量的好坏在很大程度
上关系到产区烟叶生产的可持续发展.
本文采用 GIS 与地统计学相结合的方法,以湖
北省恩施“清江源冶现代烟草农业科技园区、恩施市
城郊和利川市柏杨现代烟草农业基地单元新整治的
部分区域为例,研究其土壤属性与速效养分的空间
变异特征及肥力适宜性等级状况,揭示其空间变异
规律,为土地整治区内烟草精准施肥和地力培育提
供依据,并通过施肥等农艺措施,实现今后同一个基
地单元土壤属性与速效养分的相对统一管理,以及
不同基地单元土壤属性与速效养分的差异性管理.
1摇 研究区域与研究方法
1郾 1摇 研究区域概况
恩施州位于湖北省西南部(108毅23忆12义—110毅
38忆08义 E,29毅07忆10义—31毅24忆13义 N),地处湘、鄂、渝
三省市交汇处,平均海拔 1000 m 以上. 该地区属于
亚热带季风性山地湿润气候,小气候特征明显,垂直
差异突出.全州年均气温 7. 8 ~ 17. 4 益,全州年平均
日照时数为 1160 ~ 1600 h,年降雨量在 1118 ~ 1900
mm.实有耕地面积 26. 2 万 hm2,林地面积 140. 7 万
hm2 .恩施州系岩溶地貌发育,山间多陷落盆地,土
壤类型复杂,有黄壤、棕壤、红壤、黄棕壤、紫色土、石
灰土、草甸土、沼泽土、潮土和水稻土等 19 个土类.
恩施州烟区主要分布在海拔 600 ~ 1400 m 区域,黄
棕壤、黄壤和棕壤为主要植烟土壤.烟叶常年种植面
积 4 万 hm2,是全国烟叶重点生产区和最大的白肋
烟生产和出口基地.
1郾 2摇 土壤样品采集及分析
根据典型区域土壤的微域环境特征与生产上的
可操作性,参照《土地开发整理项目规划设计规范》
(TD / T 1012—2000) [8]和《湖北省基本农田土地整
理项目工程设计标准》 [9]等相关技术标准,在恩施
州烟区分别选择 2011 年新整治的“清江源冶现代烟
草农业科技园区、恩施市城郊现代烟草农业基地单
表 1摇 土地整治前研究区土壤基本化学性状
Table 1 摇 Basic chemical properties of the soil before land
restoration
指标
Index
清江源
Qingjiangyuan
城摇 郊
Suburb
柏摇 杨
Baiyang
pH 6. 40 6. 50 5. 00
有机质
Organic matter (g·kg-1)
16. 43 13. 60 18. 54
碱解氮
Alkali鄄hydrolyzable N (mg·kg-1)
100. 36 90. 45 131. 24
速效磷
Available P (mg·kg-1)
40. 76 17. 52 32. 70
速效钾
Available K (mg·kg-1)
168. 00 145. 78 189. 32
元刘家峁方家峁土地整治区和利川市柏杨现代烟草
农业基地单元柴林示范区(分别简称清江源、城郊
和柏杨)为研究区域,其土壤类型均为石灰岩山地
黄棕壤(中国分类系统中简称铁质湿润淋溶土),质
地为壤土和砂壤土. 3 个区域土壤基本性状见表 1.
摇 摇 根据清江源(为重度整治区域,面积 30 hm2,属
于典型山区地形,平均海拔 1200 m)和柏杨(为中度
整治区域,面积 25 hm2,地势相对平坦,海拔 1000 ~
1300 m)基地单元内自然田块边界、地块整治程度
以及微域内土壤肥力等因素划分田块,并在每个田
块内采集土壤样品(样点数分别为 87 和 41 个).方
法是在田块内均匀采集 15 ~ 20 个样点的 0 ~ 20 cm
耕层土壤组成代表该地块的混合样本,并记录地块
中心点的 GPS坐标,使土壤样品的编号与地块编号
一一对应.在城郊(为重度整治区域,面积 17 hm2,
属于典型山区地形,平均海拔 600 m)基地单元内
(样点数为 58 个),采用“网格法冶取土壤样品,网格
间距 50 m.方法是在以网格点为圆心、5 m为半径的
范围内采集 15 ~ 20 钻 0 ~ 20 cm耕层土壤组成代表
该点的混合样本,并获得各点经纬度.各基地单元采
样点分布见图 1,A图中间空白处为林地或非烟田.
摇 摇 测定方法:土壤 pH值采用玻璃电极法,有机质
采用重铬酸钾氧化法,速效磷和速效钾分别采用钼
锑抗比色法和火焰光度法,碱解氮采用碱解扩散
法[10] .
1郾 3摇 数据处理
采用域法识别特异值,即平均值依3 倍标准差去
除异常值,在此区间以外的数据均定为特异值,然后
分别用正常最大值和最小值代替特异值.采用 SPSS
13. 0 软件对土壤属性与速效养分含量数据进行描
述性统计分析.采用地统计学软件 GS+7. 0 对数据
进行半方差函数计算和模型拟合,半方差函数是描
述土壤性质空间变异的一个函数,反映不同距离观
1973 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 徐大兵等: 整治区植烟土壤养分空间变异及肥力适宜性等级评价摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 土壤样点分布图
Fig. 1摇 Distribution of soil samples.
A: 清江源 Qingjiangyuan; B: 城郊 Suburb; C: 柏杨 Baiyang.下同 The same below.
测值之间的变化.模型的选择取决于变异函数理论
模型的拟合参数,首先考虑决定系数(R2),其次是
残差(RSS),具体参考张淑娟等[11]和李强等[12]的方
法.变异函数理论模型的决定系数采用 F 检验,计
算公式为:
F = R
2
(1 - R2)
伊 N - k(k - 1)
式中:N为取样点数;k 为回归模型中自变量的个
数;R2为决定系数.
在 ArcGIS 9. 3 平台上进行 Kriging 插值和图形
的编辑,制作土壤肥力适宜性等级空间分布图.
Kriging插值方法:
Z(x0) =移
n
i = 1
姿 iZ(xi)
式中:Z(x0)是在未经观测的 x0点上的内插估计值;
Z(xi )是在点 x0附近的若干观测点上获得的实
测值.
1郾 4摇 模糊综合评价方法
植烟土壤肥力适宜性等级评价采用模糊数学隶
属函数的数学模型进行. 根据生产实践和陈海生
等[13]的研究结果,选择土壤 pH、有机质、碱解氮、速
效磷和速效钾作为评价因子,并采用相关系数法确
定各因子权重.依据模糊数学原理构建土壤属性和
速效养分指标的隶属函数,计算各土壤属性和速效
养分指标的隶属度,再利用公式计算土地整治区域
植烟土壤肥力适宜性等级评价指数,即土壤肥力适
宜性指数(soil fertility suitability index,SFI),计算公
式为:
SFIi =移
m
j = 1
WijNij( i = 1,2,…,n;j = 1,2,…,m)
式中:Nij和 Wij分别为第 i 个土壤样品的第 j 个土壤
属性或速效养分指标的隶属度值和相应的权重系
数[14-15] .
2摇 结果与讨论
2郾 1摇 整治区土壤属性与速效养分描述性统计
从表 2 可以看出,清江源和城郊土壤 pH 值均
在 6. 7 左右,而柏杨土壤 pH 均值只有 5. 0 左右.在
土地整治之前,柏杨原来是老烟区,常年植烟导致土
壤酸化严重,且已酸化的土层较深,使得土地整治后
土壤 pH值仍然较低.在 3 个区域之间,城郊土壤有
机质、碱解氮、速效磷及速效钾平均含量均最低,分
别比清江源和柏杨低 36. 5%和 28. 9% 、27. 8%和
27. 9% 、67. 9%和 76. 0%以及 17. 2%和 26. 2% .城
郊整体土壤肥力水平较低,主要是由于城郊是最新
完成的土地整治区,过去曾是一片林地,没有进行过
作物生产与施肥.
摇 摇 依据反映离散程度的变异系数大小,一般可将
土壤样品测定结果的变异程度分为 3 级:变异系数
小于 10%为弱变异性,介于 10% ~30%为中等变异
性,大于 30%为强变异性[16-17] .根据这一标准,3 个
基地单元即使在重新整理后,土壤 pH 值变异系数
均小于 10% ,说明土壤 pH 值是个很稳定的要素. 3
个区域土壤速效磷含量的变异系数均大于 30% ,说
明土地整治过程对土壤速效磷的影响较大,不同田
块的差异也较大.而对于有机质和速效钾含量而言,
不同区域土地整治过程的影响程度不一. 在本研究
中,3 个区域土壤属性和速效养分含量的变异系数
与前人研究的未整治区域的结果相近[12-13,18-19],甚
至更小,说明土地整治并没有造成土壤属性和速效
养分含量的较大差异.然而,平均值和变异系数只反
映研究区域的总体情况,而掩盖了具体位置的变化
信息,有必要进一步利用地统计方法进行分析.
2郾 2摇 整治区土壤属性与速效养分半方差分析
地统计学方法能定量地刻画土壤养分的随机
297 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 2摇 植烟土壤属性与速效养分含量描述性统计
Table 2摇 Descriptive statistics of tobacco soil property and available nutrient contents
区 域
Area
指摇 标
Index
最大值
Max.
最小值
Min.
平均值
Mean
标准差
SD
变异系数
CV (% )
清江源 pH 7. 1 6. 2 6. 8 0. 17 2. 6
Qingjiangyuan 有机质 Organic matter (g·kg-1) 27. 3 6. 9 15. 7 4. 42 28. 1
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N (mg·kg-1) 136. 0 46. 3 97. 8 22. 60 23. 1
速效磷 Available P (mg·kg-1) 75. 8 6. 2 28. 9 15. 10 52. 2
速效钾 Available K (mg·kg-1) 232. 0 84. 0 133. 0 34. 10 25. 7
城郊 pH 7. 4 6. 2 6. 7 0. 21 3. 1
Suburb 有机质 Organic matter (g·kg-1) 16. 8 5. 6 10. 0 3. 32 33. 2
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N (mg·kg-1) 103. 0 36. 0 70. 6 17. 60 25. 0
速效磷 Available P (mg·kg-1) 50. 2 0. 2 9. 3 11. 20 120. 0
速效钾 Available K (mg·kg-1) 243. 0 82. 0 110. 0 27. 10 24. 7
柏杨 pH 5. 4 4. 5 5. 1 0. 20 4. 6
Baiyang 有机质 Organic matter (g·kg-1) 19. 2 6. 3 14. 0 2. 60 18. 8
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N (mg·kg-1) 196. 0 56. 6 98. 0 27. 70 28. 3
速效磷 Available P (mg·kg-1) 64. 0 16. 6 38. 6 13. 10 33. 9
速效钾 Available K (mg·kg-1) 326. 0 64. 0 149. 0 57. 40 38. 6
表 3摇 土壤属性与速效养分含量半方差函数模型及其相关参数
Table 3摇 Semi鄄variogram models and related parameters of soil property and available nutrient contents
区域
Area
指 标
Index
模 型
Model
块金值
Nugget value
(C0)
基台值
Sill value
(C0 +C)
块金值 /
基台值
C0 /
(C0 +C)
(% )
变程
Range
(m)
决定系数
R2
F检验
F
test
清江源 pH 球状 Spherical 0. 00 0. 04 0. 3 146 0. 146 2. 2
Qingjiangyuan 有机质 Organic matter 指数 Exponential 2. 74 19. 30 14. 2 68 0. 206 3. 4
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N 线性 Linear 505. 00 622. 00 81. 3 1770 0. 193 3. 1
速效磷 Available P 高斯 Gaussian 90. 00 691. 00 13. 0 1654 0. 909 130. 0**
速效钾 Available K 球状 Spherical 739. 00 1479. 00 50. 0 1477 0. 899 116. 0**
城郊 pH 线性 Linear 0. 02 0. 04 38. 1 418 0. 504 13. 2**
Suburb 有机质 Organic matter 球状 Spherical 6. 84 13. 70 49. 8 537 0. 674 26. 9**
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N 线性 Linear 254. 00 330. 00 77. 0 418 0. 442 10. 3**
速效磷 Available P 高斯 Gaussian 52. 30 205. 00 25. 6 215 0. 877 92. 7**
速效钾 Available K 球状 Spherical 177. 00 1146. 00 15. 5 341 0. 725 34. 3**
柏杨 pH 球状 Spherical 0. 00 0. 05 4. 6 30 0. 000 0. 0
Baiyang 有机质 Organic matter 球状 Spherical 0. 01 7. 38 0. 1 57 0. 204 2. 6
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N 线性 Linear 833. 00 833. 00 100. 0 226 0. 000 0. 0
速效磷 Available P 球状 Spherical 76. 90 199. 00 38. 6 149 0. 582 13. 9**
速效钾 Available K 球状 Spherical 1425. 00 3807. 00 37. 4 179 0. 403 6. 8*
清江源和城郊半方差图中的点数均为 15 个,而柏杨只有 12 个 Sample number in Semi鄄variogram model of Qingjiangyuan and suburb both was 15,
while that of Baiyang was 12 . **F0. 01(15)= 8. 68;*F0. 05(15)= 4. 54;**F0. 01(12)= 9. 33;*F0. 05(12)= 4. 75.
性、结构性、独立性与相关性[16] .半方差函数是描述
土壤性质空间变异的一个函数,反映不同距离观测
值之间的变化.模型的选择取决于变异函数理论模
型的拟合参数,首先考虑决定系数(R2),其次是残
差(RSS) [20] .根据这些原则,对 3 个基地单元土壤
属性和养分含量选择了不同的变异函数模型. 从模
型的检验结果可以看出(表 3),城郊的土壤属性和
速效养分模型拟合效果最好,而清江源和柏杨的速
效磷和速效钾的拟合效果较好.
摇 摇 一般认为,C0 / (C0 +C)表示由随机因素所引起
的异质性占总的空间异质性的程度[20-23] .按照区域
化变量空间相关程度的分级标准[24],清江源土壤速
效磷和速效钾含量、城郊土壤有机质和速效磷含量
以及柏杨土壤速效磷和速效钾含量均具有中等或较
强的空间相关性,表明在土地整治后,同一区域内不
同田块的土壤属性和速效养分之间存在较大差异,
空间分布不均. 城郊土壤 pH 值和速效钾含量具有
中等的空间自相关性. 由于本研究对象是经过土地
整治的土壤而非长期生产利用的土壤[7,20],因此,土
地整治后影响土壤属性和速效养分含量空间相关性
3973 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 徐大兵等: 整治区植烟土壤养分空间变异及肥力适宜性等级评价摇 摇 摇 摇 摇 摇
强弱的因素较复杂,其中包括整治前土壤母质、地
形、人为因素和客土的性质,以及整治过程中的各种
工程措施.而且,目前关于土地整治后土壤属性和养
分含量空间变异的研究较少,给研究带来了诸多困
难.由于清江源与柏杨土壤 pH 值、有机质和碱解氮
含量模型的检验没有达到显著水平,不能用变异函
数理论解释.
最大相关距离(变程)反映了属性因子空间自
相关范围的大小[21],当土壤养分观测值之间的距离
大于该值时,说明它们之间是相互独立的;若小于该
值时,则说明它们之间存在一定的空间相关性[16] .
从表 3 可以看出,城郊土壤 pH 值、速效磷和速效钾
含量的最大相关距离较大,模型的拟合度较高,说明
其基本以大块状变异为主,分析这 3 个指标时的取
样数量可适当减少. 柏杨土壤速效磷和速效钾含量
的最大相关距离较小,但是模型的拟合度较高,说明
其基本以小块状变异为主.此外,柏杨速效磷和速效
钾含量在区域上变异较大(表 2),说明土地整治后
柏杨基地单元土壤速效磷和速效钾含量在较小的田
块之间具有较强的空间渐变性,在取样分析时需要
增加取样数量.对于土壤属性和速效养分含量的变
程而言,清江源>城郊>柏杨,可能是由于地形地貌
不同所致[18] .清江源区域田块呈狭长分布,地势高
低起伏,地形多变;城郊区域田块呈集中分布,地势
高低起伏;而柏杨区域也呈集中分布,地势平坦. 因
此,在土地整治过程中,应注意地形地貌对土壤属性
和速效养分含量的影响[25] .
2郾 3摇 整治区土壤肥力适宜性指数综合评价
2郾 3郾 1 评价指标的选择与权重确定 摇 通常,选取评
价土壤养分适应性指标应遵循主导性、系统性、独立
性、空间变异性和指标体系区域性等原则[12] .目前,
土壤肥力评价方法较多,但是不同评价方法的优劣
尚无定论.本研究根据前人研究结果和土地整治后
土壤速效养分分布特点,选取对烤烟生长发育影响
较大的 pH值、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾作
为评价指标,采用模糊综合评价法.为了排除人为因
素的影响,本研究中采用相关系数法确定评价指标
的权重[26] .
2郾 3郾 2 评价指标的隶属函数构建摇 本研究基于模糊
数学理论[27],根据恩施州土壤类型及整治后土壤质
量的变化,并参考相关文献,确定了各养分指标的函
数类型和转折点.将每个区域土壤属性和速效养分
含量的原始数据代入相应的隶属函数公式[12-13,15],
计算出整治后植烟土壤属性和速效养分的隶属度值
(表 4).
2郾 3郾 3 土壤肥力适宜性指数(SFI)及其分布特点 摇
从表 5 可以看出,土地整治后城郊基地单元 SFI 最
低,分别比柏杨和清江源基地单元下降了 117%和
108% ,且差异达到显著水平(P<0. 05).从变异系数
来看,3 个基地单元变异系数均小于 10% ,且均属于
较弱的变异. F检验结果表明,只有清江源 SFI 半方
差模型拟合较好,且 SFI等级块金系数大于 75% ,说
表 4摇 不同研究区域参评指标的权重
Table 4摇 Weight coefficients of evaluation indices in different regions
指 标
Index
函数类型
Function
type
拐点值 Turning point value
X1 X2 X3 X4
权重系数 Weight coefficient
清江源
Qingjiangyuan
城郊
Suburb
柏杨
Baiyang
pH 抛物线型 4. 5 5. 5 6. 5 7. 5 0. 093 0. 069 0. 161
有机质 Organic matter Parabola type 10 15 25 35 0. 194 0. 252 0. 182
碱解氮 Alkali鄄hydrolyzable N 75 90 120 150 0. 260 0. 239 0. 211
速效磷 Available P S型 10 25 0. 241 0. 274 0. 243
速效钾 Available K S type 120 190 0. 213 0. 167 0. 202
表 5摇 植烟土壤肥力适宜性指数描述性统计、半方差函数模型及其相关参数
Table 5摇 Descriptive statistics, semi鄄variogram model and related parameters of tobacco soil SFI
区域
Area
最小值
Max.
最大值
Min.
平均值
Mean
标准
偏差
SD
变异系数
CV
(% )
模型
Model
块金值
C0
基台值
C0 +C
块金值 /
基台值
C0 /
(C0 +C)
(% )
变程
Range
(m)
决定系数
R2
F检验
F
test
清江源 Qingjiangyuan 0. 17 0. 94 0. 67 0. 20 4. 1 线性 Linear 0. 039 0. 045 86. 0 1770 0. 17 2. 7
城摇 郊 Suburb 0. 11 1. 00 0. 32 0. 26 6. 6 高斯 Gaussian 0. 035 0. 095 37. 3 198 0. 84 66. 8**
柏摇 杨 Baiyang 0. 38 0. 90 0. 70 0. 12 1. 5 线性 Linear 0. 011 0. 017 65. 5 226 0. 27 3. 6
497 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 2摇 整治区域植烟土壤肥力适宜性指数的空间分布
Fig. 2摇 Spatial distribution of tobacco soil SFI in restoration regions.
明其空间相关性较弱.根据变程大小发现,不同田块
之间 SFI以小块状变异为主,且变异系数较小.
摇 摇 参考李强等[12]的 SFI分级及评价方法对 SFI进
行分级,共分为优(逸0. 8)、良好(0. 7 ~ 0. 8)、一般
(0. 6 ~ 0. 7)、中等(0. 5 ~ 0. 6)和差(<0. 5)5 个等级
(图 2).城郊 SFI等级分布不均匀,有 77. 6%的田块
SFI较差(SFI<0. 5);而柏杨和清江源分别有 82. 9%
和 68. 6%的 SFI 属于一般及以上等级(SFI逸0. 6),
其中清江源的等级分布相对均匀.
摇 摇 根据前面的结果可以看出,柏杨 SFI 较高,可能
是由于柏杨植烟历史较长,人为耕作、施肥等农艺措
施较频繁所致.但是柏杨土壤 pH 值较低,土壤酸化
问题需引起重视,可采用从源头上减少生理酸性肥
料的投入、增加土壤中带负电荷胶体数量和增加石
灰等碱性改良剂等措施. 城郊为土地整治新区,其
SFI较低,土壤地力培肥与土壤肥力均衡化是今后
一段时间内的努力方向,且需要重视有机肥的施用.
对于清江源,虽然其 SFI分布比较均匀,但是仍要注
意 SFI较低田块的培肥.
3摇 结摇 摇 论
土地整治对土壤速效磷含量的变异和空间分布
的影响较大,而这种影响程度可能与地形地貌特征
和整治程度有关. 城郊土壤有机质、碱解氮、速效磷
和速效钾含量均较低,77. 6% 的土壤具有较低的
SFI,而柏杨和清江源分别仅有 17. 1%和 31. 4%的
土壤具有较低的 SFI.因此,今后柏杨需要重点解决
土壤酸化问题,城郊需要重点解决整个区域土壤培
肥和肥力均衡化问题,而清江源则需注意 SFI 较低
区域的培肥问题.
参考文献
[1]摇 Pan C鄄Z (潘成忠), Shangguan Z鄄P (上官周平). Re鄄
view of the research on soil spatial variability. Ecology
and Environment (生态环境), 2003, 12 (3): 371 -
375 (in Chinese)
[2]摇 Liu Y (刘摇 杨), Sun Z鄄M (孙志梅), Yang J (杨摇
军), et al. Spatial variability of soil N, P, and K in
main production area of Castanea mollissima. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2010, 21
(4): 901-907 (in Chinese)
[3]摇 Li Q (李摇 强), Zhou J鄄H (周冀衡), Yang R鄄S (杨
荣生), et al. GIS鄄based evaluation of available micro鄄
elements in tobacco soil in Malong County. Acta Tabaca鄄
ria Sinica (中国烟草学报), 2011, 17(4): 56-61 (in
Chinese)
[4]摇 Gao B鄄C (高博超), Lou Y鄄L (娄翼来), Jin G鄄Y (金
广远), et al. Spatial analysis of tobacco soil nutrients
based on GIS and geostatistics. Acta Tabacaria Sinica
(中国烟草学报), 2009, 15(1): 35-38 (in Chinese)
[5]摇 Jiang HL, Liu GS, Wang R, et al. Delineating site鄄spe鄄
cific quality鄄based management zones for a tobacco
field. Soil Science, 2011, 176: 206-212
[6]摇 Zhang XY, Sui YY, Zhang XD, et al. Spatial variabili鄄
ty of nutrient properties in black soil of Northeast China.
Pedosphere, 2007, 17: 19-29
[7]摇 Wang YQ, Zhang XC, Huang CQ. Spatial variability of
soil total nitrogen and soil total phosphorus under diffe鄄
rent land uses in a small watershed on the Loess Plat鄄
eau, China. Geoderma, 2009, 150: 141-149
[8]摇 Ministry of Land and Resources of the People爷s Repub鄄
lic of China (中华人民共和国国土资源部). Planning
and Designing Specification on the Development and
Consolidation of the Land. (TD / T 1012-2000). Bei鄄
jing: China Standards Press, 2000 (in Chinese)
[9]摇 Land Remediation Bureau of Hubei Province (湖北省国
土整治局). The Project Design Standards for Basic
Farm Land Consolidation in Hubei Province [EB / OL].
(2010鄄06鄄12) [2013鄄12鄄05]. http: / / www. hbgtzzb. org /
FirstReadNew. aspx? newsid=413&sub=1&menu=2 (in
Chinese)
[10]摇 Bao S鄄D (鲍士旦). Soil and Agricultural Chemistry
Analysis. Beijing: China Agriculture Press, 2000 ( in
Chinese)
[11]摇 Zhang S鄄J (张淑娟), He Y (何摇 勇), Fang H (方摇
慧). Spatial variability of soil properties in the field
based on GPS and GIS. Transactions of the Chinese Soci鄄
ety of Agricultural Engineering (农业工程学报 ),
5973 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 徐大兵等: 整治区植烟土壤养分空间变异及肥力适宜性等级评价摇 摇 摇 摇 摇 摇
2003, 19(2): 39-44 (in Chinese)
[12]摇 Li Q (李摇 强), Zhou J鄄H (周冀衡), Yang R鄄S (杨
荣生), et al. Soil nutrients spatial variability and soil
fertility suitability in Qujing tobacco鄄planting area. Chi鄄
nese Journal of Applied Ecology (应用生态学报),
2011, 22(4): 950-956 (in Chinese)
[13]摇 Chen H鄄S (陈海生), Ye X鄄F (叶协峰), Liu G鄄S (刘
国顺), et al. Comprehensive fertility evaluation of soil
for tobacco plantation in Henan Province based on GIS.
Chinese Journal of Soil Science (土壤通报), 2007, 38
(6): 1081-1085 (in Chinese)
[14]摇 Gao C鄄B (高长波), Chen X鄄G (陈新庚), Wei C鄄H
(韦朝海), et al. Application of entropy weight and
fuzzy synthetic evaluation in urban ecological security as鄄
sessment. Chinese Journal of Applied Ecology (应用生
态学报), 2006, 17(1): 1923-1927 (in Chinese)
[15]摇 Li Q (李摇 强), Zhou J鄄H (周冀衡), Yang R鄄S (杨荣
生), et al. Assessment of feasibility and spatial variabi鄄
lity of nutrient contents of tobacco soils in Malong Coun鄄
ty, China. Soils (土壤), 2011, 43(6): 897-902 ( in
Chinese)
[16]摇 Huang S鄄W (黄绍文), Jin J鄄Y (金继运), Yang L鄄P
(杨俐苹), et al. Spatial variability and regionalized
management of soil nutrients in the grain crop region in
Yutian County. Acta Pedologica Sinica (土壤学报),
2003, 40(1): 79-88 (in Chinese)
[17]摇 Xue Z鄄P (薛正平), Yang X鄄W (杨星卫), Duan X鄄S
(段项锁), et al. Spatial variability of soil nutrient and
reasonable sampling number. Transactions of the Chinese
Society of Agricultural Engineering (农业工程学报),
2002, 7(4): 6-9 (in Chinese)
[18]摇 Seibert J, Stendahl J, S覬rensenc R. Topographical in鄄
fluences on soil properties in boreal forests. Geoderma,
2007, 141: 139-148
[19]摇 Liu G鄄S (刘国顺), Chang D (常摇 栋), Ye X鄄F (叶
协锋), et al. Spatial variability characteristics of soil
nutrients in tobacco fields of gentle slope based on GIS.
Acta Ecologica Sinica (生态学报), 2013, 33 (8):
2586-2595 (in Chinese)
[20]摇 Wang C鄄G (王存国), Han S鄄J (韩士杰), Zhang J鄄H
(张军辉), et al. Spatial heterogeneity of surface soil
moisture in a broad鄄leaved Korean pine forest in Chang鄄
bai Mountains based on geostatistic analysis. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2010, 21
(4): 849-855 (in Chinese)
[21]摇 Dai L鄄P (代李鹏), Ye X鄄F (叶协锋), Zheng W鄄R
(郑文冉), et al. Spatial variability of tobacco soil nu鄄
trients by micro sampling scale. Acta Agriculturae Zhe鄄
jiangensis (浙江农业学报), 2011, 23(1): 127-131
(in Chinese)
[22]摇 Wang S鄄Y (王淑英), Hu K鄄L (胡克林), Lu P (路摇
苹), et al. Spatial variability of soil available phosphorus
and environmental risk analysis of soil phosphorus in
Pinggu County of Beijing. Scientia Agricultura Sinica (中
国农业科学), 2008, 41(1): 129-137 (in Chinese)
[23] 摇 Zhang M (张 摇 敏), He P鄄F (贺鹏飞), Chen W鄄Q
(陈伟强). Spatio鄄temporal variability study of soil nu鄄
trients based on GIS and geostatistics. Journal of North鄄
east Agricultural University (东北农业大学学报),
2010, 41(3): 53-58 (in Chinese)
[24]摇 Cambardella CA, Moorman TB, Parkin TB, et al.
Field鄄scale variability of soil properties in central Iowa
soils. Soil Science Society of America Journal, 1994,
58: 1501-1511
[25]摇 Meng Q鄄X (孟庆香), Zhang H鄄L (张宏磊), Wu J鄄J
(吴晶晶), et al. Evaluation and analysis of improved
land quality in Chutang Township, Suiping County.
Journal of Henan Agricultural University (河南农业大
学学报), 2012, 46(1): 92-96, 102 (in Chinese)
[26]摇 Zhang W鄄W (张雯雯). Study on the Soil Quantity爷 s
Space鄄time Variation in the Land Rectification Areas.
Master Thesis. Tai爷an: Shangdong Agricultural Univer鄄
sity, 2008 (in Chinese)
[27]摇 Wang J鄄G (王建国), Yang L鄄Z (杨林章), Shan Y鄄H
(单艳红). Application of fuzzy mathematics to soil
quality evaluation. Acta Pedologica Sinica (土壤学
报), 2001, 38(2): 176-183 (in Chinese)
作者简介 摇 徐大兵,男,1983 年生,博士,助理研究员. 主要
从事土壤施肥和障碍土壤修复研究. E鄄mail:dabing _ xu@
163. com
责任编辑摇 张凤丽
697 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷