太湖流域典型地区土壤磷素含量的空间变异特征

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第1期地理科学Vo1．23No．12003年2月SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAFeb．．2003文章编号：1000—0690(2003)01—0077—05太湖流域典型地区土壤磷素含量的空间变异特征刘付程，史学正，潘贤章，于东升(1．中国科学院南京土壤研究所，江苏南京210008；2．安徽师范大学安徽芜湖241000)摘要：在地统计学和地理信息系统的支持下，以半方差函数为基本工具，分析了太湖流域典型地区土壤耕层全磷含量的空间变异特征，并运用块段克立格法进行线性无偏最优插值，制作了土壤耕层全磷含量的空

2、间分布图。结果表明：研究区域土壤全磷含量具有中等的空间相关性和良好的结构性，其自相关距离在11km左右；土壤磷素含量的空间分布具有明显的斑块状特点，沿江平田区、地势低洼的圩田及低平田区磷素的含量相对较高，应作为农业面源磷污染的重点监控对象。关键词：土壤磷素；半方差函数；空间变异性；Kriging中图分类号：S159．2文献标识码：A磷是作物生长所必需的大量营养元素之一。l研究方法农田土壤中磷素含量必须保持在适当的水平才能满足作物生长的需要，但如果因施肥而造成土壤磷1．1自然概况素含量超过了作物生长的需求，土壤中磷素就会出研究区位于太湖流域西北部，总面积5754．5现盈余。这

3、一方面会导致施肥经济效益的显著下km。境内除在宜兴南部有小面积的低山丘陵外，降，另一方面也会加大土壤磷素向水体流失的风其它地区多为地势平坦的河湖相冲积平原，其海拔险，并产生潜在的生态环境问题。太湖流域是我国多在10m以下。成土母质在北部沿江地区为河流工农业最发达的地区之一，经济快速发展的同时，冲积物，中部为湖相冲积、沉积母质，丘陵区为残也给流域生态环境带来严重的压力。近20年来，积、坡积风化物。境内土壤类型主要为水稻土(占流域土壤磷素含量的总体水平不断上升，并普遍出80％以上)，耕作方式以稻麦／f由菜轮作为主。现盈余现象。因此，推行经济合理施肥和有效控制1．2样品采集和分析

4、农业面源磷污染，已越来越成为人们关心的问题。2000年5月，在研究区域共采集了275个土在较大尺度上开展土壤磷素的空间变异特征研究，壤耕层样品，每个样品由半径5m内的5个表层(0不但能从宏观上发现农田土壤养分退化和重建过～15cm)土样混合而成，90％的样品采自水稻土。程中可能存在的问题，而且还有助于农业面源磷污采样点采用GPS定位，经Arclnfo转换为以m为染重点控制区的识别，这对区域农业生产和水环境单位的平面坐标系统(Albers投影)中的坐标，并生管理有着重要意义。成相应的采样点分布图。土壤样品全磷分析采用本文以太湖流域的锡山、江阴、武进和宜兴四“中国生态系统研究网

5、络观测与分析”使用的酸溶个县级市所辖区域为对象，在实地调查和采样分析一钼锑抗比色法⋯，并以国标土样(GB7852—87)的基础上，利用地统计学方法对研究区域土壤耕层作内标。磷素含量的空间变异特征进行研究，并利用Krig—1．3地统计学方法ing插值法绘制了研究区域土壤磷素含量的空间分地统计学方法是基于区域化变量理论基础的布图。一种空间分析方法，目前已被广泛地应用于土壤属收稿日期：2002—05—25；修订日期：2002一O9—3O基金项目：国家重点基础研究规划项目(G1999011810)和中国科学院知识创新工程项目(KZCXZ一308)资助。作者简介：刘付程(1971一)

6、，男，讲师，在职博士研究生，主要从事土壤资源与环境方面的研究。E—mail；fuchengliu@sJna．∞m维普资讯http://www.cqvip.com78地理科学23卷性的空间变异性研究，有关其原理和方法，很多文取距离组方法【6；通常半方差函数在样点最大间距献都有详细介绍【2】，本文只作简要说明。假设区的1／2内才有意义b】，因此，计算所达到的最大步域化变量满足二阶平稳和本征假设，其半方差函数长定为60km(样点之间最大间距为115．6km)。可用下式表示：变量半方差模型的选取是基于实验半方差的值用N(h)1不同类型的模型拟合得到的，选取的模型应该是拟y(^)[z

7、(zz(+^)](1)合最优的模型，它与实验半方差函数最为逼近，尤式中：y(h)为半方差函数；h为分隔两样点的矢其是在步长较小的地方，一般要求模型拟合的决定量，称为步长；N(h)为相距为h的样点对数目；Z系数(R)较大，残差(RSS)较小。()和z(+h)分别为区域化变量z()在位置Kriging插值及插值图的生成由GS+5．3和和+h处的实测值。Arclnfo7．1共同完成。Kriging插值方法采用块段Kriging插值法是一种最优无偏线性估值方克立格法(blockKriging)，插值结果以Arclnfo认法