论文部分内容阅读
喀斯特峰丛洼地广泛分布于我国西南部,由于特殊的地质和气候背景,生态环境十分脆弱。近年来随着喀斯特地区人口的增加和社会经济的发展,不合理的土地开发导致土壤退化、石漠化、山体滑坡、岩溶干旱等生态环境问题日益严重。为了探讨峰丛洼地系统土壤养分的空间分布规律及其与环境因素的关系,合理指导喀斯特地区的农业生产和生态重建,本文以桂西北古周移民迁出区为例,利用地统计学方法,在GIS支持下研究了土壤养分在峰丛洼地系统的空间变异特征,并探讨了影响土壤养分空间变异的主要环境因子。主要结论如下:
(1)土壤有机碳、全氮、全钾、碱解氮和速效钾在研究区的分布与高程具有一定的一致性,均具有随海拔高度的增加而增大的趋势。受洼地施用磷肥影响,速效磷在洼地的含量明显高于坡面。
(2)半变异函数分析表明,土壤养分在坡面和洼地均具有一定的空间结构特征,但变异特征存在差异。速效磷和全磷在洼地的变异尺度大于坡面,基台值和块金值也大于或接近于坡面;有机碳、全氮、碱解氮和速效钾在坡面的变异尺度和基台值均大于洼地:全钾由于受土壤母质影响较大,其在坡面和洼地的变异特征比较相近。pH值在洼地的变程较小,可能主要与施用化肥有关。
(3)受土地利用结构和地形影响,土壤养分具有明显的带状各向异性特征。各土壤养分均在洼地短轴方向具有较大的基台值和较小的变程,在长轴方向具有较小的基台值和较大的变程。
(4)土壤养分的空间变异特征具有明显的尺度效应,半变异函数的结构参数随观测尺度的变化而变化。平稳性空间变量的变化具有一定的规律性,变程和基台值随着采样间隔和采样幅度的增大而增大。非平稳性变量的变化规律不明显。
(5)因子克立格分析表明,洼地土壤养分主要受四个尺度过程的影响,分别为微尺度(<20m),小尺度(约41m),中等尺度(约120m)和大尺度(约826m)。土壤有机碳、氮素和钾素受微尺度和中等尺度过程影响较大。磷素的变异特征比较复杂,四个尺度上的过程对磷素均有一定影响。pH值主要受微尺度和小尺度过程的影响,大尺度的过程也有一定影响,但贡献相对较小。
(6)结合经典统计分析发现,土地利用方式是有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷等养分空间异质性的主要影响因素。有机碳、全氮、碱解氮含量随着土地利用强度的增加而降低。受施肥影响,全磷和速效磷在耕地的含量较高;地形因素(坡度、土被厚度、裸岩率、高程)对有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效钾有显著影响,裸岩率较大、坡度较陡、坡位较高的点上述养分含量也较高,可能与“石碗土”人为干扰较小、粘粒含量较高有关。