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太湖地区水稻土有机碳空间分异及其影响因素的研究

作　者: 赵莉敏
导　师: 史学正；黄耀
学　校: 南京农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 太湖地区1，000土壤数据库 土壤有机碳 影响因素 空间尺度
分类号: S158
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


太湖地区是我国主要的水稻产区,水稻土有机碳变化与全球气候变化息息相关,因此研究该地区水稻土肥力指标空间分异特征和不同尺度下水稻土有机碳储量变化及其影响因素,不仅对改善田间管理措施和提高农田水肥利用率具有重要意义,而且为大气碳收支的准确评估提供参考依据。本文基于太湖地区1:50,000土壤数据库,从行政区划（整个区域、市级和县级）尺度、土壤类型等方面研究了太湖地区水稻土养分空间分异,水稻土有机碳密度和储量变异的特征及其主要影响因素。基于土壤空间数据和土壤属性数据,建立了太湖地区1:50,000土壤数据库。土壤空间数据主要由太湖地区37个县（市）土壤图进行矢量化、图幅接边而成,属性数据为全国第二次土壤普查37个县的土种志,通过PKB法（Pedological Knowledge Basedmethod,PKB）将空间数据与属性数据集成,得到太湖地区1:50,000数据库。其基本单元为土种,土壤类型包括48个亚类,12个土类,1670个典型剖面,而内容则包括土壤机械组成（砂粒、粉粒、粘粒）、土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾等。空间数据库共有71763个图斑,其中主要是水稻土图斑,共计52034个,约占图斑总数的73%;其次是潮土和红壤,分别占图斑总数的14%和4%。基于太湖地区1:50,000土壤数据库研究结果如下:1、利用变异系数分析pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的空间变异性。研究表明,速效磷变幅近100 mg kg-1,变异系数大于100%,属强变异性;而其他指标变异系数在10-100%之间,均属中等变异性。太湖地区水稻土pH值大多在5.5-7.5之间。平原地区有机质、全氮、全磷、全钾和速效磷含量均属于养分含量丰富地区;而低山丘陵地区全磷、速效磷及速效钾含量均在低值范围,属于缺磷、缺钾水平。2、太湖地区剖面（0-100 cm）有机碳总储量为251.66Tg,密度为127.1 t C ha-1;表层（0-20 cm）为80.96 Tg,密度为38.5 t C ha-1,表层储量占剖面总储量近1/3。不同类型水稻土有机碳密度差异很大,剖面（0-100 cm）有机碳密度最大的是潜育型水稻土,为200.0 t C ha-1,其次为脱潜型水稻土,186.4 t C ha-1,有机碳密度最小的是漂洗型水稻土,为73.9 t C ha-1,其余四种类型水稻土有机碳密度介于75-105 t C ha-1之间;脱潜型水稻土表层有机碳密度最大,漂洗型水稻土最小,分别为48.3 t C ha-1和25.8 t C ha-1,其他类型水稻土有机碳密度介于27-40 t C ha-1之间。就土壤性质和环境因素对水稻土有机碳的影响而言,土壤粘粒可以解释剖面（0-100 cm）和表层（0-20 cm）土壤有机碳变异的12.7%和10.2%。土壤pH值与有机碳变异的相关性很差,而有机碳与全氮的相关性很稳定,呈极显著正相关,全磷、全钾与有机碳的相关性则不显著。气候作用分别可以解释整个剖面水稻土和表层水稻土有机碳变异的4.2%和2.4%,但随着区域尺度的逐渐减小,气候对土壤有机碳的影响也越来越小;而母质和地形对土壤有机碳的影响因土壤类型不同而有很大差别。3、在砂粒、粉粒、粘粒、pH值、全氮、全磷和全钾及年降水量、年均温、地形和母质的综合作用下可分别解释水稻土整个剖面和表层水稻土有机碳变异的28.8%和72.4%。各因素对整个剖面（0-100 cm）水稻土有机碳影响的解释程度依次为全氮＞粘粒＞地形＞母质＞全钾＞pH值,而表层（0-20 cm）则为全氮＞母质＞地形＞全钾＞粘粒。通过幅度效应分析表明,随着区域的细化,进入水稻土有机碳回归方程的因素减少,说明小尺度影响有机碳变异的因素较为单一,原因是环境因素变异性相对减弱,例如地形、母质、气候条件趋于相同;而区域变大时,影响土壤有机碳变异的因素越来越多,也越复杂,因素的共同作用增强,而单因素的影响相对减弱。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-12
第一章 引言  12-26
  第一节 研究背景与意义  12
  第二节 土壤数据库的发展进程  12-15
    1 土壤数据库建立的背景  12-13
    2 国外土壤数据库的发展  13-14
    3 国内土壤数据库的研究趋势  14-15
  第三节 影响土壤有机碳因素的研究  15-21
    1 土壤有机碳研究概况  15-16
    2 有机碳库研究进展  16-18
    3 土壤有机碳密度影响因素  18-21
  第四节 土壤养分指标的研究  21-24
    1 研究土壤养分指标的意义  21-22
    2 国内外发展趋势及其特点  22-24
  第五节 研究内容  24-26
    1 研究内容  24-25
    2 技术路线  25-26
第二章 研究方案与研究方法  26-36
  第一节 地理位置和行政区划  26
  第二节 自然环境状况  26-31
    1 气候  26-27
    2 地形地貌  27-28
    3 植被  28-29
    4 水文状况  29
    5 土壤  29-30
    6 主要成土母质  30-31
  第三节 数据来源  31-32
    1 土壤空间数据  31-32
    2 土壤属性数据  32
  第四节 研究方法  32-36
    1 土壤空间数据与属性数据集成方法  32-33
    2 土壤肥力指标分级标准  33-34
    3 水稻土有机碳密度的估算方法  34
    4 影响水稻土有机碳因素的分析方法  34-35
    5 研究所用硬件设备和软件  35-36
第三章 太湖地区1:50,000土壤数据库的建立  36-44
  第一节 土壤空间元数据库的设计及属性数据编码标准  36-39
    1 土壤空间元数据库的设计  36-37
    2 属性数据库编码  37
    3 土壤分类编码的原则  37-38
    4 太湖地区1:50,000属性数据库的编码标准  38-39
  第二节 土壤空间数据库的建立  39-42
    1 图形扫描  39
    2 土壤图纠正配准、空间矢量化及图斑赋值  39-40
    3 建立拓扑关系并检查修改错误  40-41
    4 土壤类型整合、图幅接边及空间数据库的建立  41-42
  第三节 土壤属性数据库的建立  42-43
    1 太湖地区各县属性资料的录入及验证  42
    2 太湖地区属性数据库的建立  42-43
  第四节 土壤空间数据与属性数据的集成  43-44
第四章 太湖地区水稻土肥力指标的空间分异特征  44-54
  第一节 土壤肥力指标统计性描述  44-45
  第二节 太湖表层土壤pH值和有机质空间分异特征  45-47
    1 土壤pH值空间分异特征  45-46
    2 土壤有机质的分异  46-47
  第三节 土壤主要养分的空间分异特征  47-50
    1 全氮空间分异特征  47-48
    2 全磷空间分异趋势  48-49
    3 全钾空间分异特点  49-50
  第四节 土壤速效养分的空间分异  50-52
    1 速效磷空间分异特征  50-51
    2 速效钾空间分异特征  51-52
  本章小结  52-54
第五章 太湖地区水稻土的有机碳密度和储量  54-60
  第一节 太湖地区水稻土的有机碳密度和储量  54-56
  第二节 市级尺度水稻土的有机碳密度和储量  56
  第三节 县级尺度水稻土的有机碳密度和储量  56-57
  第四节 不同类型水稻土的有机碳密度和储量  57-58
  本章小结  58-60
第六章 影响太湖地区水稻土有机碳的因素  60-74
  第一节 土壤质地对水稻土有机碳的影响  60-63
    1 土壤质地对有机碳的影响  60-62
    2 土壤质地对不同类型水稻土有机碳的影响  62-63
  第二节 土壤pH值对水稻土有机碳的影响  63-64
    1 土壤pH值与有机碳的关系  63-64
    2 土壤pH值与不同类型水稻土有机碳的关系  64
  第三节 土壤养分全量与水稻土有机碳的关系  64-66
    1 土壤全氮、全磷和全钾与有机碳的关系  64-65
    2 土壤全氮、全磷和全钾与不同类型水稻土有机碳的关系  65-66
  第四节 降水量和气温对水稻土有机碳的影响  66-69
    1 月降水量对土壤有机碳的影响  66-67
    2 月均温对土壤有机碳的影响  67-68
    3 降水量和气温与有机碳的关系  68-69
    4 降水量和气温对不同类型水稻土有机碳的影响  69
  第五节 地形对水稻土有机碳的影响  69-71
    1 地形对有机碳的影响  69-70
    2 地形对不同类型水稻土有机碳的影响  70-71
  第六节 母质对水稻土有机碳的影响  71-73
    1 成土母质对有机碳分异的影响  71-72
    2 成土母质对不同类型水稻土有机碳分异的影响  72-73
  本章小结  73-74
第七章 影响不同幅度水稻土有机碳的因素  74-85
  第一节 影响太湖地区水稻土有机碳的主控因素  74-77
  第二节 影响市级尺度水稻土有机碳的因素  77-79
  第三节 影响县级尺度水稻土有机碳的因素  79-83
  第四节 影响水稻土有机碳因素的幅度效应  83
  本章小结  83-85
第八章 结论与展望  85-88
  第一节 结论  85-86
  第二节 文章创新点  86
  第三节 展望  86-88
    1 动态数据的进一步完善  86-87
    2 加强影响水稻土因素幅效应的研究  87-88
参考文献  88-97
发表的文章  97-98
致谢  98

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤肥力（土壤肥沃性）
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