南方典型丘陵山区不同高程耕地土壤养分变化特征分析

为探讨不同高程下的耕地土壤养分空间变异特征,选择南方典型丘陵山地区——江西省赣州市为研究区,基于2012—2013年测土配方项目不同高程下采集处理的2 928个耕层(0～20 cm)土壤养分数据,运用经典统计、相关性分析、方差分析和协同克里格差值方法,分析了耕地土壤养分含量与高程的空间耦合关系。结果表明:土壤有机质、全氮、全钾含量与高程呈正相关关系,全磷、有效磷含量与高程呈负相关关系,速效钾含量与高程相关性不显著。高程分组方差分析结果进一步显示,在小于250 m高程范围内,有机质和全氮含量随高程上升而增加,高值区主要分布在研究区周边海拔较高地区,当高程大于250 m时,养分含量变化差异不显著;在小于200 m高程范围内,全磷和有效磷含量随高程上升而降低,高值区主要分布在研究区中部低海拔地区,当高程大于200 m时,养分含量变化差异不显著;全钾含量随高程上升而增加,但有效钾含量随高程变化波动较大,二者规律性不明显。土壤养分含量随高程变化是不同高程下的成土母质、土壤类型、土地利用方式、土壤侵蚀等共同作用的结果。研究结果有助于探明耕地土壤养分随高程垂直变化规律,对实现土壤养分的精准管理和保障我国粮食安全具有重要意义。     

奉新县耕地经营规模在地形梯度上的分布特征

在奉新县农村土地承包经营权确权调查资料基础上,利用数理统计法和GIS空间分析法,引入地形位指数和分布指数,对奉新县农户的耕地经营规模在不同地形梯度上的分布特征进行了研究。结果显示:1)奉新县全县49 891户农户的平均耕地规模为6.31块/户和0.66 hm~2/户,80%以上的农户为小规模经营。2)农户耕地经营规模受地形因素影响显著,两者呈负相关性关系。3)耕地承包地块数在10块以上或者耕地承包面积在1 hm~2以上的农户,其耕地的分布指数都在地形位指数等级1的区域达到最大值,随着地形位指数的增加,主体地位迅速被农户耕地经营规模较小的所取代。4)不同等级的农户耕地承包地块数和承包面积在不同的地形上有着不同的优势分布区间。这些都为新形势下的农村土地工作提供重要参考与借鉴。     

南方红壤区不同侵蚀程度下耕地土壤有效磷空间 分布特征及其驱动因素

以江西省兴国县耕地土壤有效磷为研究对象,结合高程、坡度、成土母质、土壤质地、耕层厚度和地貌类型等因素,运用Spearman相关性分析、回归分析和普通克里格法,对不同侵蚀程度下土壤有效磷空间变异及其驱动因素进行研究。结果表明:随着侵蚀程度的加深,土壤有效磷均值呈下降趋势,当侵蚀程度不断加重时,土壤有效磷均值又呈上升趋势。不同侵蚀程度下土壤有效磷含量差异显著(P0.001)。变异系数由大到小依次为极强度侵蚀(35.20%)剧烈侵蚀(28.09%)轻微侵蚀(28.02%)重度侵蚀(27.90%)无明显侵蚀(25.96%)中度侵蚀(25.78%)。在无明显侵蚀时,成土母质能独立解释1.7%的土壤有效磷空间变异。在轻微侵蚀、中度侵蚀和重度侵蚀时,高程的独立解释能力分别为5.7%、2.3%和2.9%。在极强度侵蚀时,成土母质的独立解释能力为5.0%。在剧烈侵蚀时高程的独立解释能力为1.9%。因此,高程和成土母质是不同侵蚀程度下土壤有效磷空间变异的驱动因素。研究成果为不同侵蚀程度下合理开展耕地利用和水土保持工作提供了参考。     

基于思维进化算法径向基函数神经网络的土壤有机质空间异质性研究

提出一种基于思维进化算法径向基函数神经网络的土壤有机质空间异质性研究方法(MECRBF)。以江西省万年县为案例区,在全县范围内采集耕地表层(0~20 cm)土壤样品954个,分别采用该方法和以邻近信息和地理坐标为输入的径向基函数神经网络方法(RBF-Near),以及普通克里格法来模拟土壤有机质空间分布。以验证样本实测值和预测值的决定系数与逼近误差作为评判标准,对比各方法在县域尺度上土壤有机质空间变异和空间插值方面的效果。对763个采样点进行建模、191个验证样点进行独立验证的预测结果表明,在验证点预测中,MECRBF的均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差较RBF-Near分别降低了0.50 g·kg^-1、0.39 g·kg^-1、1.40百分点,差异显著(P<0.05),较普通克里格法分别降低2.59 g·kg^-1、1.89 g·kg^-1、7.76百分点,差异显著(P<0.05)。从模拟效果来看,MECRBF的决定系数最高,逼近误差最小;从空间分布模拟图来看,MECRBF能更好地表达土壤有机质空间异质性。提出的MECRBF可为县域尺度下土壤性质空间异质性研究提供方法参考。     

南方丘陵区土壤硒空间分异特征及其影响因素——以丰城市为例

江西省丰城市是典型的富硒土壤分布区,本文基于丰城市2015年—2016年采集的699个表层（0 ~ 20 cm）土壤样点数据,运用地统计分析、相关性分析、地理探测器等方法,系统分析了丰城市土壤硒的含量、空间分异特征及其影响因素,以期为土壤硒的涵养与富硒土地的生产功能提供有价值的参考。结果表明：丰城市土壤硒含量在0.13~0.69 mg?kg-1之间,平均值为0.33 mg?kg-1,是全国土壤硒元素背景值（0.29 mg?kg-1）的1.14倍,变异系数为27.27%,呈中等程度变异性。经半方差函数分析,土壤硒变程为12.86 km,空间自相关范围较大;块金效应值为44.30%,表明土壤硒空间变异主要受结构性因素影响。在空间分布上,热点区（高值聚集）主要分布在泉港镇西部、董家镇东南部、尚庄街办中部、上塘镇西南部、曲江镇西北部、洛市镇中部和南部以及秀市镇西南部。砷、铜、汞、氧化钾、氧化钙、pH、成土母质和高程对土壤硒空间变异的影响程度均显著（P<0.05）,但影响程度不一。其中,砷的的独立解释能力最高,为29%,对丰城市表层土壤硒的富集与迁移起到重要作用。