基于地理信息系统的耕地土壤质量评价——以柳州市石碑坪镇为例

摘要

我国是人口大国,耕地资源相对紧缺,耕地地力情况和土壤重金属污染程度直接关系到农业产业的可持续发展、粮食安全等重大问题。进行耕地土壤质量评价,摸清耕地生产潜力和重金属污染情况,是加强耕地质量建设和环境保护的重要基础。本研究通过对柳州市石碑坪镇耕地土壤进行取样调查,获取土壤样品487份,分析了土壤基本理化性质——有机质、pH、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾,土壤重金属有效态 Cu、Zn、Mn等;在地理信息系统支持下,应用地统计学理论,对耕地土壤基本理化性质、部分重金属有效态(Cu、Zn、Mn)的空间变异性及空间分布进行了研究,并对部分重金属污染(Cu、Zn、Mn)进行单因子指数评价,主要结论如下:
　　(1)土壤基本理化性质分析结果表明:研究区域耕地土壤有机质的均值为22.2g/kg,水平中等偏低;耕地土壤pH值的范围在3.1-7.5,62.25％的耕地土壤 pH值小于5.5,全镇耕地偏酸;耕地土壤有效磷含量的均值为19.7mg/kg,以中等(占耕地面积48.9%)和丰富(占耕地面积32.70%)等级为主;土壤速效钾的平均含量达到125mg/kg,以极丰富(占耕地面积33.10%)和丰富(占耕地面积47.74%)等级为主;土壤质地以壤土为主(占耕地面积81.25%),保水保肥能力较好。
　　(2)柳州市石碑坪镇耕地地力评价数据库建立在 ArcGIS下完成,用累积频率曲线法把石碑坪镇的耕地生产性能综合指数(IFI)分为六个部分,即将石碑坪镇耕地划分为六个等级。具体分级结果为:柳州市石碑坪镇耕地总面积6906.8公顷,其中一级耕地0.5公顷,占柳州市石碑坪镇耕地总面积的0.01%;二级耕地地100.9公顷,占1.46%;三级耕地650.0公顷,占9.41%;四级耕地2240.4公顷,占32.44%;五级耕地3556.7公顷,占51.50%;六级耕地358.3公顷,占5.19%。从评价结果可以看出,柳州市石碑坪镇的耕地以中产地为主,高产耕地和低产耕地分别占1.47%和5.19%,柳州市石碑坪镇耕地地力的整体水平中等偏低。
　　(3)土壤重金属生物有效态空间分析结果表明:研究区域耕地中的有效态Cu、Zn、Mn含量都较低,有效态Cu、Zn、Mn的块金效应值分别为50.2%、56.4%、50.1%,呈中等程度的空间相关性。利用ArcGIS进行克里格插值后看出,有效态Cu、Zn在空间分布上的变化特征相似,即在研究区域中心(机械制造公司)的北部和南部有效态Cu、Zn含量较高,东西走向含量分布低。有效态Mn除了在北部累积过多外,在南偏西方向往西南方向累积。
　　(4)土壤重金属含量分析结果表明:在基于TCLP国际标准的重金属评价中,99.56%的土壤样品有效态Cu和Zn的单因子指数都处于安全级别。

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第1章 绪论

1.1耕地土壤质量评价

1.2 地统计学概述

1.3地统计学在土壤重金属领域的研究

1.4研究目的与意义

1.5研究内容

第2章 研究区域的概况及研究方法

2.1研究区域的概况

2.2资料收集与整理

2.3样品采集及分析

第3章 柳州市石碑坪镇耕地土壤属性

3.1耕地土壤养分状况

3.2耕地土壤其它属性

第4章 柳州市石碑坪镇耕地地力评价方法及结果

4.1属性数据库的建立

4.2空间数据库的建立

4.3空间数据与属性数据的连接

4.4耕地地力评价步骤

4.5石碑坪镇耕地地力评价结果

第5章 柳州市石碑坪镇耕地土壤重金属含量分析

5.1 石碑坪镇耕地土壤有效态重金属的描述性统计

5.2 石碑坪镇耕地土壤有效态重金属空间分析

5.3 石碑坪镇耕地土壤有效态重金属含量的影响因素

5.4 石碑坪镇耕地土壤重金属含量评价

第6章结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

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