基于SOTER数据库的四川省农田土壤全氮储量估算研究

摘要

农田土壤全氮储量受人为活动的影响，其空间分布与存储状况较为复杂。利用土壤数据库能够快速有效地获取大区域尺度下土壤全氮储量估算研究所需的基础数据，对于大尺度下农田氮素管理有着重要意义。本文在建立四川省1∶100万SOTER数据库的基础上，通过对已有数据资料的挖掘，探明全省农田表层(0-20cm)土壤全氮密度及储量的空间分布与存储状况，并对研究区内农田土壤全氮储量分布的影响因素进行了分析。全文主要研究结果如下:
　　(1)采用加权最优融合DEM的方法建立了四川省数字高程模型，基于此提取出全省海拔高度、坡度和地势起伏度等地形因子的栅格数据，结合四川地形地貌特征，将全省地貌细分为12种地貌类型并划分出地形体单元，在此基础上生成四川省SOTER单元图，并结合现有的地形、土壤、土地利用及气候等数据资料，完成四川省SOTER数据库的建立。
　　(2)全省农田表层土壤全氮密度集中分布在0.05-0.80kg/m2之间，各生态区的农田表层土壤全氮密度平均值以川西北高原区最高，为0.570kg/m2，盆地丘陵区最低，为0.287kg/m2。全省农田表层土壤全氮密度空间分布的趋势复杂，不同生态区间呈现出明显的区域特征，与地形、气候、成土母质、土壤质地、人类活动等因素密切相关。地理加权回归(GWR)对不同生态区耕层土壤全氮密度空间分布模拟效果均较好，能够拟合出各区域的细节变化特征。
　　(3)全省农田表层土壤全氮储量为33.80Tg，其空间分布也具有明显的区域差异。盆地丘陵区农田表层土壤全氮储量最高，为18.24Tg，占全省总储量的53.97％;其次是盆周山地区为5.71Tg，占总储量的16.90％，盆周山地区土壤全氮储量较高且因其农田分布较广，其氮蓄积能力对提高全省农田土壤氮库水平具有重要的作用。不同耕地类型中，旱地土壤全氮储量最高，为18.05Tg，主要原因是其分布面积大，占到全省耕地面积的55.37％。不同土壤类型中，紫色土全氮储量最高为16.00Tg，占全省总储量的47.33％，其中又以石灰性紫色土为主，占总储量的25.34％;其次是水稻土，其全氮储量为10.43Tg，以渗育水稻土和潴育水稻土为主，分别为6.89Tg和1.77Tg;黄壤次之，占总储量的8.35％，以黄壤亚类为主，占总储量的6.58％。紫色土分布面积大造成其全氮储量最高，但其全氮密度低于水稻土，体现出紫色土的氮存储能力不足。
　　(4)单因素方差分析表明，在不同的海拔、坡度、坡向和成土母质下土壤全氮储量差异达到显著或极显著水平。土壤全氮储量随海拔上升呈现不同变化，随坡度的增加而降低，在不同坡向上以半阳坡、半阴坡和阴坡较高;黄土母质发育的土壤全氮储量最高，冲积物、冰水及古河床沉积物发育的土壤全氮储量显著高于残积紫色岩风化物。土壤全氮储量的空间分布受到地形、成土母质等多种因素的共同影响。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1立题依据

2国内外研究现状

2．1 SOTER数据库研究现状及应用

2．2土壤氮素空间分布模拟

2．3土壤全氮储量估算及其空间分布影响因素研究

3研究内容与技术路线

3．2技术路线

第二章研究区概况与研究方法

1研究区概况

2．1图件资料

2．2数字资料

2．3文本资料

3研究方法

3．1 SOTER数据库建立的原理与方法

3．2农田土壤全氮密度空间分布模拟

3．3农田土壤全氮储量估算及其影响因素分析

4软件平台

第三章四川省SOTER数据库的构建

1基于加权最优融合DEM的地形因子提取

1．1基于加权最优融合DEM的生成

1．2地形因子的提取

2四川省SOTER空间数据库的建立

2．1地形体的构建

2．2地形体组分的划分

2．3土壤组分的划分

3四川省SOTER属性数据库的建立

3．1属性数据编码的建立

3．2 SOTER属性数据表的建立

4 SOTER附属数据库的建立

4．1土地利用数据库的建立

4．2气候数据库的建立

5小结

第四章省域尺度下农田表层土壤全氮密度空间分布模拟

1不同生态区土壤全氮密度的描述性统计

2不同生态区土壤全氮密度与环境因素的相关性分析

3建模环境因子的选取

3．2最小二乘回归分析

4．1最优预测模型选择

4．2农田土壤全氮密度的空间分布

5小结

第五章省域尺度下农田表层土壤全氮储量估算及其空间分布影响因素分析

1农田土壤全氮储量估算

1．1全省农田土壤全氮储量分布

1．2不同生态区农田土壤全氮储量状况

1．3不同耕地类型土壤全氮储量状况

1．4不同土壤类型农田土壤全氮储量状况

2农田土壤全氮储量影响因素分析

2．1地形因素对土壤全氮储量空间分布的影响

2．2成土母质对土壤全氮储量空间分布的影响

3小结

第六章结论与展望

2研究展望

参考文献

致谢