高鵬 李琦 張娜娜

摘 要：以安徽省測(cè)土配方項(xiàng)目所得的各縣市土壤養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)為研究基礎(chǔ)，利用GIS地統(tǒng)計(jì)、分層分類(lèi)等技術(shù)，研究了皖北地區(qū)縣域土壤養(yǎng)分中全氮、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀的空間分布差異。結(jié)果表明，皖北地區(qū)各縣市的土壤養(yǎng)分含量具有明顯的空間分布規(guī)律，整體上呈現(xiàn)相近縣區(qū)各類(lèi)土壤養(yǎng)分含量相近，土壤養(yǎng)分含量空間漸變特征明顯。速效鉀、有效磷的漸變趨勢(shì)與淮河的主要支流流向相似。蚌埠、淮南等區(qū)域有丘陵分布，其各類(lèi)土壤養(yǎng)分含量均在中高等水平。

關(guān)鍵詞：土壤養(yǎng)分;GIS;地統(tǒng)計(jì)分析;空間變化

中圖分類(lèi)號(hào) S159文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）16-0107-03

Abstract：Based on the soil nutrient content data obtained from the soil measurement and formulation project in anhui province，the spatial distribution differences of total nitrogen，organic matter，available phosphorus and available potassium in soil nutrients in counties in northern anhui province were studied by using GIS geostatistics，stratification and classification techniques.It was found that the soil nutrient content of all counties and cities in northern anhui province has an obvious spatial distribution rule，and the soil nutrient content of all kinds of counties and regions is similar on the whole，and the soil nutrient content has an obvious spatial gradient.The trend of available potassium and available phosphorus is similar to that of main tributaries of huaihe river.There are hills in bengbu，huainan and other areas.

Key words：Soil nutrient;GIS;Scientific analysis;Spatial variation

自2005年以來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)部測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目的啟動(dòng)和全面鋪開(kāi)，全國(guó)各地測(cè)土配方施肥工作迅速開(kāi)展，安徽省各縣市也相繼開(kāi)展了測(cè)土配方施肥工作。通過(guò)采集大量的土樣，科學(xué)檢測(cè)各縣市土壤全氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷等養(yǎng)分的平均含量。土壤是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中最為重要的組成部分，不同的研究區(qū)域內(nèi)地形因子的變化，將會(huì)對(duì)土壤養(yǎng)分的空間分布狀況產(chǎn)生一定的差異[1]。土壤養(yǎng)分的空間變異既是母質(zhì)、生物、氣候和地形等自然成土因素綜合作用的結(jié)果，又受到人為因素如施肥、耕作措施、種植制度等的影響[2-4]。因此，掌握土壤養(yǎng)分在空間上的變異及分布特征，是進(jìn)行土壤養(yǎng)分科學(xué)管理的前提和基礎(chǔ)[5]。研究土壤養(yǎng)分的空間分異規(guī)律，能夠?yàn)橥寥鲤B(yǎng)分的綜合管理以及合理的土地利用規(guī)劃提供重要的理論依據(jù)[6]。

本文搜集了皖北地區(qū)各縣市土壤養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)，利用GIS地統(tǒng)計(jì)技術(shù)、分層分級(jí)技術(shù)等，直觀反演皖北地區(qū)土壤養(yǎng)分各指標(biāo)空間分布，分析皖北區(qū)域土壤養(yǎng)分變化及影響機(jī)制，為針對(duì)性提升區(qū)域土壤肥力提供參考。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域?yàn)榘不帐』春右员钡膮^(qū)域，地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°54′38″～118°11′05″與北緯32°22′44″～34°31′40″之間。屬亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，主要覆蓋阜陽(yáng)、淮南、蚌埠、亳州、淮北、宿州的大部分縣區(qū)，總面積約3.9萬(wàn)km2。該區(qū)域基本屬于淮河流域，區(qū)域內(nèi)的主要河流都是淮河的支流。區(qū)域內(nèi)主要以平原為主，在淮南、蚌埠、淮北市轄區(qū)有部分丘陵分布。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 研究數(shù)據(jù)主要來(lái)自安徽省各縣區(qū)測(cè)土配方項(xiàng)目。土壤養(yǎng)分的主要指標(biāo)有有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、有效磷、有效銅、有效鋅、有效錳、有效鐵、有效硼、有效硫等。研究根據(jù)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)的全面性和常用性，綜合選定有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、有效磷作為本次研究的參考指標(biāo)。

2.2 研究方法 地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)GIS）是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)，能夠直觀的分析地理數(shù)據(jù)空間分異規(guī)律。ARCGIS是全球范圍內(nèi)使用最廣泛的GIS軟件。本研究利用ARCGIS軟件平臺(tái)，以皖北各縣域有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、有效磷檢測(cè)數(shù)據(jù)為源數(shù)據(jù)，采用地統(tǒng)計(jì)分析、定量分級(jí)等方法，直觀表現(xiàn)皖北地區(qū)各縣區(qū)土壤養(yǎng)分空間分異，并結(jié)合皖北地形圖尋找土壤養(yǎng)分空間差異的影響因子。

3 結(jié)果與分析

3.1 有機(jī)質(zhì)含量的空間變化 由圖1可知，皖北地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量高的區(qū)域有鳳臺(tái)縣、淮南市轄區(qū)、界首市，面積占研究區(qū)的8.0%?；茨鲜休爡^(qū)-鳳臺(tái)縣區(qū)域有丘陵分布，處于西淝河下游，是煤炭?jī)?chǔ)量豐富的地區(qū)。土壤有機(jī)質(zhì)含量中等區(qū)覆蓋了皖北大部分區(qū)域，東起泗縣、西至臨泉縣，南至潁上縣，北至蕭縣，面積占研究區(qū)的90.2%。土壤有機(jī)質(zhì)含量低的區(qū)域?yàn)榇X山縣，面積占研究區(qū)的2.8%。

3.2 全氮含量的空間變化 由圖2可知，皖北地區(qū)各縣域土壤全氮含量比較接近。鳳臺(tái)縣土壤全氮含量最高，達(dá)到1.52g/kg，面積占研究區(qū)的3.0%。鳳臺(tái)縣是安徽省著名的產(chǎn)煤大縣，境內(nèi)煤礦化工企業(yè)較多，在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含氮物體，對(duì)周邊的土壤造成影響，從而增加了土壤中的氮含量。碭山縣土壤全氮含量最低，達(dá)到0.50g/kg，面積占研究區(qū)的2.8%。大部分區(qū)域土壤含量中等，面積占研究區(qū)的94.2%，貫穿皖北地區(qū)東西。整體而言，皖北地區(qū)的全氮含量從南至北逐漸降低。

3.3 速效鉀含量的空間變化 由圖3可知，皖北地區(qū)土壤速效鉀含量高的區(qū)域主要分布在亳州市轄區(qū)-太和縣-渦陽(yáng)縣區(qū)域，該區(qū)域?yàn)闇u河、潁河上游地區(qū)，以平原地形為主，面積占研究區(qū)域的15.8%。亳州市轄區(qū)速效鉀含量最高，達(dá)217mg/kg，渦陽(yáng)縣、太和縣含量略低。土壤養(yǎng)分速效鉀含量中等區(qū)域主要有以下2大區(qū)片，分別是界首市-臨泉縣-阜陽(yáng)市轄區(qū)-阜南縣和淮北市轄區(qū)-蒙城縣-懷遠(yuǎn)縣-淮南市轄區(qū)-蚌埠市轄區(qū)-固鎮(zhèn)縣-五河縣-泗縣縣-靈璧縣。2大區(qū)片分布在速效鉀高含量區(qū)域的兩側(cè)，總面積約占研究區(qū)域的57.1%。土壤養(yǎng)分速效鉀含量低等區(qū)域亦有以下2個(gè)區(qū)片，分別是利辛縣-潁上縣-鳳臺(tái)縣和蕭縣-宿州市轄區(qū)，面積約占研究區(qū)的27.1%。整體上，土壤養(yǎng)分速效鉀空間變化呈明顯的漸變規(guī)律，以亳州市轄區(qū)最高，向南、向東、向西逐漸降低。各級(jí)別速效鉀成片集群分布，相近縣區(qū)速效鉀含量相近。

3.4 速效鉀含量的空間變化 由圖4可知：（1）皖北地區(qū)有效磷含量較高的區(qū)域有以下2個(gè)區(qū)片，臨泉縣-阜南縣連片區(qū)域和懷遠(yuǎn)縣-固鎮(zhèn)縣-蚌埠市轄區(qū)-五河縣區(qū)域，總面積占研究區(qū)的24.6%。其中固鎮(zhèn)縣的有效磷含量最高，達(dá)28.6mg/kg。（2）有效磷含量中等的區(qū)域有以下3個(gè)區(qū)片，分別是阜陽(yáng)市轄區(qū)、淮北市轄區(qū)-蒙城縣、碭山縣，總面積占研究區(qū)的19.3%。除碭山縣外，其余2個(gè)有效磷含量中等區(qū)片與高含量區(qū)域接壤。

（3）有效磷含量低的區(qū)域有2大區(qū)片，分別是界首市-太和縣-亳州市轄區(qū)-利辛縣-潁上縣-鳳臺(tái)縣-淮南市轄區(qū)區(qū)片和蕭縣-宿州市轄區(qū)-靈璧縣-泗縣區(qū)片，總面積占研究區(qū)的56.1%。有效磷含量最低的區(qū)域是亳州市轄區(qū)，距離高含量區(qū)域最遠(yuǎn)。

4 結(jié)論與討論

皖北地區(qū)以平原地形為主，淮河及其支流貫穿整個(gè)區(qū)域。各縣區(qū)土壤養(yǎng)分含量較為相近，但也呈現(xiàn)出了明顯的空間差異。研究通過(guò)ARCGIS軟件對(duì)各縣區(qū)土壤養(yǎng)分進(jìn)行了定量分級(jí)、地統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)皖北縣域個(gè)土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)如下空間規(guī)律：

（1）皖北地區(qū)土壤養(yǎng)分中，有機(jī)質(zhì)、全氮含量差異較小，含量中等區(qū)域占據(jù)整個(gè)皖北區(qū)域的絕大部分面積。含量較高的主要是鳳臺(tái)縣、淮南市，這個(gè)區(qū)域內(nèi)為煤炭重要產(chǎn)區(qū)，煤炭化工產(chǎn)業(yè)多，在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)增加氮和有機(jī)質(zhì)的排放，從而導(dǎo)致這些區(qū)域的全氮和有機(jī)質(zhì)的含量增加。

（2）皖北地區(qū)土壤養(yǎng)分中的速效鉀、有效磷空間分異規(guī)律明顯。土壤養(yǎng)分速效鉀、有效磷空間漸變特征明顯，含量最高區(qū)域與含量中等區(qū)域相接，含量中等區(qū)域與含量低等區(qū)域相接。這充分說(shuō)明土壤養(yǎng)分含量具有緊密的空間聯(lián)系，相近縣區(qū)土壤養(yǎng)分含量具有相似性。

（3）皖北地區(qū)土壤養(yǎng)分含量同地形、河流有一定的關(guān)聯(lián)，如速效鉀高含量區(qū)域?yàn)闇u河上游區(qū)域，沿著渦河順流，速效鉀含量逐漸降低。蚌埠、淮南等區(qū)域有丘陵分布，其各類(lèi)土壤養(yǎng)分含量都在中高等含量。

（4）整體上，皖北地區(qū)東南區(qū)、西南區(qū)土壤養(yǎng)分綜合含量最高，南部、中部區(qū)域含量中等，北部區(qū)域土壤養(yǎng)分含量最低。表明皖北地區(qū)土壤養(yǎng)分空間差異和空間集群特征明顯。

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（責(zé)編：張宏民）