论文基于GIS的土壤养分含量变化以阜康市为例，该文是研究方面有关硕士学位论文范文和养分和阜康市和土壤方面本科毕业论文范文.
摘 要：通过研究阜康市1982年和2012年土壤养分含量,得出土壤养分变化规律,为今后阜康市田间施肥管理提供指导依据.采用1982年土壤普查和2012年测土配方施肥获得的土壤点位信息和养分数据,进行普通克里金插值,然后赋值到土地利用现状图、土壤图和行政区划图叠加形成的赋值单元上.并统计全市各乡、各地形部位的养分含量,比较两个时期各养分含量变化趋势.结果表明：经过30年的变化,全磷含量从0.87g/kg降低到o．57g/kg,降低了53.06%0有机质含量从22.41g/kg降低到18.01g/kg,降低了24.43%碱解氮含量从50mg/kg上升到61mg/kg,增加了22%0有效磷含量从8.2mg/kg上升到13.5mg/kg,增加了66%0速效钾含量基本不变,从231mg/kg上升至247mg/kg,增加了7%.由此可以看出,阜康市土壤有机肥投入相对不足,化肥投入量略有盈余,钾肥投入刚好满足农作物需求.
关键词：阜康市；空间插值；土壤养分；变化趋势
土壤是人类赖以生存和发展最基本、最重要的自然资源之一,它与生态系统及资源和环境的可持续性有直接联系.随着人口、资源和环境之间的矛盾日趋尖锐以及人们不断深入对土壤本质的认识,土壤质量变化规律已成各界研究和关注的热点.自1979-1991年新疆第二次土壤普查以来,随着农业结构的调整、农作物品种的更新、施肥种类及数量的变化,土壤肥力,土壤养分发生了较大变化.了解土壤养分的变化情况,对于指导农业生产,合理施肥,提高测土配方施肥质量,达到农作物高产、优质、高效的目标,保护农业生态环境以及促进农业持续发展有重要意义【3】.
阜康市位于新疆维吾尔自治区的中北部,天山东段北麓,准噶尔盆地的南缘,昌吉回族自治州的中部,与乌鲁木齐米东区相毗邻,地理坐标是北纬43045´—45030’,东经87046´—88044´.东与吉木萨尔县相接壤,西与米泉县交界,南延至博格达峰,北部深至准噶尔腹地与富蕴县毗邻.成土母质主要是洪积物、冲积物、风积物、湖积物和坡积、残积物.水资源有河水,泉水和地下水,天山博格达峰和周围的冰川,是天然的固体水库,加之山中的降水较多,成为河水的主要补给区.
研究阜康市土壤有机质、全磷、碱解氦、速效磷、速效钾的含量变化规律,分析这五种养分含量变化的主要原因.为全市今后耕地质量保护与建设、科学施肥、建设高产农田、提高耕地综合生产力和生态环境建设提供了科学依据.
一、研究方法
在本研究中,根据阜康市实际情况,对8个乡镇,5种土壤养分含量进行了研究.将数据整理后确定出1982年的土壤剖面点位,把阜康市土壤图、土地利用现状图和行政区划图叠加生成评价单元,把1982年土壤剖面点的有机质、全磷、碱解氦、速效钾、速效磷五种养分含量采用克里金插值生成栅格图.把1982年土壤养分含量值和2012年土壤养分含量值赋值到评价单元表中.最后统计数据、对比分析两个时期的土壤养分含量变化.
(一)收集数据
依据1982年土壤调查所获得的调查点资料（包括采样点坐标、剖面的编号、土壤农化分析数据）、县乡基本情况统计以及相关文本资料和数据资料,纸质地图矢量化后得到1982年的剖面点位；再确定2012年的阜康土壤剖面点位数据如附图.并在ArcGIS10.5里建立土壤养分剖面点数据库.
(二)生成评价单元
利用1982年阜康的土壤图、2010年土地利用图和行政区划图,叠加生成阜康市土壤养分单元图,利用ArcGIS10.5工具对细碎图斑进行合并取舍,产生阜康市土壤养分评价单元共4559个评价单元,一个图斑为一个评价单元.土壤图划分到土种,土地利用现状图划分到二级土地利用类型,通过以上三张图层叠加形成的评价单元,其空间界限和行政隶属关系明确,有准确的面积,土种类型和土地利用方式一致.
(三)空间插值
通过插值,实现将点上的数据赋到面上,用已产生的阜康土壤养分评价单元作为插值边界,对有机质、全磷、碱解氦、速效钾、速效磷进行普通克里金插值形成土壤养分含量栅格图.
(四)赋值
采用ZonalHistogram工具,在阜康土壤养分管理单元里,对1982年阜康土壤有机质、全磷、碱解氮、速效钾、速效磷的含量赋值到评价单元中,同样对2012年阜康各土壤养分含量也赋值到评价单元中,以便进行两个时期土壤养分含量变化的对比.
二、结果分析
(一)土壤养分的动态变化
分析1982年和2012年土壤养分数据,参考表1
可以看出：30年后,土壤中全磷和有机质的含量均降低,说明农户对土壤施加的有机肥有所降低.有效磷、碱解氮、速效钾的含量均升高,可表明阜康土壤施加化肥和钾肥逐渐上升至满足作物需求的水平.但是若大量施用化肥不仅会造成肥料的浪费,还会对作物生长产生不良的影响,对地下水造成污染‘7l.速效钾的变化最小,2012年比1982年升高了7%0全新疆的土壤所含速效钾含量呈降低趋势,而阜康市的土壤速效钾含量总趋势基本保持不变,说明阜康农户对钾肥有所关注,但过多的钾对作物生长不利,容易感染虫害,所结果实不易储存等,从而会降低经济和社会效益.有效磷变化最大,2012年比1982年升高了66.0%02012年,全磷的平均含量比1982年降低了53.06%,有机质的平均含量比1982年降低了24.43%,碱解氦的平均含量相比1982年升高了22%.
(二)土壤有机质含量变化
土壤有机质含量对土壤理化性状的影响很大,是衡量土壤肥力的重要指标,决定着土壤养分的贮量和供应水平‘9】.全市1982年土壤有机质平均含量为22.41g/kg,全市2012年土壤有机质平均含量为18.01g／kg,相比1982年降低了4g/kg.滋泥泉子镇的有机质含量变动最大,2012年滋泥泉子镇有机质平均含量相比1982年降低了7.57g/kg.准东办事处有机质平均含
量变动最小.在调查的阜康市8个乡镇中,除准东办事处201 2年土壤有机质的平均含量高于1 982年,其余的滋泥泉子镇、水磨沟乡、上户沟哈萨克民族乡、三工河哈萨克民族乡、九运街镇、甘河子镇和城关镇的201 2年土壤有机质平均含量均低于1 982年土壤有机质平均含量（表2）.
按照201 2年阜康耕地地力评价有机质含量的等级对各个地形部位有机质含量进行分级.分析数据表2得出：有机质含量在山前坡地降低幅度不大,在冲积洪积扇上部、冲积洪积扇中部和冲积洪积扇下部有机质含量均呈降低趋势.
(三)土壤全磷含量变化
全市1 982年土壤全磷平均含量为0.87 g/kg,全市201 2年土壤全磷平均含量为0.57 g/kg,相比1 982年降低了0.3 g/kg.九运街镇平均含量变动最小,2012年土壤全磷平均含量相比1982年降低了0.14 g／kg.在调查的阜康市8个乡镇中,所有乡镇1 982年的土壤全磷平均含量均高于201 2年土壤全磷的平均含量（表3）.
按照201 2年阜康耕地地力评价全磷含量的等级对各个地形部位全磷含量进行分级.由表3分析数据得出：全磷含量在山前坡地、冲积洪积扇上部、冲积洪积扇中部和冲积洪积扇下部及沙漠边缘呈现降低趋势,其中冲积洪积扇下部降低幅度最大.
(四)土壤碱解氮含量变化
碱解氮包括有机的矿物态氮和结构简单易分解的有机态氦素即氨态氦、硝态氦、氨基酸、酰胺等.它可以供作物近期吸收利用,故称为有效氦.从农化样分
析化验结果来看,全市1982年土壤碱解氮平均含量为50mg/kg,全市2012年土壤碱解氮平均含量为61mg/kg,相比1982年升高了10.9mg/kg.滋泥泉子镇的碱解氮含量变动最大,甘河子镇平均含量变动最小.在调查的阜康市8个乡镇中,城关镇、水磨沟乡、准东办事处2012年土壤碱解氦的平均含量低于1982年,其余的滋泥泉子镇、上户沟哈萨克民族乡、三工河哈萨克民族乡、九运街镇、甘河子镇的2012年土壤碱解氮平均含量均高于1982年土壤碱解氦平均含量.
按照2012年阜康耕地地力评价件碱解氮含量的等级对各个地形部位碱解氦含量进行分级.分析数据并参考表4得出：碱解氦含量在山前坡地、冲积洪积扇下部、沙漠边缘为升高趋势,在冲积洪积扇上部和冲积洪积扇中部有小部分降低,大部分仍呈升高趋势.
(五)土壤有效磷含量变化
从农化样分析化验结果来看,全市1982年土壤有效磷平均含量为8.2mg/kg,全市2012年土壤有效磷平均含量为13.55mg/kg,相比1982年升高了5.3mg/kg.甘河子镇的有效磷含量变动最大,滋泥泉子镇平均含量变动最小.在调查的阜康市8个乡镇中,所有的乡镇2012年土壤有效磷的平均含量高于1982年.
按照2012年阜康耕地地力评价有效磷含量的等级对各个地形部位有效磷含量进行分级.分析数据并参考表5得出：山前坡地有效磷含量明显升高,冲积洪积扇上部有效磷含量呈上升趋势,冲积洪积扇中部基本保持平稳状态,冲积洪积扇下部和沙漠边缘有效磷含量降低.
(六)土壤速效钾含量变化
从农化样分析化验结果来看,全市1982年土壤速效钾平均含量为231g/kg,全市2012年土壤速效钾平均含量为247g/kg,相比1982年升高了16g/kg.准东办事处的速效钾含量变动最大,滋泥泉子镇平均含量变动最小.在调查的阜康市8个乡镇中,除滋泥泉子镇2012年速效钾平均含量低于1982年,其余7个乡镇2012年土壤速效钾的平均含量高于1982年.
按照2012年阜康耕地地力评价速效钾含量的等级对各个地形部位速效钾含量进行分级.分析数据并参考表6得出：速效钾含量在山前坡地、冲积洪积扇上部、冲积洪积扇中部呈升高趋势,冲积洪积扇下部虽有部分降低,但总体仍然升高,而沙漠边缘呈降低趋势.
三、结论与讨论
(一)结论
1阜康市土壤有机质含量变化
有机质含量整体呈现降低趋势,相比1982年有机质平均含量降低4g/kg.在调查的阜康市8个乡镇中,除准东办事处土壤有机质的平均含量略有升高,其余的7个镇有机质含量均降低.所有地形部位有机质含量均降低.
2阜康市土壤全磷含量变化
全市土壤全磷平均含量相比1982年降低了0.3g/kg.在调查的阜康市8个乡镇中,所有乡镇的土壤全磷平均含量均降低.所有地形部位的土壤全磷含量均呈降低趋势,其中冲积洪积扇下部变幅较大.
3阜康市土壤碱解氮含量变化
土壤碱解氮平均含量升高了11mg/kg.在调查的阜康市8个乡镇中,城关镇、水磨沟乡、准东办事处土壤碱解氮的平均含量降低,其余乡镇碱解氮含量呈上升趋势.碱解氮含量在所有地形部位呈升高趋势.
4阜康市土壤有效磷含量变化
全市土壤有效磷升高了5.3mg/kg.8个乡镇土壤有效磷的平均含量都升高.山前坡地和冲积洪积扇上部有效磷含量呈上升趋势,冲积洪积扇中部基本保持平稳状态,冲积洪积扇下部和沙漠边缘有效磷含量降低.
5阜康市土壤速效钾含量变化
全市土壤速效钾平均含量相比1982年升高了16mg/kg.除滋泥泉子镇速效钾平均含量有降低,其余7个乡镇土壤速效钾的平均含量均升高.速效钾含量在除沙漠边缘呈降低趋势外其他地形部位含量均升高.
(二)讨论
(1)由于缺乏施肥含量变化的数据作为支撑,肥料因素对土壤养分含量的变化只能通过推测进行分析.
(2)本次研究1982年和2012年的土壤养分含量变化是在相同耕地面积的前提下研究的,因此,新增耕地的土壤养分含量也值得进一步研究.
(3)在今后的田间管理中,应该根据养分变化规律调整规划播种面积、作物产量和肥料的用量,增施有机肥、培肥地力,推广秆秸还田技术,开展土壤提质增效的活动,大力推广应用商品有机肥,开展测土配方施肥技术推广,合理控制磷肥和农家肥施用量,实行深耕深松,提高耕层厚度.
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作者简介：马木提阿吉·乌买尔（1987-）,男,硕士研究生,研究方向：资源遥感
通信作者：范燕敏,女,博士,副教授,研究方向：土壤学及资源遥感
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上文点评：此文是关于对不知道怎么写养分和阜康市和土壤论文范文课题研究的大学硕士、研究本科毕业论文研究论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料.
参考文献：
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