趙明松，李德成，張甘霖，張兆冬，王莉莉（1 安徽理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，安徽淮南 001； 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所），南京 10008； 定遠(yuǎn)縣土壤肥料工作站，安徽定遠(yuǎn) 00）

江淮丘陵地區(qū)土壤養(yǎng)分空間變異特征①
——以安徽省定遠(yuǎn)縣為例

趙明松1，2，李德成2*，張甘霖2，張兆冬3，王莉莉3
（1 安徽理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，安徽淮南 232001；2 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所），南京 210008；3 定遠(yuǎn)縣土壤肥料工作站，安徽定遠(yuǎn) 233200）

以安徽省江淮丘陵地區(qū)的定遠(yuǎn)縣為例，利用測(cè)土配方施肥獲取的1 401個(gè)農(nóng)田表層樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和GIS技術(shù)研究了土壤有機(jī)質(zhì) （SOM）、全氮 （TN）、速效磷 （AP） 和速效鉀 （AK） 含量的空間變異特征及其影響因素。結(jié)果表明，定遠(yuǎn)縣SOM含量為17.74 g/kg，TN含量為1.04 g/kg，AP含量為13.45 mg/kg，AK含量為115.00 mg/kg，屬中等水平。變異系數(shù)介于28.85% ～ 73.38%，屬中等變異強(qiáng)度。地統(tǒng)計(jì)分析表明，定遠(yuǎn)縣土壤養(yǎng)分的變異函數(shù)符合指數(shù)模型，具有中等強(qiáng)度的空間自相關(guān)性，SOM和TN的空間自相關(guān)性稍強(qiáng)。土壤養(yǎng)分在空間上呈塊狀分布，SOM、TN和AK的空間分布總體上東南高、西北低；AP總體上西高東低。土壤養(yǎng)分空間變異主要受地形和土壤類(lèi)型影響。

土壤養(yǎng)分；空間變異；地統(tǒng)計(jì)學(xué)；Kriging插值

研究土壤空間變異對(duì)土壤預(yù)測(cè)制圖、土壤分區(qū)管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等具有重要意義，也是實(shí)施土壤調(diào)查和優(yōu)化采樣策略必需考慮的因素［1］。土壤養(yǎng)分直接影響農(nóng)作物生長(zhǎng)與糧食產(chǎn)量，同時(shí)對(duì)改善土壤理化性質(zhì)、地表過(guò)程模擬、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等有著重要的意義。因此，揭示土壤養(yǎng)分空間變異特征是了解區(qū)域土壤肥力狀況的重要內(nèi)容，也是合理利用土壤資源和指導(dǎo)施肥的前提。

20 世紀(jì) 70 年代起，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者多采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 （主要是 Kriging 插值） 對(duì)土壤養(yǎng)分的空間變異進(jìn)行了研究［2-8］，如 Cambardella 等［3］研究了田間尺度土壤有機(jī)質(zhì)、全氮等含量的空間變異，利用塊金系數(shù)確定變異強(qiáng)弱標(biāo)準(zhǔn)，Kuzel 等［4］研究了1 hm2區(qū)域內(nèi) Cd 濃度、pH 和土壤有機(jī)質(zhì)的空間變異。王志剛等［5］研究了長(zhǎng)三角典型地區(qū)土壤肥力的空間變異規(guī)律，劉國(guó)順等［6］研究了田間尺度的緩坡煙田土壤養(yǎng)分空間變異規(guī)律，呂真真等［7］研究了環(huán)渤海沿海區(qū)域土壤養(yǎng)分空間變異及分布格局，趙明松等［8］研究了徐淮黃泛平原區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)空間變異規(guī)律，并揭示其變異影響因素，這些研究為評(píng)價(jià)區(qū)域土壤肥力、合理利用土壤資源等提供科學(xué)依據(jù)。

安徽省江淮丘陵區(qū)地處淮河和長(zhǎng)江之間，地貌類(lèi)型較復(fù)雜，包括低山、丘陵、崗地、湖濱與沿河平原等。行政區(qū)包括霍邱縣、壽縣、肥東縣、肥西縣、長(zhǎng)豐縣、定遠(yuǎn)縣、鳳陽(yáng)縣、滁州市、天長(zhǎng)市、全椒縣、來(lái)安縣等地，土地面積 1.54 萬(wàn) km2。江淮丘陵位于北亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡帶，光溫水等氣候條件豐富，主要分布有黃棕壤 （濕潤(rùn)淋溶土）、黃褐土 （濕潤(rùn)淋溶土）、水稻土 （水耕人為土）、石灰土 （濕潤(rùn)雛形土）、砂姜黑土 （潮濕雛形土）、潮土 （潮濕雛形土）、紫色土 （濕潤(rùn)雛形土） 等土壤，是安徽省主要的糧油生產(chǎn)基地之一。該區(qū)域土壤肥力較低，中低產(chǎn)土壤比重大，水土易流失，在很大程度上制約農(nóng)業(yè)發(fā)展。目前，關(guān)于江淮丘陵區(qū)土壤養(yǎng)分空間變異的研究較少，如馬渝欣等［9］利用測(cè)土配方施肥和農(nóng)田土壤碳庫(kù)調(diào)查數(shù)據(jù)，研究了該區(qū)定遠(yuǎn)縣土壤有機(jī)碳空間分異，但對(duì)于其他土壤養(yǎng)分沒(méi)有涉及。因此，本研究利用地統(tǒng)計(jì)方法和 GIS 技術(shù)，探討江淮丘陵地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等養(yǎng)分空間變異規(guī)律及其影響因素，對(duì)于了解土壤肥力空間變異、指導(dǎo)野外采樣具有重要意義，為區(qū)域土壤分區(qū)管理和改善土壤肥力等提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于江淮丘陵地區(qū)中部的定遠(yuǎn)縣，介于32°13′ ～ 32°42′N(xiāo)，117°13′ ～ 118°15′E （圖1），總面積2 998 km2。定遠(yuǎn)縣屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫14.8℃，年平均降水量934 mm，無(wú)霜期210 天。該縣地勢(shì)總體上北高南低，海拔15 ～ 337 m，90% 區(qū)域海拔低于100 m （圖2）。地貌類(lèi)型大致分為丘陵、崗地、波狀平原和平原。研究區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)為崗地和波狀平原分布在區(qū)域中部；少量的成片平原僅分布于縣西南和縣東池河沿岸一帶；丘陵分布在區(qū)域北部和東部。成土母質(zhì)主要為下蜀黃土、黃土性古河流沉積物、石灰?guī)r殘坡積物等，農(nóng)田土壤類(lèi)型主要有黃棕壤、石灰?guī)r土、紫色土、砂姜黑土、水稻土、潮土等。研究區(qū)土地利用以水田為主，占總面積的 63.78%，旱地面積占9.78% （圖2）。輪作制度以稻-油 （麥） 輪作為主，是全國(guó)商品糧基地縣之一。

圖1 定遠(yuǎn)縣位置（左）和采樣點(diǎn)分布圖（右）Fig. 1 Location （left） and soil sampling sites （right） of the Dingyuan County

圖2 定遠(yuǎn)縣數(shù)字高程模型（左）和土地利用（右）Fig. 2 Digital elevation model （left） and land use （right） of Dingyuan County

1.2 樣品采集與分析

1.2.1 土壤樣品采集 土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于定遠(yuǎn)縣2008年測(cè)土配方施肥工作。根據(jù)土壤、土地利用、地貌等共調(diào)查取樣典型田塊1 401個(gè) （圖1），采樣深度為耕作層 （0 ～ 20 cm），同一田塊內(nèi)隨機(jī)多點(diǎn)采樣，混合后按四分法留1 kg，并在田塊中心記錄GPS坐標(biāo)和海拔。

1.2.2 樣品處理與分析 樣品在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干后，用木棒壓碎挑出礫石、草根等雜物，研磨過(guò)2、0.25和0.149 mm尼龍篩。土壤有機(jī)質(zhì) （SOM） 采用重鉻酸鉀氧化-滴定法測(cè)定，土壤全氮 （TN）采用重鉻酸鉀、硫酸消化-蒸餾法 （凱氏蒸餾法） 測(cè)定，土壤有效磷 （AP） 采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法 （分光光度法） 測(cè)定，土壤速效鉀 （AK） 采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定［10］。依據(jù)《定遠(yuǎn)土壤》中記錄的每一個(gè)土種（最小分類(lèi)單元）的質(zhì)地類(lèi)型，按照測(cè)土配方施肥樣品所屬的土種確定每一個(gè)樣點(diǎn)質(zhì)地。質(zhì)地分級(jí)采用卡慶斯基制。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 13.0 for Windows對(duì)土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)、正態(tài)分布檢驗(yàn)以及方差分析。利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)的變異函數(shù)分析土壤養(yǎng)分空間變異結(jié)構(gòu)特征［11］。利用ArcGIS 9.3地統(tǒng)計(jì)模塊的普通Kriging插值方法繪制土壤養(yǎng)分空間分布圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤養(yǎng)分含量的統(tǒng)計(jì)特征

表1為土壤養(yǎng)分含量的統(tǒng)計(jì)特征值。研究區(qū)SOM、TN、AP和AK的平均含量分別為17.74 g/kg、1.04 g/kg、13.45 mg/kg和115.00 mg/kg，養(yǎng)分含量屬于中等水平。SOM含量介于1.60 ～ 60.80 g/kg，TN含量介于0.29 ～ 4.63 g/kg，AP含量介于0.40 ～ 99.70 mg/kg，AK含量16.00 ～ 794.00 mg/kg，全縣養(yǎng)分含量變化范圍較大。土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)介于28.85% ～ 73.38%，均屬于中等變異強(qiáng)度［12］，其中AP的變異最大，變異系數(shù)為73.38%，其次是AK，SOM和TN的變異最弱，變異系數(shù)均小于30%。這與劉國(guó)順等［6］、呂真真等［7］的研究結(jié)果相似，土壤速效養(yǎng)分較之SOM和TN等的變化幅度大。這主要與養(yǎng)分元素在土壤中的化學(xué)行為及肥料施用狀況、耕作等田間管理措施有關(guān)。實(shí)施家庭聯(lián)產(chǎn)責(zé)任承包制以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由集體耕作轉(zhuǎn)變?yōu)橐赞r(nóng)戶(hù)家庭為單位的獨(dú)立耕作管理方式，農(nóng)戶(hù)根據(jù)個(gè)人意愿和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不同農(nóng)戶(hù)間的田間施肥種類(lèi)和數(shù)量、耕作方式以及田間管理水平等存在較大差異。農(nóng)戶(hù)施肥調(diào)查信息表明，不同農(nóng)戶(hù)的氮素投入量差異不明顯，磷素和鉀素投入差異較明顯。偏度和峰度系數(shù)表明研究區(qū)土壤養(yǎng)分含量符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，滿(mǎn)足地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的要求。

表1 研究區(qū)土壤養(yǎng)分含量的統(tǒng)計(jì)特征值Table1 Statistical characteristic values of soil nutrient contents

2.2 土壤養(yǎng)分含量空間變異結(jié)構(gòu)特征分析

表2為對(duì)數(shù)變換后的土壤養(yǎng)分含量的變異函數(shù)擬合模型及參數(shù)。根據(jù)決定系數(shù)（R2）、殘差 （RSS）等，選擇變異函數(shù)的擬合模型。研究區(qū)土壤養(yǎng)分的變異函數(shù)均符合指數(shù)模型。

由表2可知，研究區(qū)的SOM、TN、AP和AK 的C0分別為0.046、0.034、0.270和0.119，說(shuō)明在當(dāng)前的采樣尺度范圍內(nèi)存在由采樣誤差、短距離變異、施肥水平等隨機(jī)因素引起的變異［13］。其中AP和AK的 C0較大，說(shuō)明在當(dāng)前的采樣尺度內(nèi)，隨機(jī)變異的成分仍較大。塊金系數(shù) （C0/（C0+C）） 表示空間異質(zhì)性程度，比值高，說(shuō)明由隨機(jī)部分引起的空間變異程度較大［14］；相反，則由空間自相關(guān)部分引起的空間變異程度較大。4種養(yǎng)分的塊金系數(shù)均在 25% ～75%，說(shuō)明區(qū)域內(nèi)存在中等的空間自相關(guān)性，結(jié)構(gòu)因素與隨機(jī)因素對(duì)研究區(qū)土壤養(yǎng)分空間變異的作用相當(dāng)［3， 14］。其中SOM和TN的空間自相關(guān)性稍強(qiáng)，AP 和AK的空間自相關(guān)性稍弱，這主要是由農(nóng)戶(hù)田間施肥和管理水平的差異引起的，與上文的變異系數(shù)的規(guī)律一致。

表2 土壤養(yǎng)分含量的半方差函數(shù)理論模型和參數(shù)Table2 Semivariogram model and its parameters for soil nutrients

變程表示具有相似性質(zhì)的斑塊的空間連續(xù)性的范圍，變程以?xún)?nèi)的空間變量具有空間自相關(guān)性，變程以外則不存在空間自相關(guān)。各養(yǎng)分的變程介于7 380 ～12 600 m，說(shuō)明在此空間范圍內(nèi)分布連續(xù)，存在空間自相關(guān)性，超出此范圍空間自相關(guān)性消失。其中SOM的變程最大，AP次之，TN和AK的變程最小，這種規(guī)律與張玉銘等［15］和劉國(guó)順等［6］研究結(jié)果一致。本研究中SOM的變程為12 600 m，塊金系數(shù)為49.50%，馬渝欣等［9］在該縣的研究結(jié)果 （土壤有機(jī)碳變程為6 300 m，塊金系數(shù)為10%） 略有差異，這可能與選用的樣本數(shù)量和樣本集有關(guān) （土壤樣本數(shù)2008年測(cè)土配方施肥樣916個(gè)，2011年70個(gè)），在后期的研究需進(jìn)一步探討。

2.3 土壤養(yǎng)分含量空間分布特征

采用普通Kriging方法繪制土壤養(yǎng)分含量空間分布圖 （圖3）。定遠(yuǎn)縣SOM含量空間分布趨勢(shì)與區(qū)域地形特征 （圖2左） 相反：總體上東北和東南沿河平原含量較高，達(dá)20 g/kg以上；西部次之，含量在15 ～20 g/kg；中部和東北部丘陵區(qū)含量較低，在15 g/kg以下，且在東南至西北方向上變異最強(qiáng)烈。這與定遠(yuǎn)縣地形地貌有關(guān)，從地貌來(lái)看丘陵崗地起伏較大，水土流失相對(duì)較為嚴(yán)重，表層土壤和有機(jī)質(zhì)分解后易被淋洗流失。此外，定遠(yuǎn)縣沿河及濱湖平原地下水位在0.5 ～ 1.0 m；崗地與丘陵區(qū)地下水位在2 ～ 8 m，局部地區(qū)大于10 m，地下水補(bǔ)給較差①定遠(yuǎn)縣土壤普查辦公室. 定遠(yuǎn)土壤. 1985，土壤水分含量較低，這也是影響該縣 SOM空間分布格局的因素之一。TN的空間分布特征與SOM相似，這主要是因?yàn)槎咧g的相關(guān)性。大部分區(qū)域 TN含量較低，在1.1 g/kg以下。AP和AK含量在空間上呈斑塊狀分布。AP的空間分布總體上西高東低，中部和西部地區(qū)含量均在13 mg/kg以上，分布趨勢(shì)與SOM相反。AK的高值主要分布在中東部，含量在150 mg/kg以上，低值分布在東部丘陵和西部，含量在100 mg/kg以下。參照全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，定遠(yuǎn)縣土壤養(yǎng)分仍以中下等水平為主，SOM含量較缺乏。定遠(yuǎn)縣總體上東部土壤肥力較西部高，因此需加強(qiáng)該縣西部區(qū)域的土壤培肥工作，增加有機(jī)質(zhì)、氮、鉀等元素的輸入，東部地區(qū)需增加磷肥的輸入。

圖3 普通Kriging插值的土壤養(yǎng)分空間分布Fig. 3 Spatial distribution of soil nutrient contents based on Kriging

2.4 土壤養(yǎng)分空間變異影響因素分析

2.4.1 地形因素 地形對(duì)地表物質(zhì)和能量的再分配影響著成土過(guò)程，土壤所處的環(huán)境條件也影響著其發(fā)育和演變。定遠(yuǎn)縣地勢(shì)總體上北高南低、東西較低、中部較高 （圖2），SOM和TN含量空間分布與地形特征相反 （圖3），AP含量空間分布與地形特征相似。表3為海拔和土壤養(yǎng)分的相關(guān)系數(shù)矩陣，由表可見(jiàn)定遠(yuǎn)縣SOM、TN和海拔呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），AP與海拔呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），AK與海拔呈負(fù)相關(guān)但不顯著。這主要是因?yàn)楹０屋^高的地區(qū)，土壤養(yǎng)分因灌水、降雨而易淋失；其次在定遠(yuǎn)縣丘陵崗地的地下水位埋藏較深，土壤濕度較低，有機(jī)質(zhì)分解迅速，不易積累，導(dǎo)致SOM和TN含量相對(duì)低于地勢(shì)較低的地區(qū)。

表3 土壤養(yǎng)分含量與海拔的相關(guān)系數(shù)矩陣Table3 Correlation coefficients between soil nutrient contents and elevation

2.4.2 土壤類(lèi)型 表4為不同土壤類(lèi)型的養(yǎng)分含量統(tǒng)計(jì)情況。6種土壤類(lèi)型的SOM、TN和AP平均含量相差較小，其中水稻土的SOM和TN含量稍高，潮土的含量最低。這主要與兩種土壤類(lèi)型的土地利用方式和成土環(huán)境有關(guān)。石灰（巖）土和黃棕壤的AP含量較高，分別為 13.81 和 13.69 mg/kg，潮土的含量最低。6種土壤類(lèi)型的AK含量存在顯著差異 （P＜0.05），其中紫色土的含量最高，砂姜黑土的含量最低。

表4 不同土壤類(lèi)型的土壤養(yǎng)分含量Table4 Soil nutrient contents different in soil types

不同土壤類(lèi)型間養(yǎng)分含量的方差分析結(jié)果：SOM、TN和AK的組間均方均大于組內(nèi)均方，F(xiàn)檢驗(yàn)分別為 7.55 （P＜0.001）、6.19 （P＜0.001） 和 3.07 （P＜0.01）；AP的F檢驗(yàn)為0.18 （P= 0.969）。結(jié)果表明除AP外各土壤類(lèi)型的養(yǎng)分含量具有顯著差異，其中土壤類(lèi)型對(duì)SOM含量的差異影響較大，對(duì)AK含量的差異影響較小。雖然方差分析表明不同土壤類(lèi)型間養(yǎng)分含量存在顯著差異，但是SOM和TN數(shù)據(jù)組通不過(guò)齊次性檢驗(yàn)，多重比較無(wú)意義。

2.4.3 土壤質(zhì)地 土壤質(zhì)地在局部范圍內(nèi)影響土壤養(yǎng)分含量，特別是砂粒和黏粒含量顯著影響 SOM的累積與分解［17］。一般而言，土壤黏粒含量較高，SOM較高，主要因?yàn)轲ちＭㄟ^(guò)與有機(jī)物質(zhì)結(jié)合形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體，吸附穩(wěn)定SOM，降低了其礦化速度，有利于其積累；相反砂粒含量較高的土壤中，這種保護(hù)機(jī)制較小或缺少，有機(jī)質(zhì)礦化分解較快［18］；而SOM含量與粉粒含量的作用，主要表現(xiàn)在粉粒對(duì)土壤水分有效性、植被生長(zhǎng)的正效應(yīng)及其對(duì)SOM的保護(hù)作用［19-21］。

表5為定遠(yuǎn)縣不同土壤質(zhì)地類(lèi)型的養(yǎng)分含量統(tǒng)計(jì)值。不同土壤質(zhì)地類(lèi)型的SOM含量差異顯著，含量高低依次為：重壤土、中壤土、輕壤土、輕黏土。輕壤土、中壤土和重壤土中的黏粒和粉粒含量依次增高，其SOM含量相應(yīng)較高。而輕黏土的黏粒含量較高，SOM含量反而比其他質(zhì)地類(lèi)型的SOM含量要低，這主要與區(qū)域成土母質(zhì)有關(guān)。根據(jù)定遠(yuǎn)縣第二次土壤普查資料，發(fā)育在下蜀黃土母質(zhì)上的馬肝土、馬肝田、黃白土以及黑姜土，質(zhì)地黏重，多為輕黏土，較發(fā)育在其他母質(zhì)類(lèi)型上的有機(jī)質(zhì)含量較低①定遠(yuǎn)縣土壤普查辦公室. 定遠(yuǎn)土壤. 1985。

表5 不同質(zhì)地的土壤養(yǎng)分含量Table5 Nutrient contents in the soils with different texture types

方差分析結(jié)果表明各土壤質(zhì)地類(lèi)型間的SOM含量差異性顯著 （F檢驗(yàn)為3.36，P＜0.05）。不同質(zhì)地類(lèi)型的TN （F檢驗(yàn)為0.41，P= 0.748）、AP （F檢驗(yàn)為0.98，P= 0.400） 和AK （F檢驗(yàn)為1.34，P= 0.260） 差異不顯著，但由F檢驗(yàn)值可以看出質(zhì)地類(lèi)型對(duì)AK的影響要略大于AP和TN。土壤質(zhì)地是定遠(yuǎn)縣SOM空間變異的主要影響因素。

3 結(jié)論

1） 定遠(yuǎn)縣SOM、TN、AP和AK的平均含量分別為17.74 g/kg、1.04 g/kg、13.45 mg/kg和115.00 mg/kg，屬于中等水平。土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)介于 28.85% ～73.38%，均屬于中等變異強(qiáng)度。土壤養(yǎng)分的變異函數(shù)均符合指數(shù)模型，區(qū)域內(nèi)存在中等強(qiáng)度的空間自相關(guān)性，空間自相關(guān)距離介于7 380 ～ 12 600 m。SOM和TN的空間自相關(guān)性稍強(qiáng)，AP和AK的空間自相關(guān)性稍弱。

2） 定遠(yuǎn)縣 SOM和 TN空間分布與地形特征相反，總體上東北和東南含量較高，西部次之，中部含量最低，在東南至西北方向上變異最強(qiáng)烈。AP和AK在空間上呈斑塊狀分布，AP含量總體上西高東低；AK含量總體上中東部較高，東部和西部較低。定遠(yuǎn)縣土壤養(yǎng)分空間變異受地形、土壤類(lèi)型和質(zhì)地影響，其中地形和土壤質(zhì)地對(duì)SOM空間變異影響較強(qiáng)。

3） 定遠(yuǎn)縣土壤肥力總體上東部較西部高，西部區(qū)域應(yīng)強(qiáng)化秸稈還田，增施有機(jī)肥、農(nóng)家肥、鉀肥以提高土壤有機(jī)質(zhì)、氮、鉀含量，而東部地區(qū)則需增施磷肥。

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Spatial Variability Characteristics of Soil Nutrients in Jianghuai Hilly Region——A Case Study of Dingyuan County， Anhui Province

ZHAO Mingsong1，2， LI Decheng2*， ZHANG Ganlin2， ZHANG Zhaodong3， WANG Lili3
（1 School of Geodesy and Geomatics， Anhui University of Science and Technology， Huainan， Anhui 232001， China； 2 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture （Institute of Soil Science， Chinese Academy of Sciences）， Nanjing 210008，China； 3 Soil and Fertilizer Station of Dingyuan County， Dingyuan， Anhui 233200， China）

In this research， Dingyuan County was chosen as a case in the Jianghuai hilly region. A total of 1 401 soil samples were obtained from soil testing and formulated fertilization of Dingyuan County. Spatial variability of organic matter （SOM）， total nitrogen （TN）， available phosphorus （AP）， and available potassium （AK） in the surface layer of soils in this region were analyzed using the Geostatistics and GIS method. The factors influencing the spatial variability of soil nutrients were also investigated by means of correlation analysis and variance of analysis. The results showed that the average contents of SOM， TN，AP and AK were 17.74 g/kg， 1.04 g/kg， 3.45 mg/kg and 115.00 mg/kg， respectively. The coefficients of variation for these soil nutrients ranged from 28.85% to 73.38%， belonging to a moderate level of variation. Geostatistical analysis suggested that semivariance functions of soil nutrients were fitted by exponential model. There was a moderate spatial autocorrelation among these soil nutrients. Spatial autocorrelation of SOM and TN was slightly stronger than that of AP and AK. Soil nutrients were distributed spatially in patches. The contents of SOM， TN and AK decreased along the direction from southeast to northwest in spatial distribution. AP content decreased from west to east of Dingyuan County. Topography and soil types were main factors influencing the spatial variability of soil nutrients in Dingyuan County.

Soil nutrients； Spatial variability； Geostatistics； Kriging interpolation

S159

10.13758/j.cnki.tr.2016.04.021

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41501226）、安徽省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目（KJ2015A034）、土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目（Y412201431）和安徽理工大學(xué)人才引進(jìn)項(xiàng)目（ZY020）資助。

（dcli@issas.ac.cn）

趙明松（1983—），男，安徽淮南人，博士，講師，主要從事數(shù)字土壤制圖和土壤空間變異研究。E-mail： zhaomingsonggis@163.com