（作物栽培学与耕作学专业论文）不同尺度下橡胶园土壤养分时空变异特性的研究.pdf

吣y 删, t i 9 8 5 4 8 海南大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。 做作者签名裼职庄 日期：c ；b 9 年多月午日 学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权海南大 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属海 南大学和中国热带农业科学院共同所有。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文作者签名： 袖廊 日期：渊。年多月午日 导师签名书袭乡、 日期：曲夕年月午日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文 提交“c a l l s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中规定享受相关权益。同 蠢诠塞逞銮蜃溢卮! 巳圭生；旦= 生；旦三生筮查。 论文作者签名：楠鼹悬 日期：山9 年f 月午日 聊魏卡桫 日期：如年月午日 两要 管理好土壤养分，合理进行施肥，是关系到我国农业可持续发展的重大技术 问题。土壤养分不仅具有明显的空间变异，而且在时间是上也表现出一定的变化。 海南省作为中国重要的植胶区之一，其土壤养分的状况不仅与海南省农业非点源 污染等环境有关，更与橡胶胶乳产量和质量相关。因此，研究海南省胶园土壤养 分的时空变异特性，不仅是推进精准农业实施的前提和基础，而且也可以控制农 业面源污染，更能为实现橡胶园科学、平衡施肥提供理论依据。但长期以来，利 用g i s 和地统计学对橡胶园的研究几乎是空白因此，本研究应用地统计学与 g i s 技术相结合的方法，选择1 ：2 5 0 0 0 0 海南省胶园、1 ：5 0 0 0 0 蓝洋镇胶园两个 不同尺度研究区域，分析了橡胶园土壤养分的时空变异特性，并进行不同尺度管 理分析模型探讨。主要研究结果如下： 1 海南省橡胶园土壤养分时空变异 2 0 0 8 年海南省胶园碱解氮、全氮、全磷、速效钾、p h ，有机质的含量跟1 9 8 4 年的相比均有不同程度的下降，速效钾含量下降幅度最大；而速效磷和全钾含量 则比1 9 8 4 年有所增加。 海南省橡胶园经过长期不同的人为耕作管理，其土壤碱解氮、全氮、全磷、 速效钾、全钾、有机质含量己逐渐趋向均一，以上各养分变异系数均呈下降趋势。 p h 的变异系数也呈下降趋势，表明种植橡胶后海南省胶园土壤有朝均匀、全面 酸化方向发展的趋势。而速效磷的变异系数则由1 9 8 4 年的1 1 7 8 1 0 , o 上升到 2 0 0 2 ，属于强变异。 2 0 0 8 全氮的块基比值为8 3 1 2 ，空间相关性很弱，说明人为因素对土壤全 氮的空间变异影响很大，碱解氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、有机质和p h 均具有中等程度的空间相关性，说明经过长时问的耕作、施肥、田间管理水平等 人为因素在一定程度上削弱了它们受结构性因素的影响，从而削弱它们的空间相 关性。海南省土壤养分时空分布图和时空时空变异图结果进一步解释了土壤全 氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、有机质和p h 在这2 0 几年的变化情况。根据 橡胶树养分丰缺指标，对2 0 0 8 年海南省橡胶园养分分布格局进行分区，碱解氮 分为两个管理分区，全氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷和有机质均分为三个管 理分区，在以后的胶园土壤管理中，可以根据该管理分区进行因地制宜的科学管 理。 2 蓝洋镇橡胶园土壤养分空间变异 从对土壤养分数据的描述性统计分析结果来看，蓝洋镇胶园土壤碱解氮、全 氮、p h 和有机质的数据符合正态分布，而速效磷、全磷、速效钾和全钾的数据 符合对数正态分布；从变异系数来看，速效磷的变异系数最大，为2 3 1 9 ，p h 的变异系数最小，为5 9 7 ，其他几种养分的变异系数在2 5 2 9 7 4 1 6 之间， 大小顺序为全钾 速效钾 全磷 碱解氮 全氮 有机质。 土壤速效钾和全钾的c 。( c 。+ c ) 值均小于2 5 ，表现出强烈的空间相关性，结 构性因素是其空间变异的主要影响因子，这与研究区内长期以来忽视钾肥的施用 的现状基本吻合，由此导致钾素的变异与土壤母质和土壤类型等结构性因素密切 相关。土壤碱解氮、全氮、速效磷、全磷、p h 、有机质均具有中等空间相关性， 这六种养分的空间变异是结构性因素和随机性因素的共同作用的结果。 土壤各养分的空间相关距离在2 4 3 k m 一- - 1 2 2 9 4 k m 之间，均大于取样间距。 其中相关距离较小的是土壤碱解氮，为2 4 3 k m ：相关距离较大的是p h ，为 1 2 2 9 4 k m 。 养分空间变异图可以看出，蓝洋镇胶园各养分的空间分布都表现一定的规 律。空间变异图能直观地体现各养分的空间分布情况，为以后的胶园管理提供依 据。 根据养分丰缺指标绘制各养分丰缺图，对蓝洋镇胶园养分分布格局进行分 区，全氮、速效钾、有机质分为两个管理分区，全钾、全磷、速效磷均分为三个 管理分区，在以后的胶园土壤管理中，可以根据该管理分区进行因地制宜的科学 管理。 3 、不同尺度下橡胶园土壤养分空间变异套合分析 对两个不同尺度下的胶园土壤养分变异进行套合分析表明，土壤碱解氮、全 氮、全磷、速效钾、p h 、有机质的变异系数随研究尺度的加大而增加；速效磷和 全钾的变异系数则是蓝洋镇 海南省，这说明在小尺度范围内，土壤速效磷和全 钾的空间随机性大，更易受人为因素的影响。 碱解氮、全氮、速效磷、全磷、p h 、有机质在不同尺度上都表现为中等空间 相关性，速效钾和全钾在大尺度下表现为中等空间变异性，但在小尺度下却表现 为强烈的空间相关性。 全氮的空间分布在两个尺度上都呈现出明显的地理规律，且在两个尺度下能 形成一个较好的套合结构。土壤碱解氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、有机质 虽然在各个尺度上都有较明显的空间分布格局，但两个尺度的分布规律差别很 大，不能形成好的套合结构。 关键词：g i s 地统计学橡胶园土壤养分时空变异分区管理 n a b s t r a c t a p p r o p r i a t em a n a g e m e n to fs o i ln u t r i e n t sa n dr e a s o n a b l ef e r t i l i z a t i o na r et h ek e y t e c h n o l o g i c a lp r o b l e m sr e l a t e dt oc h i n e s ea g r i c u l t u r e ss u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t w h a tf e a t u r e ss o i ln u t r i e n t si sn o to n l yt h es p e c i a lv i a b i l i t y ，b u ta l s ot h et e m p o r a l v i a b i l i t yt os o m ee x t e n t a so n eo ft h ei m p o r t a n c er u b b e rp l a n t a t i o na r e a so fc h i n a ， t h es o i ln u t r i e n t ss t a t u si sn o to n l yr e l a t e dt ot h ee n v i r o n m e n t ss u c ha sn o n p o i n t s o u r c ep o l l u t i o n ，e t c ，b u ta l s ot ot h ey i e l da n dq u a l i t yo fr u b b e rl a t e x 。t h e r e f o r e ， s t u d y i n go nt h es o i ln u t r i e n t s t i m e s p a c ev a r i a t i o nc h a r a c t e r so fh a i n a nr u b b e r p l a n t a t i o ni st h ep r e c o n d i t i o na n db a s i sf o rp r o m o t i n gt h ep r e c i s i o na g r i c u l t u r e ；i t c o u l da l s oc o n t r o lt h e a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n t s o u r c ep o l l u t i o na n d p r o v i d et h e t h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h er u b b e rp l a n t a t i o n s s c i e n t i f i ca n db a l a n c e df e r t i l i z a t i o n h o w e v e r , i th a sb e e na l m o s tab l a n kf o ral o n gt i m et os t u d yt h er u b b e rp l a n t a t i o n sb y u t i l i z i n gg i sa n dg e o s t a t i s t i c s t h e r e f o r e ，t h es t u d ya p p l i e st h em e t h o dc o m i n gg i s a n dg e o s t a t i s t i c s ，a d o p t st w os t u d ya r e a su n d e rd i f f e r e n ts c a l e s ：h a i n a nr u b b e r p l a n t a t i o n si n1 ：2 5 0 0 0 0a n dl a n y a n gr u b b e rp l a n t a t i o n si n1 ：5 0 0 0 0 ，a n a l y z e st h es o i l n u t r i e n t s t i m e - s p a c ev a r i a t i o nc h a r a c t e r so fr u b b e rp l a n t a t i o n s ，a n dd i s c u s s e st h e m a n a g e m e n ta n a l y s i sm o d e l si nd i f f e r e n ts c a l e s t h em a i ns t u d yr e s u l t so b t a i n e da r e s u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 s o i ln u t r i e n t s t i m e - s p a c ev a r i a t i o no fh a i n a nr u b b e rp l a n t a t i o n s c o m p a r e dw i t l lt h o s eo f19 8 4 ，t h ec o n t e n t so fh y d r o l y z a b l en i t r o g e n ，t o t a l n i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，p h ，a n do r g a n i ci nh a i n a nr u b b e r p l a n t a t i o n sd e c r e a s e dt od i f f e r e n td e g r e e si n2 0 0 8 ，t h ed e s c e n tr a n g eo fa v a i l a b l e p o t a s s i u mw a st h el a r g e s t ；h o w e v e r , t h ec o n t e n t so fa v a i l a b l ep h o s p h o ra n dt o t a l p o t a s s i u mi n c r e a s e dc o m p a r e dw i t ht h o s eo f19 8 4 a f t e ry e a r so fd i f f e r e n ta r t i f i c i a lc u l t i v a t i o n m a n a g e m e n t ，t h ec o n t e n t so f h y d r o l y z a b l en i t r o g e n ，t o t a ln i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，a n d o r g a n i ci nh a i n a nr u b b e rp l a n t a t i o n s s o i lg r a d u a l l yp r e s e n t e dt h eu n i f o r mt r e n d ，a n d t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n t so ft h e s ec o n t e n t sa b o v ep r e s e n t e dt h ed o w n t r e n d t h ep h s v a r i a t i o nc o e f f i c i e n ta l s op r e s e n t e dt h ed o w n t r e n d ，w h i c hm e a n th a i n a nr u b b e r p l a n t a t i o n s s o i lh a dt h ed e v e l o p i n gt r e n do fu n i f o r m i t ya n do v e r a l la c i d i f i c a t i o n h o w e v e r , t h ea v a i l a b l ep h o s p h o r sv a r i a t i o nc o e f f i c i e n ti n c r e a s e df r o m117 81 i n 19 8 4t o2 0 0 2 ，w h i c hb e l o n g e dt oo b v i o u sv a r i a t i o n i n2 0 0 8t h et o t a ln i t r o g e n sr a t i ow a s8 3 12 ，s p a t i a lc o r r e l a t i o nw a sr a t h e rw e a k ， w h i c hm e a n ta r t i f i c i a lf a c t o r so b v i o u s l yi n f l u e n c e dt h et o t a l n i t r o g e n ss p a t i a l i i i v a r i a t i o n ；a n dt h eh y d r o l y z a b l en i t r o g e n ，a v a i l a b l ep h o s p h o r , t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，t o t a lp o t a s s i u m ，o r g a n i ca n dp ha l lp r e s e n t e dm e d i u ms p a t i a l c o r r e l a t i o n ，w h i c hm e a n tt h ea r t i f i c i a lf a c t o r ss u c ha sy e a r so fc u l t i v a t i o n ，f e r t i l i z a t i o n ， f i e l dm a n a g e m e n t ，e t c h a dr e d u c e dt h es t r u c t u r a lf a c t o r s i n f l u e n c e do nt h e s ec o n t e n t s ， a n d c o n s e q u e n t l yw e a k e n e dt h e i rs p a t i a lc o r r e l a t i o n h a i n a n s o i l s t i m e s p a c e d i s t r i b u t i o ng r a p ha n ds p a c e t i m ed i f f e r e n c eg r a p hf u r t h e re x p l a i n e dt h ec h a n g i n g s t a t u so ft o t a ln i t r o g e n ，a v a i l a b l ep h o s p h o r , t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ， t o t a lp o t a s s i u m ，o r g a n i ca n dp hd u r i n gm o r et h a n2 0y e a r s a c c o r d i n gt ot h e p l e n t i f u l l a c ki n d e x e so fr u b b e rt r e e s n u t r i e n t s ，w ed i v i d e dt h en u t r i e n td i s t r i b u t i o n p a t t e mo f2 0 0 8h a i n a nr u b b e rp l a n t a t i o n s ，h y d r o l y z a b l en i t r o g e nw a sd i v i d e di n t o t w om a n a g e m e n ts u b a r e a s ，t o t a ln i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ， a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，a n do r g a n i ch a db e e nd i v i d e di n t ot h r e em a n a g e m e n ts u b - a r e a s ； t h e ni nt h e f u t u r er u b b e rp l a n t a t i o nm a n a g e m e n t ，w ec o u l di m p l e m e n ts c i e n t i f i c m a n a g e m e n ta c c o r d i n gt ot h e s es u b a r e a sa d j u s t i n gt ot h el o c a lc o n d i t i o n s 2 n u t r i e n t s s p a t i a lv a r i a t i o no fl a n y a n gt o w n r u b b e rp l a n t a t i o n f r o mt h ed e s c r i p t i v es t a t i s t i c a lr e s u l t so fs o i ln u t r i e n t sd a t ai tc o u l db es e e nt h a t t h ed a t ao f l a n y a n gt o w nr u b b e rp l a n t a t i o n s h y d r o l y z a b l en i t r o g e n t o t a ln i t r o g e n a n do r g a n i cc o n f o r m e dt on o r m a ld i s t r i b u t i o n ，a n dt h ed a t ao fa v a i l a b l ep h o s p h o r , t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，a n dt o t a lp o t a s s i u mc o n f o r m e dt ol o g n o r m a l d i s t r i b u t i o n ；f r o mt h ea s p e c to fv a r i a t i o nc o e f f i c i e n t s ，t h ea v a i l a b l ep h o s p h o r s v a r i a t i o nc o e 伍c i e n tr e a c h e dt h em a x i m u m ：2 31 9 w h i l et l l a to fp hw a st h e m i n i m u m ，5 9 7 ；t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n t sl a yb e t w e e n2 5 2 9 a n d7 4 16 ，w i t ht h e o r d e ro ft o t a lp o t a s s i u m a v a i l a b l ep c 橱蚓绉哟吼p h o s p h o r h y d r o b t a b l er a u o 髓 t o t a l i 】i 哟辱n 0 呲 t h ec o ( c 0 + c ) v a l u e so fa v a i l a b l ea n dt o t a lp h o s p h o rw e r el e s st h a n2 5 ，a n d p r e s e n t e ds t r o n gs p a t i a lc o r r e l a t i o n ；s t r u c t u r a lv a r i a t i o nw a st h em a i ni n f l u e n t i a lf a c t o r o fs p a t i a lc o r r e l a t i o n ，w h i c hb a s i c a l l yc o n f o r m e dt ot h es t u d ya r e a s p o t a s s i u m f e r t i l i z a t i o nc u r r e n ts t a t u st h a th a db e e n i g n o r e d f o ral o n gt i m e ；a n dt h e c o r r e s p o n d i n gp o t a s s i u mv a r i a t i o nw a sc l o s e l yr e l a t e dt ot h es o i lp a r e n tm a t e r i a l sa n d p a t t e r n s t h eh y d r o l y z a b l en i t r o g e n ，、t o t a ln i t r o g e n ，a v a i l a b l ep h o s p h o r , t o t a l p h o s p h o r , p h ，a n do r g a n i ch a da l lp r e s e n t e dm e d i u mc o r r e l a t i o n ，t h es p a t i a lv a r i a t i o n o ft h e s es i xn u t r i e n t sw a st h er e s u l t so fm u t u a le f f e c tb e t w e e nt h es t r u c t u r a lf a c t o r s a n dr a n d o mf a c t o r s t h ec o r r e l a t i o nd i s t a n c eo fe v e r yn u t r i e n t sl a yb e t w e e n2 4 3 k ma n d12 2 9 4 k r n ， w h i c hw e r el a r g e rt h a nt h e i ri n t e r v a l s t h er e l a t i v e l ys h o r t e ri n t e r v a lb e l o n g e dt o h y d r o l y z a b l en i t r o g e n ：2 4 3 k m ，a n dt h el a r g e ro n eb e l o n g e dt op h ，1 2 2 9 4 k m i v f r o mt h es p a t i a lv a r i a t i o ng r a p hi tc o u l db e e ns e e nt h a tt h en u t r i e n t sd i s t r i b u t i o n o fl a n y a n gt o w nh a da l lp r e s e n t e dc e r t a i nr u l e s t h es p a t i a lv a r i a t i o ng r a p hc o u l d i n t u i t i o n a l l yp r e s e n t e dt h es p a t i a ld i s t r i b u t i o ns t a t u s ，w h i c hw o u l dp r o v i d et h e t h e o r e t i c a le v i d e n c ef o rr u b b e rp l a n t a t i o n s m a n a g e m e n ti n t h ef u t u r e a c c o r d i n gt ot h en u t r i e n t sp l e n t i f u l - - l a c kg r a p hd r a w nt h r o u g hp l e n t i f u l - l a c k i n d e x e s ，w ed i v i d e dt h en u t r i e n t sd i s t r i b u t i o np a t t e r n so fl a n y a n gt o w nr u b b e r p l a n t a t i o n si n t os u b a r e a s ，t o t a ln i t r o g e n ，a v a i l a b l ep o t a s s i u ma n do r g a n i cw e r e d i v i d e di n t ot w om a n a g e m e n ts u b a r e a s ；t o t a l p o t a s s i u m ，t o t a lp h o s p h o r , a n d a v a i l a b l ep h o s p h o rw e r ed i v i d e di n t ot h r e em a n a g e m e n ts u b a r e a s ；t h e ni nt h ef u t u r e r u b b e rp l a n t a t i o nm a n a g e m e n t ，w ec o u l di m p l e m e n ts c i e n t i f i cm a n a g e m e n ta c c o r d i n g t ot h e s es u b - a r e a sa d j u s t i n gt ot h el o c a lc o n d i t i o n s 3 n e s t e da n a l y s i so nr u b b e rp l a n t a t i o n s n u t r i e n t s s p a t i a l v a r i a t i o ni n d i f f e r e n ts c a l e s n e s t e da n a l y s i so nr u b b e rp l a n t a t i o n s n u t r i e n t ss p a t i a lv a r i a t i o ni nt w os c a l e s w a sc a r r i e do u t ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n t so fh y d r o l y z a b l e n i t r o g e n ，t o t a ln i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，p h ，o r g a n i ci n c r e a s e d a s t h es t u d y i n gs c a l ei n c r e a s e d ；t h ev a r i a t i o nc o e f f i c i e n t so fa v a i l a b l ep h o s p h o ra n d t o t a lp o t a s s i u ms h o w e dt h a tt h o s eo fl a n y a n gt o w n h a i n a np r o v i n c e w h i c hm e a n t t h a ti nt h es m a l ls c a l e ，t h er a n d o m n e s so fa v a i l a b l ep h o s p h o ra n dt o t a lp o t a s s i u m w e r el a r g e ，w h i c hw a se a s i l yi n f l u e n c e db ya r t i f i c i a lf a c t o r s h y d r o l y z a b l en i t r o g e n ，t o t a ln i t r o g e n ，a v a i l a b l ep h o s p h o r , t o t a lp h o s p h o r , p h a n do r g a n i cs h o w e dm e d i u mc o r r e l a t i o ni nd i f f e r e n ts c a l e s ，a v a i l a b l ea n dt o t a l p o t a s s i u ms h o w e dm e d i u ms p a t i a lc o r r e l a t i o ni nl a r g es c a l e s ，b u tt h e ys h o w e ds t r o n g c o r r e l a t i o n si ns m a l ls c a l e s t h et o t a ln i t r o g e n ss p a t i a ld i s t r i b u t i o np r e s e n t e do b v i o u sg e o g r a p h i cr u l e si n t w os c a l e s ，a n dc o u l df o r mar e l a t i v e l yg o o dn e s t e ds t r u c t u r e a l t h o u g hh y d r o l y z a b l e n i t r o g e n ，a v a i l a b l ep h o s p h o r , t o t a lp h o s p h o r , a v a i l a b l ep o t a s s i u m ，t o t a lp o t a s s i u m a n do r g a n i cp r e s e n t e do b v i o u ss p a t i a ld i s t r i b u t i o np a t t e r n si nt w os c a l e s ，t h er u l e so f t h et w os c a l e sa r eo b v i o u s l yd i f f e r e n t ，w h i c hm e a n tg o o dn e s t e ds t r u c t u r ec o u l dn o tb e f o r m e d k y ew o r d s ：g i s ，g e o s t a t i s t i e s ，r u b b e rp l a n t a t i o n ，s o i ln u t r i e n t s ，s p a t i o t e m p o r a l v a r i a b i l i y t ，r e g i o n a l i z e dm a n a g e m e n t v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录v i 引吾1 1 文献综述1 1 1 土壤特性时空变异的研究方法l 1 1 1 传统统计学方法1 1 1 2 地统计学方法1 1 2 土壤养分时空变异的研究现状6 1 2 16 i s 与地统计相结合用于土壤时空变异性分析6 1 2 2 土壤养分时空变异研究现状6 1 3 我国橡胶园土壤养分研究现状7 1 4 存在的主要问题8 2 研究目的、意义及内容9 2 1 研究目的及意义9 2 2 研究内容9 3 试验设计依据、技术路线与研究区概况1 0 3 1 试验设计依据1 0 3 2 研究技术路线( 见图2 ) j 1 l 3 3 试验区概况与数据获取1 2 3 3 1 研究区概况1 2 3 3 2 采样与分析1 4 3 3 3 数据处理1 5 4 结果与分析1 6 4 1 大尺度下海南省橡胶园土壤养分时空变异1 6 4 1 1 橡胶园土壤养分描述性统计分析1 6 4 1 2 大尺度下橡胶园土壤养分空间变异结构1 7 4 1 3 大尺度下海南省橡胶园土壤养分时空变异特征2 1 4 1 4 大尺度下海南省橡胶园土壤养分分区管理分析3 5 v i 4 2 小尺度下蓝洋镇橡胶园土壤养分的空间变异特性分析3 9 4 2 1 小尺度下胶园土壤养分描述性统计分析3 9 4 2 2 小尺度下蓝洋镇橡胶园土壤养分空间变异函数4 0 4 2 3 小尺度下蓝洋镇橡胶园土壤养分空间分布特性4 2 4 2 4 小尺度下蓝洋镇橡胶园分区管理4 6 4 3 不同尺度下橡胶园土壤养分空间变异套合分析4 9 4 3 1 不同尺度下橡胶园土壤养分描述性统计结果的套合4 9 4 3 2 不同尺度下橡胶园土壤养分空间变异结构的套合分析5 0 4 3 3 不同尺度下橡胶园土壤养分的空间格局套合分析5 1 5 结论与讨论5 5 5 1 主要结论5 5 5 2 讨论5 7 5 3 创新点5 8 5 4 不足之处5 8 6 展望5 9 参考文献6 0 致谢6 6 v i i 土壤养分的变异性是指质地均一的某一块在同一时间不同取样点或者不同 时间相同采样点土壤养分含量的差异性。土壤养分的时空变异是普遍存在的， 而对土壤特性( 物理、化学及生物性质) 尤其是土壤养分空间变异的充分了解， 是管理好土壤养分和合理施肥的基础( h a m m o n d ，1 9 9 4 ；f r a n z e n e t a l ，1 9 9 6 ；b o r g e s a n dm a l l a r i n o ，1 9 9 7 ) 。研究表明，地统计学是研究土壤特性时空变异特征及其 变异规律最为有效的方法之w ( t r a n g m a r , 1 9 8 5 ；w e b s e r t ，1 9 8 5 ；g o o v a e s i r t ，1 9 9 9 ) 。 1 文献综述 1 1 土壤特性时空变异的研究方法 早在上世纪初土壤工作者就注意到土壤空间变异性问题( v u e u r a ，e e t a 1 ， 1 9 8 3 ) ，但把土壤空间变异性作为研究内容，并逐步形成土壤空间变异性的研究 理论和方法，还是近几十年的事。经过多年研究，土壤变异性研究己形成多种 研究方法，最常使用的方法主要是传统统计学方法和地统计学方法。 1 1 1 传统统计学方法 传统统计学方法是由f i s h e r 最早创立的( f i s h e r , r a ，1 9 5 6 ) ，其原理是假定 的变量为存随机变量，样本之间是完全独立的，变量服从正态分布。通常是由 研究人员在研究区域选择一块具有代表性的试验地按土壤质地将试验地在平面 上划分成若干较为均一的区域，在深度上划分为不同的土层，通过计算样本的 均值、标准差、方差、变异系数以及显著性来表述土壤养分的空间变异性。但 该方法只考虑了变异程度的强弱，基本上是定性的描述，而没有考虑到样本的 空间关系，对观测值的空间位置重视不够，因此只能概括土壤特性变化的全貌， 而不能反映出试验地局部的变化特征，很难定量描述土壤特性及其变化的空间 分布。 从2 0 世纪7 0 年代以来，越来越多的研究表明( b u r r o u g hp a ，1 9 9 3 ) ，许 多土壤特性并不完全属于存随机变量，而是在一定范围内存在空间相关性，这 就使得传统统计学方法不能完全解释土壤特性的空间变异，因此也就要求能有 一种新的方法能够弥补传统统计学在研究土壤特性空间变异中的不足。 1 1 2 地统计学方法 地统计学( g e o s t a t i s t i c ) ，也称地质统计学，是建立在区域化变量理论基础 上的一种空间统计分析方法，它是近4 0 年来才建立起的一门新兴边缘学科，是 由南非地质学d g k r i g e 于1 9 5 1 年提出，随后由法国著名统计学家m a t h e r o n 完善并发展而形成的理论( m a t h e r o ng ，1 9 6 3 ) 。地统计学方法可用于土壤属性空 间变异研究的定量分析，是地质矿产部门在探矿和采矿时采用的一种先进空间 变异分析方法。一些统计学者认为(