不同尺度土壤质量空间变异机理、评价及其应用研究.pdf

浙江大学环境与资源学院博士学位论文不同尺度土壤质量空间变异机理、评价及其应用研究姓名：林芬芳申请学位级别：博士专业：农业遥感与信息技术指导教师：王珂20090701摘要通过采样分析、资料收集和室外调研在对工业化和城市化快速发展地区的土壤肥力因子和土壤重金属含量进行空间变异研究的基础上系统评价了研究区的土壤质量状况并将其与空间稳定性因子结合应用到基本农田保护、标准农田建设、耕地占补平衡的实施评价和管理上；同时针对山区特定景观区域开展了影响山区茶园土壤肥力质量的敏感因子及其空间预测方法研究。研究目的在于通过综合多种信息源系统性和整体性地评价县级尺度区域的土壤质量从而能为大尺度区域的土壤质量评价提供技术途径和方法；在此基础上分析和揭示快速城市化进程对土壤质量和耕地质量的影响机制为县级土地寥可持续利用管理决策提供依据；针对山区复杂地形能建立一套准确预测山区土壤肥力质量的方法以期为农业精准管理提供基础。论文的主要研究工作、认识和结论如下：竟菇斯ひ祷统鞘谢焖俟讨邢市冻叨惹虻耐寥乐柿科兰鄯椒的框架．通过对县级区域的系统采样首先利用地统计学的空间结构分析功能、插值技术及互信息理论分析了研究区土壤肥力因子和土壤重金属元素空间交异规律、空间分布格局、土壤污染状况及来源。通过建立基于岩性类型、土壤类型和土地利用方式的土壤质量评价的最小数据集芯苛烁谎羰型寥乐柿肯肿矗治隽斯业化和城市化对土壤质量的影响机制。根据全国耕地类型区、耕地地力等级划分标准ɑ贛指标体系得到的土壤质量划分为龅燃丁Ｈ舨豢悸峭壤环境污染因子那么研究区中锻寥雷试凑加萌凶苊婊ィ饕<性研究区的西北部和中部地区虸锻寥雷试粗饕7植荚谖鞅辈客胁康姆较颍直．痮。若考虑研究区土壤重金属污染研究发现各乡镇的土壤质量的高低排序与前述结果基本上一致只是面积和土壤质量指数大小的变化。土壤污染区的土壤质量相对比较高土壤质量指数大部分在洌春衔廴厩耐寥乐柿肯喽愿撸土壤质量指数平均值都在陨希碔级土壤质量除灵桥镇外这说明土壤质量岢隽嘶バ畔⒗砺劢岷暇霾呤鱏畂算法来定量研究自然条件和人为活动对土占总面积的．％和．％而级土壤质量分布于南部和东部地区占总面积的较高的区域土壤重金属污染较严重这部分区域土壤的农业利用应以花卉苗木等为主。壤质量的影响。疶土壤质量受到各种因素的影响不仅包括成土母质、土壤类型、地形等自然条件的影响还受到人为因素的影响尤其是城镇化进程的影响。通过互信息理论发现众多连续型因子中影响土壤质量的主要因素包括到城镇的距离、到水域的距离、相对高程、到道路的距离和到工业类型的距离。采用决策树方法分析了这些因子是如何影响土壤质量过程的结果表明利用基于互信息理论选取的因子的决策树结果明显优于利用全部因子的决策树结果且无论是决策树还是决策规则分类精度均达到％以上。酝寥乐柿科兰鄢晒涂占湮榷ㄐ砸蜃游;。岢鼋ǜ刂柿科兰鄢晒τ玫基本农田保护、标准农田建设及耕地占补平衡．研究区现有基本农田中受到土壤污染的面积占基本农田总面积的农田中一等和二等土壤质量占ヒ陨希硗プ笥业幕九┨锘故谴τ谥械筒铮需要及时地改造。同时空间分析结果表明研究区有％以上的一等基本农田分布在工矿企业和区级公路的阅冢匆坏然九┨锎嬖诘目占湮榷ㄐ苑缦蘸艽螅绕涫欠布在工矿企业旁边的基本农田存在因工业化和城镇化发展而被建设用地占用的风险。研究区标准农田受到污染占标准农田总面积的ィ灰坏韧寥雷试凑二等土壤资源占．％三等土壤资源占．％四等土壤资源占．％即富阳市标准农田的土壤质量整体较高但也存在一定比例的较差的标准农田。统计表明研究区的标准农田的空间稳定性风险指数大于挠ィ渲校嗬牍た笃笠岛颓级公路以内的标准农田面积均达ィ氤乔以内的占％左右可见位于这些区域的标准农田易受工业污染且转化为建设用地的可能性也较大。因此研究区的标准农田建设成绩显著但规划选址等决策存在缺陷。分析了昙浔徽加酶氐耐寥乐柿浚⑾指谎羰昙浔徽加耕地中一等土壤资源占．％；而补充耕地中一等土壤资源仅占充耕地总面积的．％二等土壤资源占．％三等和四等土壤资源分别占．％ァ？杉钩涓刂幸坏韧寥雷试从氡徽加酶氐囊坏认啾龋飨越仙伲为占用耕地的．％而补充耕地中增加的耕地面积的土壤质量主要是二等、三