为了探明龙岩烟区植烟土壤主要养分的丰缺状况及其时空变异特点,以及植烟土壤重金属含量的空间分布状况,本项目采用GIS技术及地统计学方法,首次对龙岩烟区植烟土壤主要养分的时空变异特点及重金属含量的空间分布状况进行研究,研究结果可为龙岩烟区植烟土壤的养分平衡调控提供决策依据,为保障烤烟生产的质量安全提供参考。于2011年12月,依据1982年土壤普查采样点,采集相同经纬度或者与之相近经纬度的相同土壤类型的0-20cm耕作层植烟土壤样品366个;同时进行了土样的物理化学性状的测试分析。收集了龙岩烟区植烟土壤的相关资料,主要包括第二次土壤普查资料(有机质、pH、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾等)、2001年龙岩烟区植烟土壤平衡施肥相关资料(有机质、pH、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾等)、1:15万龙岩市行政区图、1:15万龙岩市耕地利用类型图。数据分析采用传统统计学和地统计学相结合的方法。统计分析采用SPSS 18和excel 2007统计软件完成,其中半方差函数模型拟合在GS+9.0中实现,克里格插值和插值图绘制选择在ArcGIS 9.3软件完成。在得出龙岩烟区植烟土壤1982年、2001年、2011年三个时段的土壤pH、主要养分和2011年龙岩烟区植烟土壤重金属空间分布图的基础上,通过ArcGIS软件功进一步得出主要养分的时空变异状况。研究得出以下主要结论:龙岩烟区植烟土壤pH、主要养分、重金属含量经过对数转换和相关系数的的Box-Cox转换后,均符合正态分布;半方差模型拟合符合以下模型:线性模型、指数模型、高斯模型、球状模型;龙岩烟区植烟土壤pH、主要养分、重金属含量除1982年土壤全钾含量为弱空间依赖性,其余均表现为中等空间依赖性和强空间依赖性。1982、2001、2011年龙岩烟区植烟土壤平均pH值分别为5.34、5.03、5.23,三时期土壤pH 适宜(弱酸性)面积最广,分别为 102061.65 hm2、96556.60 hm2、136125.25 hm2。1982年植烟土壤pH值高值区位于长汀县西北部地区、连城县的中北部地区、以及上杭县的南部地区;2001年各县市均有零星点状分布,其中在长汀县的西北部、上杭县的南部地区、漳平市的中部地区存在较大范围的高值区;2011年主要位于三个区域:长汀县以新桥镇为中心的区域、上杭县以中赤乡和十方镇为中心的区域、以及漳平市的东北部地区。1982、2001、2011年龙岩烟区植烟土壤有机质平均含量分别为31.70 g/kg、23.07 g/kg、29.04 g/kg。1982、2011年土壤有机质含量处于丰富水平面积最广,分别为90980.62 hm2、78705.91 hm2;2001年土壤有机质含量处于中等水平面积最广,为110402.33 hm2。1982年植烟土壤有机质含量高值区位于永定县的东南部地区;2001年位于永定东北部、武平县西南部以及连城北部一些区域;2011年主要位于三个地区:罗坊乡和宜和乡为中心的区域、旧县乡、白砂镇和蛟洋乡为中心的区域、中堡镇和桃溪镇为中心的区域。1982、2001、2011年龙岩烟区植烟土壤全氮和碱解氮平均含量分别为1.31 g/kg、1.67 g/kg、1.72 g/kg、140.82 mg/kg、140.72 mg/kg、135.07 mg/kg。1982 年土壤全氮含量处于潜在缺乏面积最广,为109836.52 hm2;2001、2011年土壤全氮含量处于中等水平面积最广,分别为109575.60 hm2、83508.23 hm2。1982年植烟土壤全氮含量高值区位于永定县的东南部地区;2001年位于永定东北部、武平县北部一些地区;2011年呈两个西北—东南走向的条带状分布。三时期碱解氮含量潜在缺乏面积均分布最广,分别为72539.05 hm2、64370.79 hm2、83916.63 hm2。1982年植烟土壤碱解氮含量高值区位于永定南部以及武平的西部地区;2001年位于永定县的中部、北部以及武平的西北部地区;2011年位于武平县与长汀县交界和长汀县与连城县交界区域。1982、2001、2011年龙岩烟区植烟土壤全磷和有效磷平均含量分别为0.50 g/kg、0.55 g/kg、0.78 g/kg、11.69 mg/kg、29.76 mg/kg、35.05 mg/kg。1982、201 1 年全磷含量丰富水平面积分布最广,分别为153060.33 hm2、136371.07 hm2;2001年全磷含量中等水平面积分布最广,为105708.83 hm2。1982年植烟土壤全磷含量低值区主要位于武平县的西部地区和漳平市的大部分地区;2001年位于长汀县的西部地区;2011年表现为几个块状高值区,除漳平市以外各县市均有高值区出现。1982年土壤有效磷含量潜在缺乏面积分布最广,为118254.28 hm2;2001年土壤速效磷含量中等水平面积分布最广,为81343.94 hm2;2011年土壤速效磷含量丰富水平面积分布最广,为135777.33 hm2。1982年植烟土壤有效磷高值区分布大体与1982年龙岩烟区土壤全磷空间分布上较一致;2001年位于永定县南部;2011年位于永定县和连城县交界地区。1982、2001、2011年龙岩烟区植烟土壤全钾和速效钾平均含量分别为21.18 g/kg、17.35 g/kg、14.72 g/kg、59.34 mg/kg、78.66 mg/kg、104.58 mg/kg。1982、2001 年土壤全钾含量潜在缺乏面积分布最广,分别为95658.03 hm2、87347.51 hm2;2011年土壤全钾含量缺乏面积分布最广,为103909.82 hm2。1982年土壤全钾含量高值区呈条带状,走向为东北—西南走向,分布在连城中西部以及长汀东南部地区;2001年位于武平县的西部地区;位于武平县南部地区。三时期土壤速效钾含量潜在缺乏面积分布最广,分别为89277.12 hm2、97680.94 hm2、107439.53 hm2。1982年土壤速效钾含量除长汀县外其余各县市均较丰富;2001年武平的西部地区和漳平的西北部地区出现高值区;2011年位于长汀的西南部和武平的东南部地区。龙岩烟区植烟土壤As、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn平均含量分别为0.577 mg/kg、0.140mg/kg、7.248 mg/kg、0.311 mg/kg、4.814 mg/kg、4.023 mg/kg,变异系数分别为 111.96%、62.86%、86.60%、75.88%、60.86%、39.77%。各重金属的中位值均未超过福建省土壤重金属污染二级指标,龙岩烟区植烟土壤属于尚清洁的土壤,可以满足无公害农产品生产的需要。主要重金属含量空间分布状况:As的高值区主要分布在研究区连城县的东部和北部、漳平市的中部以及长汀县的三州乡附近零星分布;Cd位于武平有两条南北走向的的条带高值区、永定的中部和漳平市的西北部存在块状高值区;Pb的空间分布位于永定县的南部,同时在漳平市和连城县有一带状分布;Cr的高值区呈点状分布,主要分布在上杭、永定、长汀境内;Cu的高值区主要分布永定县的东北部;Zn的高值区位于永定和上杭的东部交界地区。