近30年湟水流域土壤全氮時空變異及影響因素*

代子俊 趙 霞? 李德成 劉 峰 石平超，3 龐龍輝

（1 青海師范大學，青海省自然地理與環境過程重點實驗室，青海土壤數字服務中心，西寧 810008）

（2 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室（中國科學院南京土壤研究所），南京 210008）

（3 貴州省松桃苗族自治縣農牧科技局，貴州松桃 554100）

氮素是植物生長最重要的養分，是評價土壤肥力的重要指標，土壤氮素的時空變化會引起全球氮“源”和“匯”間的轉化，從而影響陸地生態系統的氮循環過程［1-2］。土壤全氮（TN）是衡量土壤氮素整體供應狀況的主要指標，具有高度時空變異性，這種變異受氣候、地形、母質、土壤類型等結構性因素及施肥、種植制度等隨機性因素的綜合影響［3-5］。土壤TN時空變異分析可有效地揭示時空格局與生態過程間的關系，對土壤可持續利用具有重大意義［6］。目前，關于土壤TN時空變異的研究報道已較多，研究方法從定性描述到Kriging插值、條件模擬和高精度曲面建模等定量研究［2，7-9］；研究區域涉及東北、華北、長江中下游平原、黃土高原和東南丘陵等地［4，10-13］；研究單元涉及田塊、小流域和行政區劃［3，11，13］；研究尺度包括空間尺度和時間尺度［8，14-16］。分析大尺度上的土壤TN空間變異，可為高精度土壤TN信息的獲取，土壤環境和農業宏觀管理決策的有效實施等提供可靠的數據基礎［10，13，15-16］；中小尺度上的土壤TN空間變異研究有利于改善田間管理，合理布局種植結構，制定有效的施肥方案［3，8，11，14］。今后對長時間序列TN空間定量估測是數字土壤技術、精準農業技術甚至生態環境建設的必經之路。迄今關于青海土壤TN時空分異的研究甚少，僅有彭景濤等［16］青海三江源地區退化草地方面的報道。而以農業流域為單位的案例更是鮮見報道。農業流域的土壤受人為和自然雙重影響，研究其土壤TN的時空變異可以更準確地揭示人為及自然因素對土壤TN時空分異的影響，有助于指導流域的土壤合理施肥和可持續利用。為此，本研究以青海省主要農業生產基地—湟水流域為研究區，以20世紀80年代中期開展的第二次全國土壤普查數據和2015 年進行的土壤調查采樣實測數據為基礎，分析探討了土壤TN的時空分異特征及其影響因素，旨在為湟水流域土壤氮素科學管理和土壤TN數字制圖提供一定參考。

1　材料與方法

1.1　研究區概況

湟水流域位于青海省東北部，地處青藏高原與黃土高原過渡地帶，介于36o02′～37o28′N和100o42′～103o04′E之間，流域面積約162.4萬 hm2（見圖1）。湟水流域是青海省政治、經濟、文化和交通中心，流域內人口約占全省的60%，工農業總產值約占全省的54%［17］。流域海拔介于1 634～4 882 m之間，地勢西北高東南低，地貌類型復雜多變，以黃土地貌發育最為典型，溝壑縱橫。屬于高原干旱半干旱大陸性氣候，流域年均溫度2.5～7.5℃，降水量350～600 mm，蒸發量80～1 000 mm。

根據《青海土壤》［18］、《青海土種志》［19］及1∶50萬青海省土壤類型圖，湟水流域共有16種土壤類型，其中面積在6萬 hm2以上土壤主要有：栗鈣土、亞高山草甸土、黑鈣土、灰鈣土和高山草甸土，合計面積約占流域總面積的90%。其中，川水區（指海拔1 650～2 200 m河谷地區）土壤類型以灰鈣土為主，淺山區（指海拔2 200～2 800 m低山丘陵區）以栗鈣土為主，腦山區（指海拔2 800～3 200 m山區）以黑鈣土為主，石山林區（指海拔3 200～4 800 m山區）以亞高山草甸土和高山草甸土為主。川水區和淺山區現大部分為農田，主要種植小麥、青稞、豌豆、馬鈴薯和油菜等；腦山區和石山林區主要是森林草灌［20］。

圖1　典型剖面樣點(a)及土壤類型(b)Fig. 1 Typical profile sites(a)and soil types (b) in the Huangshui River Basin

1.2　數據來源

青海省第二次土壤普查時期數據主要源于《青海土壤》［18］和《青海土種志》［19］，其中分布在湟水流域的剖面樣點共45 個（圖1），合計175個土層。第二次土壤普查資料剖面樣點位置主要依據其描述記錄的大致地點信息以及景觀信息，結合行政區劃、地形地貌、土地利用、土壤類型分布等確定。

2015年湟水流域典型樣點布設方法為：收集流域1∶50萬的土壤圖、1∶400萬地質圖、交通圖、土地利用類型圖、行政區劃圖等資料，以及湟水流域的氣溫和降水數據，統計流域土壤圖上的土壤類型、分布、圖斑數量及大小等基本情況，按照每個土壤類型提取10～20個典型圖斑的方法篩選出擬采圖斑；疊加流域土地利用圖，提取擬采樣圖斑的土地利用類型，盡量使每個土壤類型的每種土地利用類型至少有2～5個擬采圖斑；疊加流域水系、道路、行政區等基礎地理底圖，根據擬采圖斑的可達性最終確定了61個典型樣點位置（圖1）。野外調查采樣時，挖掘1.2 m(深)或至基巖出露(基巖出露面淺于1.2 m)×1 m（寬）的標準土壤剖面，劃分發生層并采集發生層土樣，每層采集1.5kg土樣，同時記錄樣點經緯度坐標和剖面信息、景觀信息、土地利用、施肥、灌溉、輪作等耕作管理信息。采樣時間為2015年8月，61個土壤剖面共采集了268個土層樣品。土樣經風干、去雜后研磨過100目（0.154 mm）尼龍篩，利用凱氏定氮法測定TN含量［21］，使用Beckman Coulter Co.LS32激光粒度分析儀測定顆粒組成［22］。

1.3　數據處理

（1）數據標準化兩期土壤剖面數據的發生層劃分深度上下限在不同剖面之間不統一，為便于土壤全氮的空間插值和兩期數據比較，對兩期分層土壤TN數據均進行了深度加權處理［23］，生成了0～15、15～30 cm兩個深度層次的全氮數據，計算公式為：

式中，Cd′-d表示歸一化后相應土層的TN含量，d′和d表示原始分層的上下限值，Ci表示剖面第i層TN含量（g kg-1），Hi為i層在d′至d的深度（cm）。

（2）統計分析土壤TN的異常值通過數據的平均值±3標準差篩選剔除［16］，兩期表層數據均無異常值，亞表層1985年剔除1個樣點，2015年剔除3個樣點。在IBM Statistics SPSS20.0中運用相關分析和方差分析對數據進行描述性統計分析，通過峰度、偏度及K-S檢驗（p＞0.05）對兩期數據進行正態性檢驗，采用最小顯著性差異法（LSD）進行方差齊性檢驗［24］。

（3）地統計分析在對土壤TN進行空間插值之前，首先在GS+9.0軟件支持下進行半變異函數分析，然后根據計算出的半變異函數值，選擇合適的模型，最后將最優的模型和參數輸入到ESRI GIS10.1中完成空間插值，以進一步研究區域化變量的空間變異性［25］。利用ArcGIS10.1中柵格計算器工具對兩期TN空間插值的柵格數據進行差值計算，得到90 m×90 m近30 年流域土壤TN含量變化圖。

（4）其他數據地形因子提取自青海省30 m×30 m數字高程圖，土地利用數據提取自青海省2015 年LUCC圖；氣候數據來自中國氣象局氣象數據中心(http://data.cma.cn)，首先在ArcGIS10.1中對青海省1985 年和2015 年各自35個氣象站點數據進行普通克里格插值，然后提取采樣點氣溫、降水數據；施肥量數據源于1986年和2016年西寧市、海東市和海晏縣統計年鑒［26-31］。

2　結果與討論

2.1　1985年和2015年湟水流域土壤TN基本特征

表1為兩期數據描述性統計情況，結果顯示：2015 年表層和亞表層土壤TN數據符合正態分布，1985 年兩層土壤TN數據經對數轉換后均符合正態分布。對比兩期同一層數據，2015 年兩層TN均值均較1985 年高，0～15 cm層增幅為69.20%，15～30 cm層增幅為80.87%。兩期TN均值均表現為從表層到亞表層降低，1985年15～30 cm土層較0～15 cm土層降低了0.18 g kg-1，降幅為13.53%；2015年降低了0.17 g kg-1，降幅為7.56%。

變異系數用來反映變量的變異程度，通常認為變異系數＜10%為弱變異性，介于10%～100%間為中等變異性，＞100%為強變異性［11］。據表1顯示：兩期TN數據表層和亞表層均呈中等變異水平。2015 年0～15 cm土層、15～30 cm土層TN的變異系數均分別較1985年高出9.3和2.6個百分點；1985年從表層到亞表層TN變異性增加，增加6.5 個百分點；而2015年從表層到亞表層減小，減少0.2個百分點。

表1　1985年和2015年湟水流域土壤TN描述性統計結果Table 1　Descriptive statistics of soil TN contents in the Huangshui River Basinin 1985 and 2015

2.2　1985—2015年湟水流域土壤TN空間分布特征

（1）空間結構特征。采用半變異函數擬合最優模型和參數，進而分析兩期各層土壤TN的空間變異結構。擬合得到的模型及參數見表2，1985年兩層TN數據均采用指數模型擬合，2015年0～15 cm層采用高斯模型擬合，15～30 cm層采用球面模型擬合，且兩期各層數據的決定系數均較大、殘差較小，表明模型選取基本合理，適合對其進行空間預測分析。

塊金系數C0/(C0+C)是塊金值與基臺值的比值，用來反映變量空間相關性程度，該值越大表明空間變異程度主要由隨機部分引起，值越小說明空間變異程度主要由結構性因子引起，若C0/(C0+C)＜25%代表變量具有強空間相關性；若25%＜C0/(C0+C)＜75%則為中等空間相關性；若C0/(C0+C)＞75%為弱空間相關性，此時變量分布隨機性大，不適合用空間插值法估測［2］。半方差函數結果（表2）顯示，1985 年各分層TN的塊金系數均＜25%，屬于強的空間相關性，說明1985 年TN空間分布主要受地形、母質、氣溫降水等結構性因素的影響，2015年表層及亞表層的塊金系數均介于25%～75%間，屬于中等空間自相關性，表明這一時期TN空間分布是結構性因素和隨機性因素綜合作用的結果。由于湟水流域是青海省重要的農業區，兩期同一層數據塊金系數的增加反映了30 年來人類活動等隨機因素對流域TN的影響趨向頻繁化，長期水耕熟化、培肥種植等外部因素使得近幾 年TN的空間相關性減弱；就同期不同分層的塊金系數而言，1985 年亞表層塊金系數與表層相比增加了0.87%，空間相關性輕微減小，2015年亞表層與表層塊金系數相等為50%，說明近幾 年流域土地利用方式的改變、施肥量以及種植結構的改善等隨機部分對土壤全氮干預作用加強，影響范圍已擴大至亞表層的土壤。變程表示變量空間自相關的范圍，變程需大于采樣間距的最大值，在變程范圍內的變量才有空間自相關性，本研究中兩期數據的變程均大于采樣間距最大值16.62 km和39.76 km，滿足空間自相關條件。就同期不同層次的變程而言，兩期均表現為表層大于亞表層，說明TN在土壤表層的空間作用范圍大于亞表層。

表2　1985年和2015年湟水流域土壤TN含量半變異函數的理論模型與參數Table 2　Semi-variogram models and parameters for soil TN contents in the Huangshui River Basin in 1985 and 2015

（2）土壤TN豐缺特征與空間分布特征。根據半方差函數的結果進行普通克里格插值，得出整個湟水流域土壤TN空間分布格局(圖2)，結合地形圖和土壤類型圖可發現兩期TN的高值區分布情況相似，主要分布于流域北、西北邊緣的高海拔地區以及亞高山草甸土和黑鈣土發育的地區。土壤TN含量劃分六個等級：1級（＞2.0 g kg-1）、2級（1.5～2.0 g kg-1）、3級（1.0～1.5 g kg-1）、4級（0.75～1.0 g kg-1）、5級（0.5～0.75 g kg-1）和6級（＜0.5 g kg-1）［18］。由于研究區TN2.0 g kg-1的面積分布較廣且最大值域較2 g kg-1大很多，按全國分級標準不能準確地反映流域高值區的細節特征，因此本研究將＞2.0 g kg-1的部分再細分為2.0～2.5 g kg-1、2.5～3.0 g kg-1、3.0～3.5 g kg-1和＞3.5 g kg-14個等級，故流域TN含量共劃分為9個等級，其中1～5級含量屬豐富級水平、6、7級屬中等水平、8、9級屬缺乏。

圖2　1985年和2015年湟水流域土壤TN含量空間分布Fig. 2 Spatial distribution of soil TN contents in the Huangshui River Basin in 1985 and 2015

從0～15 cm層TN空間含量豐缺程度看：1985 年土壤TN含量屬于豐富水平的占流域總面積的55.01%，主要分布在石山林區亞高山草甸土及高山草甸土上；屬中等的占43.46%，主要分布在石山林區邊緣的亞高山草甸土、腦山區黑鈣土及部分淺山區栗鈣土上；屬缺乏的占1.52%，集中分布在流域中部淺山旱地區及川水區。2015 年TN含量屬于豐富的占流域總面積的77.47%，分布區從1985 年該等級分布的石山林區擴增至腦山區；屬中等的占15.41%，主要分布在石山林區亞高山草甸土及高山草甸土上；屬缺乏的占7.61%，集中分布在流域東南地勢平坦的川水區。

從各分層T N含量不同等級分布狀況看：1985 年流域內表層和亞表層TN含量在東西和南北兩個方向均呈現出先減后增的整體趨勢，低值區到高值區以環形向外擴散，其中15～30 cm層與0～15 cm層相比分布較零散，但整體趨勢并無太大變化，局部相對明顯的變化出現在表層未見＞3.5 g kg-1的1級區，分布于流域西北邊緣石山林區的4級以上區面積明顯減少，降幅為36.02%，流域中部川水區的7級以下面積明顯增加；2015 年流域內兩層TN含量整體呈現出從東南向西北增加的趨勢，亞表層較表層在流域中部川水區和西北部邊緣石山林地區變化明顯，具體表現為中部的6級區面積明顯增加，增幅為52.69%，西北邊緣的2級區面積減小，降幅為28.07%，其他幾個等級的TN含量空間分布上變化不明顯。

（3）空間預測精度驗證。圖3為兩期TN普通克里格插值的空間分布預測誤差圖，預測標準差圖可以反映插值結果的可靠性，值越小表示插值結果越可靠，值越大則插值結果可靠性降低。由圖3可知，1985年流域TN插值可靠性較高的區域（預測誤差＜1）約占整個流域的60%，分布在流域中部和西南部，可靠性差的區域（預測誤差＞1）主要分布在西北邊緣地區；2015年流域TN插值估計的可靠性較1985年高，95%以上的區域達到了較高的可靠性水平（預測誤差＜1）。本研究區面積較大，實際采樣點并未完全覆蓋整個流域，但兩期插值標準差分析表明，空間預測圖可有效反映流域TN空間分布情況。

圖3　1985年和2015年湟水流域土壤TN含量空間插值預測標準誤差圖Fig. 3 Standard deviation of kriging-based prediction of soil TN content in the Huangshui River Basin in 1985 and 2015

2.3　湟水流域土壤TN的時間變化

依據圖4可知，近30 年TN含量總體呈增加趨勢，局部出現減少現象。0～15 cm表層土壤TN含量增加的面積占流域總面積的80.26%，減小的面積占流域總面積的19.74%，其中增加最明顯的等級為0.5～1.0 g kg-1，占該層增加總面積的47.05%，集中分布于流域西北石山林區及中部淺山耕地區，減少的區域主要分布在流域東部邊緣腦山區和東南部地勢平坦的川水區。15～30 cm亞表層TN含量增加的面積占流域總面積的84.50%，減小的面積占流域總面積的15.50%，其中增加最明顯的等級為0.5～1.0 g kg-1，占該層增加總面積的39.06%，穿插分布于流域西北及中部地區，減少最明顯的等級為0.0～0.5 g kg-1，占該層減少總面積的55.88%，主要分布在流域東南地勢平坦的川水區。

圖4　近30年湟水流域土壤TN含量變化圖Fig. 4 Spatial variation of TN content in the Huangshui River Basin from 1985 to 2015

2.4　湟水流域土壤TN空間分布格局的影響因素

結合已有研究成果［2-16］及研究區實際情況本文選取氣溫、降水、海拔、土壤類型、砂粒、土地利用方式、種植結構和農業機械化水平等8 種因子分析其對流域土壤全氮空間分布的影響，部分因子與TN相關分析結果見表3。

表3　各影響因子與土壤TN的相關性Table 3　Correlations of soil TN with various influence factors

（1）氣候因子。通常情況下，年均溫度范圍內氣溫每升高10 ℃，土壤氮素的含量降低12.5%～25%［32］。氣溫和降水相關分析結果表明（表3），氣溫與TN呈負相關，降水與TN呈正相關，一般而言，在同一時期，氣溫低和降雨量大的地區有利于土壤全氮積累。由于研究區尺度較大，氣候因子的地帶性得以體現，氣候直接影響土壤養分元素的遷移轉化過程，且決定著母質分化及成土過程的方向和強度，同時影響農作物的生長狀況及土壤氮素的合成、分解，因此研究區西北部石山林、腦山低溫地區較東南部氣候適宜的川水區TN含量高，這與曹祥會等［10］的碳氮分布特征及影響因素研究結果一致。

（2）海拔。海拔與土壤TN含量具有顯著正相關（p＜0.05），程先富等［2］也得出了相似的結果。本研究與之相同點在于研究區海拔介于1634～4882 m之間，高差比較大，土壤養分及植被類型等環境因子的垂直地帶性得以體現。原因在于地形對水熱條件、土壤物質進行了再分配，青藏高原上海拔越高的地方溫度越低降雨量反而越多，這種獨特的垂直地帶性氣候條件下土壤微生物活動受到限制，利于土壤養分中有機質、氮素等的積累。全氮含量空間分布與流域西北高東南低的地勢呈現相同趨勢。

（3）土壤類型。湟水流域主要土壤類型有亞高山草甸土、高山草甸土、黑鈣土、栗鈣土和灰鈣土5 種。由于第二次土壤普查時期采樣點未落在亞高山草甸土、高山草甸土上，所以本研究選取黑鈣土、栗鈣土、灰鈣土3種類型土壤進行分析。表4是方差分析的不同土壤類型組間的TN含量差異顯著（p＜0.05），這與邢喆等［11］、趙燕婷等［12］的研究結果一致。兩期數據TN含量均值均表現為黑鈣土＞栗鈣土＞灰鈣土，且黑鈣土與栗鈣土、灰鈣土對TN含量的影響差異顯著（p＜0.05），由于流域內腦山區氣候較為濕潤，土壤主要為黑鈣土，具有厚實的腐殖質表層，因此TN含量較高；而川水區和淺山區氣候較為干旱，土壤多為栗鈣土和灰鈣土，微生物分解作用較強，不利于TN等土壤養分的積累，因此TN相對較低。

表4　主要土壤類型TN含量比較Table 4　Comparison of three major soil types in soil TN content

（4）砂粒含量。砂粒含量與TN呈顯著負相關（p＜0.05），由于質地比較黏重的土壤保水保肥能力較強，TN含量也相應較高，質地較砂的土壤保水保肥能力較差，土壤養分分解速度快，因此TN含量低，這與刑喆等［11］的研究結果一致。流域西北部主要是砂粒含量偏低（42.70%～58.36%）的亞高山草甸土，東南部川水區主要發育砂粒含量偏高（61.16%～65.61%）的灰鈣土，這也是TN高值區和低值區分別出現在西北部、東南部的原因之一。

（5）人為因素。受地形、氣候因子和人類擾動的綜合影響，湟水流域植被分布情況也具有地域差異，因此土地利用方式一定程度影響土壤全氮的分布，石山林區和腦山區以林灌草自然植被為主，植被覆蓋率高，且隨海拔增加，覆蓋率增加，地表的枯枝落葉增加，土壤養分來源更加豐富，積累的TN含量普遍較高。淺山區和川水區海拔較低、地勢相對平坦，該區土壤養分情況主要受人為因素影響，耕作制度、施肥等因素不同程度地影響著土壤TN的含量。

從受人類擾動影響最顯著的耕地來看，種植結構、農業機械化等人為活動均會導致流域土壤TN空間分布的地域差異，結合表2塊金系數可知，土壤二次普查時期自然因素在流域TN空間分布中起主導作用，因此1985年TN空間分布圖（圖2）展現的TN空間格局基本與流域的地形和土壤類型等結構性因子的分布趨勢一致；2015年TN含量的空間分布格局與地形等結構性因子的分布出現明顯差異，主要是隨機性因子的作用增加所致，統計資料顯示［26-31］，2015年流域東南部民和、樂都和互助縣的農作物種植結構中糧食作物占比較高，均高于55%，北部和西部的大通、湟中及湟源縣則是經濟作物和蔬菜占比較高，兩者之和均高于30%，由于經濟作物和蔬菜的經濟收益較糧食作物高，所以這些縣區的農民對耕地管理相對精細，施肥量也較多，導致土壤TN含量高于其他地區。西部湟中和湟源等農業大縣的機械播種面積和機械耕地面積均占耕地總面積的40%左右，東南部的樂都縣僅占20%左右，地區間機械化水平的差異也會造成土壤養分的空間分異。

2.5　湟水流域土壤TN時間變化的影響因素

（1）氣候因子。據氣象資料顯示，1960—2010 年，青海氣溫和降雨量均表現出升高的趨勢，增加幅度分別為0.0354 ℃10 a-1和0.5227 mm 10 a-1［33］。1985—2015 年降雨量和TN同時升高從前文所述的兩者關系上理解是正常的，而氣溫升高也導致TN增加，可以理解為對于地處西部溫度偏低的青海而言，氣溫適度提升有利于作物/植物的生物量提高，加大了秸稈還田量和土壤中殘留的根系，從而有利于TN的積累，因此氣候變化是1985—2015 年期間土壤TN增加的驅動力。

（2）人為因素。從半變異函數參數分析得到，流域30年來隨機因素對TN變異的影響逐漸加重，為進一步了解人為因素對TN時間變化的影響，本文收集到了1986年和2015年湟水流域統計年鑒數據。土地利用方式的改變會影響TN在時間上的變異，依據統計資料［26-31］，30年來湟水流域耕地面積明顯增加，從1985年的約32 萬 hm2增加至2015年的43 萬 hm2左右，其中水澆地增加了約10 萬 hm2，經長期水耕熟化的土壤TN含量會明顯增加，且土壤處于嫌氣條件時會抑制TN的分解，導致TN含量增加。

湟水流域農用化肥施用量（實物量噸）由1986 年的8.68 萬噸增加至2015年的15.55 萬噸，其中氮肥施用量增加了0.87 萬噸，施肥量的增加提高了作物的生物量，增加了殘留在土壤中根系量和還田的秸稈量，從而使得土壤TN等養分元素更多的積累下來；加之近幾年流域各縣根據各地實際情況按測土配方施肥技術對農田進行合理施肥管理，有效改善了土壤養分空間分布不均勻現象，因此，對于研究區這類農業流域而言施肥量也會影響土壤TN的時空分布。農作物種植結構的調整會影響培肥方案的設計最終影響土壤TN的變異，資料顯示［26-31］，1986年流域內農作物播種面積中糧食作物播種面積所占比例高達84.68%，至2015年下降為54.74%，與此同時，從1986—2015年，經濟作物播種面積從12.5%增加至25.7%，蔬菜從1.2%增加至14%。經濟作物和蔬菜均屬于耗水、耗肥的作物，且經濟效益較農作物要高，農民投入變高，土壤管理、肥料施用等均較80年代有了很大改善，這也是30年來土壤TN增加的主要原因之一。

農業現代化水平同樣能影響土壤TN時間演替，據統計［26-31］，30年來全流域的機械耕地面積、機械播種面積和機械收割面積均明顯增加，分別從1986年的3.05 萬 hm2、2.38 萬 hm2和0.004萬hm2，增加至2015年的20.02 萬 hm2、12.35 萬 hm2和8.01 萬 hm2。機械化水平的提高反映了人類對流域土壤的擾動作用在逐步加強，導致土壤TN的空間相關性減弱，在提高耕地質量、改善生產條件的同時也促進了湟水流域現代化農業的發展。特別是2012 年開展湟水流域高標準基本農田整治重大項目以來，“旱變水”、“坡改梯”等項目的推進使流域內沙化、鹽堿化的耕地得到一定治理，土壤質量有所提高，耕地的保水、保肥能力增強，水土流失現象減少，也可以有效提高耕地土壤的TN含量。此外需要指出的是，研究區第二次土壤普查的剖面點與2015 年采集的剖面點在空間位置和分布格局上并不完全一致，存在一定差異，由此可能對部分區域近30年土壤全氮變化量甚至趨勢分析結果帶來一定的不確定性。

3　結 論

近30年，湟水流域0～15 cm和15～30 cm土壤全氮呈現增加趨勢，其中西部、北部、中部以增加為主，東南部以遞減為主；空間相關性由強變為中等，1985 年TN含量在東西和南北兩個方向均呈現先減后增的趨勢，2015 年則整體呈現從東南向西北增加的趨勢；氣候因子、海拔、顆粒組成、土壤類型等自然因素與土地利用、施肥、種植結構和農業機械化等人為因素共同導致了TN時空分布的差異，但人類對土壤養分干預作用表現出增強的趨勢。考慮到TN含量存在較大的時空變異，建議對湟水流域土壤TN含量進行長期監測，對農業氮肥的施用實行分區管理，以保障整個農業流域的可持續發展。

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