下遼河平原區(qū)土壤氮素時空變異特點(diǎn)研究

摘要：運(yùn)用GIS技術(shù)空間分析功能與地統(tǒng)計分析相結(jié)合方法，對下遼河平原區(qū)土壤正相關(guān)性較高的全堿解氮進(jìn)行時空變異特點(diǎn)研究。結(jié)果表明：1979―1982年和2005―2013年期間各地區(qū)氮素含量量間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），增速規(guī)律基本一致，60%以上耕地土壤堿解氮等級得到提升，含量總體提高20%。

關(guān)鍵詞：土壤養(yǎng)分;土壤氮素;土壤堿解氮

中圖分類號：S158.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2020）04-0015-03

土壤養(yǎng)分含量在不同時間、同一空間位置以及同一時間、不同空間位置上量值的差異性稱之為土壤養(yǎng)分時空變異。土壤氮素是控制作物生長、形成產(chǎn)量的首要因素，探討土壤氮素時空變異性，全面正確地掌握土壤氮素時空變異狀況及其變化規(guī)律，是實(shí)現(xiàn)耕地土壤精準(zhǔn)養(yǎng)分管理的基礎(chǔ)，也是土壤資源可持續(xù)利用的前提，對指導(dǎo)區(qū)域氮素合理施用意義重大。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

收集整理下遼河平原區(qū)7個地區(qū)、18個縣（市、區(qū)）測土配方施肥條件下土壤堿解氮含量數(shù)據(jù)和1979―1982年第二次土壤普查成果統(tǒng)計數(shù)據(jù)、圖件和文獻(xiàn)等資料，以及2005―2013年耕地地力評價相關(guān)屬性數(shù)據(jù)。

1.2 處理方法

采用Microsoft Office Excel 2007及SPSS23.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，采用Origin8.0和ArcGis10.0進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤氮素含量時間變化特點(diǎn)

下遼河平原區(qū)1979―1982年間和2005―2013年間土壤養(yǎng)分統(tǒng)計特征見表1。

由表1可知：1979―1982年間和2005―2013年間下遼河平原區(qū)各地級市行政區(qū)劃中土壤氮素平均含量均有所增加，其中，土壤堿解氮以營口地區(qū)增幅最大，提高了54.85%，其次是鞍山地區(qū)，提高了36.20%，其他依次為盤錦地區(qū)﹥遼陽地區(qū)﹥鐵嶺地區(qū)﹥錦州地區(qū);土壤有機(jī)質(zhì)以盤錦地區(qū)增幅最大，提高了50.94%，鞍山地區(qū)次之，提高了45.34%，其他依次是營口地區(qū)﹥沈陽地區(qū)﹥盤錦地區(qū)﹥遼陽地區(qū)﹥錦州地區(qū)。兩個時期耕地土壤氮素含量均存在極顯著性差異（P<0.01），表明30 a來地區(qū)耕地土壤養(yǎng)分含量整體呈明顯增加趨勢，各土壤養(yǎng)分增速規(guī)律基本一致。

對2005―2013年間土壤氮素含量的變化與1979―1982年間含量做了方差分析，30 a來下遼河平原區(qū)耕地土壤氮素含量的變化與1979―1982年間含量之間均呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.01），且表現(xiàn)出原本土壤氮素相對含量低的地區(qū)增長速度快，原本土壤氮素相對含量高的地區(qū)增長速度慢的規(guī)律。同時，縣域耕地土壤有機(jī)質(zhì)變化量與全氮、速效氮的變化量之間均呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系（p<0.01），這表明三者協(xié)同關(guān)系強(qiáng)，尤以土壤有機(jī)質(zhì)與全氮表現(xiàn)最為明顯。

2.2 土壤氮素含量空間變化特點(diǎn)

30 a來下遼河平原區(qū)土壤堿解氮含量變化情況分析如表2、圖1所示。

2005―2013年間中等、豐富等級耕地面積較1979―1982年間明顯提高，分別增加了315 941 hm2和1 478 579 hm2，增加率分別為100.53%和182.16%。其余含量水平耕地面積呈減少趨勢，但整體水平基本保持穩(wěn)定，總體變化趨勢較1979―1982年間提高了1～2個等級。1979―1982年間研究區(qū)域耕地土壤堿解氮含量的平均值為86 mg/kg，2005―2013年間研究區(qū)域耕地土壤堿解氮含量的平均值為111.13 mg/kg。這說明耕作多年的土壤堿解氮含量保持穩(wěn)定提高。

根據(jù)遼寧省第二次土壤普查土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)，以2005―2013年間耕地土壤分布圖為本底，繪制出1979―1982年間和2005―2013年間下遼河平原區(qū)耕地土壤堿解氮含量等級空間分布圖，結(jié)果如圖2所示。

通過疊置對比，可對30 a來下遼河平原區(qū)耕地土壤堿解氮空間等級面積變化及其特點(diǎn)做出判斷。

30 a來土壤堿解氮呈現(xiàn)出原低值區(qū)含量普遍提高且增速較快，原高值區(qū)含量呈下降或增速較慢的趨勢，含量等級呈南北高、東西低的格局，由中間向兩端逐漸升高;兩個時期土壤堿解氮的空間等級區(qū)域化分異明顯，且多與行政區(qū)劃、地貌類型相一致。

1979―1982年間和2005―2013年間耕地土壤速效氮含量空間分布規(guī)律存在差別，1979―1982年下遼河平原區(qū)耕地土壤堿解氮等級多集中于Ⅳ～Ⅴ級，即養(yǎng)分含量在30～90 mg/kg范圍內(nèi)，其分布面積分別占耕地總面積的26.85%和26.15%。經(jīng)過30 a的發(fā)展變化，2005―2013年耕地土壤堿解氮含量多集中于Ⅱ級～Ⅲ級、即養(yǎng)分含量在90～120 mg/kg范圍內(nèi)，其分布面積分別占下遼河平原區(qū)耕地總面積的18.77%和68.21%。將兩個時期的等級圖進(jìn)行疊加分析可知，30 a來下遼河平原區(qū)60%以上的耕地土壤堿解氮等級得到提升，30%耕地等級不變，10%耕地等級下降，整體上提高了1～2級。等級提升的地塊主要集中于原Ⅳ～Ⅴ級區(qū)域中，該類耕地普遍提升至Ⅱ級～Ⅲ級，其中原Ⅳ級區(qū)域提速最快。

表3 是1979―1982年間和2005―2013年間各地不同含量水平堿解氮面積。

由表3可知，兩個時期的土壤堿解氮級別變化以-2級、-1級、0級地區(qū)等級變化較大，其耕地面積分別占總區(qū)域耕地面積的22.19%、27.44%、19.61%;其次是1級、2級地區(qū)，其耕地面積分別占總區(qū)域耕地面積的12.91%、9.83%，級別變化為-3級、-4級、-5級地區(qū)耕地面積占總區(qū)域耕地面積的6.99%、0.90%、0.13%。下遼河平原區(qū)土壤堿解氮含量等級變化最多的地區(qū)為沈陽地區(qū)，變化率為26.02%;其次是錦州地區(qū)，變化率為22.58%;其他地區(qū)變化率的順序依次是鐵嶺地區(qū)﹥遼陽地區(qū)﹥盤錦地區(qū)﹥營口地區(qū)，變化率分別為21.11%、7.31%、7.06%、6.37%。由此可見，1982年到2013年間下遼河平原區(qū)土壤堿解氮含量增長幅度較大，增速較快。

3結(jié)語

通過分析1979―1982年間和2005―2013年間下遼河平原區(qū)土壤堿解氮含量變化、等級變化、級別面積變化等情況可知：2005―2013年間比1979―1982年間土壤氮素含量整體穩(wěn)定提高。30 a來土壤堿解氮平均含量總體提高20%以上，呈現(xiàn)出原低值區(qū)含量普遍提高且增速較快，原高值區(qū)含量呈下降或增速較慢的趨勢，含量等級呈南北高、東西低的格局，由中間向兩端逐漸升高趨勢。60%以上的耕地土壤堿解氮等級得到提升，2005―2013年間變化趨勢較1979―1982年間提高了1～2個等級，級別變化以-1級地區(qū)等級變化最大;30 a來土壤全氮平均含量提高30%以上，總體含量水平在一定程度上有所提高，等級上有明顯提高，在中等級區(qū)域面積進(jìn)一步擴(kuò)大，級別變化以0級地區(qū)等級變化最大。

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