下遼河平原區土壤氮素時空變異特點研究

摘要：運用GIS技術空間分析功能與地統計分析相結合方法，對下遼河平原區土壤正相關性較高的全堿解氮進行時空變異特點研究。結果表明：1979―1982年和2005―2013年期間各地區氮素含量量間均呈極顯著正相關關系（P<0.01），增速規律基本一致，60%以上耕地土壤堿解氮等級得到提升，含量總體提高20%。

關鍵詞：土壤養分;土壤氮素;土壤堿解氮

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

土壤養分含量在不同時間、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分時空變異。土壤氮素是控制作物生長、形成產量的首要因素，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律，是實現耕地土壤精準養分管理的基礎，也是土壤資源可持續利用的前提，對指導區域氮素合理施用意義重大。

1 材料與方法

1.1 數據來源

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

1.2 處理方法

采用Microsoft Office Excel 2007及SPSS23.0對數據進行處理分析，采用Origin8.0和ArcGis10.0進行制圖。

2 結果與分析

2.1 土壤氮素含量時間變化特點

下遼河平原區1979―1982年間和2005―2013年間土壤養分統計特征見表1。

由表1可知：1979―1982年間和2005―2013年間下遼河平原區各地級市行政區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增幅最大，提高了54.85%，其次是鞍山地區，提高了36.20%，其他依次為盤錦地區﹥遼陽地區﹥鐵嶺地區﹥錦州地區;土壤有機質以盤錦地區增幅最大，提高了50.94%，鞍山地區次之，提高了45.34%，其他依次是營口地區﹥沈陽地區﹥盤錦地區﹥遼陽地區﹥錦州地區。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來地區耕地土壤養分含量整體呈明顯增加趨勢，各土壤養分增速規律基本一致。

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關系（P<0.01），且表現出原本土壤氮素相對含量低的地區增長速度快，原本土壤氮素相對含量高的地區增長速度慢的規律。同時，縣域耕地土壤有機質變化量與全氮、速效氮的變化量之間均呈極顯著的正相關關系（p<0.01），這表明三者協同關系強，尤以土壤有機質與全氮表現最為明顯。

2.2 土壤氮素含量空間變化特點

30 a來下遼河平原區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定提高。

根據遼寧省第二次土壤普查土壤養分含量分級標準，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年間下遼河平原區耕地土壤堿解氮含量等級空間分布圖，結果如圖2所示。

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

30 a來土壤堿解氮呈現出原低值區含量普遍提高且增速較快，原高值區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域化分異明顯，且多與行政區劃、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律存在差別，1979―1982年下遼河平原區耕地土壤堿解氮等級多集中于Ⅳ～Ⅴ級，即養分含量在30～90 mg/kg范圍內，其分布面積分別占耕地總面積的26.85%和26.15%。經過30 a的發展變化，2005―2013年耕地土壤堿解氮含量多集中于Ⅱ級～Ⅲ級、即養分含量在90～120 mg/kg范圍內，其分布面積分別占下遼河平原區耕地總面積的18.77%和68.21%。將兩個時期的等級圖進行疊加分析可知，30 a來下遼河平原區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級區域中，該類耕地普遍提升至Ⅱ級～Ⅲ級，其中原Ⅳ級區域提速最快。

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

3結語

通過分析1979―1982年間和2005―2013年間下遼河平原區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定提高。30 a來土壤堿解氮平均含量總體提高20%以上，呈現出原低值區含量普遍提高且增速較快，原高值區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，在中等級區域面積進一步擴大，級別變化以0級地區等級變化最大。

參考文獻

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