扬州市耕地土壤pH值30年演变及其驱动因子

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【目的】土壤p H值是衡量耕地质量的重要指标,开展江苏省扬州市30年来种植制度、耕作制度、施肥、降雨等对耕地土壤酸化影响的研究,为预测和控制土壤酸化提供科学依据。【方法】调查了1984年、1994年、2005年、2014年四个时期耕地土壤p H、成土母质、土壤类型、土壤有机质含量,以及各时期的耕作制度、种植制度、降雨量和施用化肥品种和数量。数据来源于1984年第二次土壤普查的农化样点(4107个)、1994年的土壤普查点(2862个)、2005年土壤养分调查点(4018个)、2014年土壤养分调查点(6009个),共16996个。参照《中国土壤》对我国土壤酸碱度分级指标将扬州市耕地土壤p H分为5级,分别为Ⅰ级(>7.5)、Ⅱ级(6.5~7.5)、Ⅲ级(5.5~6.5)、Ⅳ级(4.5~5.5)、Ⅴ级(<4.5)。应用地统计学中克里格法(Kriging)和相关的统计学方法,用Arc GIS10.1、SPSS19等软件进行了数据统计分析。【结果】扬州市1984年、1994年、2005年、2014年土壤p H平均分别为7.51(4107个)、7.07(2862个)、6.83(4018个)、6.74(6009个);1984~2014年四个时期土壤p H空间分布格局基本不变,即里下河地区>沿江圩区>通南高沙土区>丘陵地区。1984、1994年和2005年,土壤p H以Ⅰ级、Ⅱ级为主,1984年占总面积的90%以上,1994年和2005年占总面积的75%以上;2014年土壤p H空间分布以Ⅱ级、Ⅲ级水平为主,占总面积的65.7%。30年间,土壤p H值下降0~1个单位的面积占总面积的47.2%,下降大于1个单位的面积占总面积的39.3%。前20年土壤p H值下降严重,下降了0~2个单位的面积占80%以上。30年间不同成土母质、土壤类型的整体土壤p H值呈下降趋势,分别下降0.9、0.8个单位;土壤有机质含量的变化与土壤p H变化呈负相关关系,30年间土壤有机质含量平均上升了6.01 g/kg,是土壤p H整体呈下降趋势的原因之一;30年间扬州市降水p H值整体呈下降趋势,其中丘陵、沿江地区下降最快,与丘陵、沿江地区土壤p H下降较快是一致的;30年间化肥投入量与土壤p H变化呈高度的负相关,2005年化肥投入量约505300吨,比1984年化肥投入量增加了2.42倍;2005~2014年化肥投入量呈稳定趋势,与30年土壤p H变化趋势是一致的;种植大棚蔬菜的田块土壤p H平均值比周边种植稻麦田块下降1.5~2个单位,表明土地利用类型改变也会影响土壤p H值。【结论】扬州市耕地土壤p H值30年间持续下降,前20年下降幅度较大,后10年渐趋稳定。影响土壤p H值空间分布因子主要有成土母质、土壤类型、土壤有机质含量;影响土壤p H时间分布因子主要有酸雨、施肥及土地利用类型,其中酸雨、施肥是导致土壤酸化的主要驱动因子。
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