下辽河平原区土壤氮素时空变异特点研究

摘要：运用GIS技术空间分析功能与地统计分析相结合方法，对下辽河平原区土壤正相关性较高的全碱解氮进行时空变异特点研究。结果表明：1979―1982年和2005―2013年期间各地区氮素含量量间均呈极显著正相关关系（P<0.01），增速规律基本一致，60%以上耕地土壤碱解氮等级得到提升，含量总体提高20%。

关键词：土壤养分;土壤氮素;土壤碱解氮

中图分类号：S158.2    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）04-0015-03

土壤养分含量在不同时间、同一空间位置以及同一时间、不同空间位置上量值的差异性称之为土壤养分时空变异。土壤氮素是控制作物生长、形成产量的首要因素，探讨土壤氮素时空变异性，全面正确地掌握土壤氮素时空变异状况及其变化规律，是实现耕地土壤精准养分管理的基础，也是土壤资源可持续利用的前提，对指导区域氮素合理施用意义重大。

1 材料与方法

1.1 数据来源

收集整理下辽河平原区7个地区、18个县（市、区）测土配方施肥条件下土壤碱解氮含量数据和1979―1982年第二次土壤普查成果统计数据、图件和文献等资料，以及2005―2013年耕地地力评价相关属性数据。

1.2 处理方法

采用Microsoft Office Excel 2007及SPSS23.0对数据进行处理分析，采用Origin8.0和ArcGis10.0进行制图。

2 结果与分析

2.1 土壤氮素含量时间变化特点

下辽河平原区1979―1982年间和2005―2013年间土壤养分统计特征见表1。

由表1可知：1979―1982年间和2005―2013年间下辽河平原区各地级市行政区划中土壤氮素平均含量均有所增加，其中，土壤碱解氮以营口地区增幅最大，提高了54.85%，其次是鞍山地区，提高了36.20%，其他依次为盘锦地区﹥辽阳地区﹥铁岭地区﹥锦州地区;土壤有机质以盘锦地区增幅最大，提高了50.94%，鞍山地区次之，提高了45.34%，其他依次是营口地区﹥沈阳地区﹥盘锦地区﹥辽阳地区﹥锦州地区。两个时期耕地土壤氮素含量均存在极显著性差异（P<0.01），表明30 a来地区耕地土壤养分含量整体呈明显增加趋势，各土壤养分增速规律基本一致。

对2005―2013年间土壤氮素含量的变化与1979―1982年间含量做了方差分析，30 a来下辽河平原区耕地土壤氮素含量的变化与1979―1982年间含量之间均呈极显著的正相关关系（P<0.01），且表现出原本土壤氮素相对含量低的地区增长速度快，原本土壤氮素相对含量高的地区增长速度慢的规律。同时，县域耕地土壤有机质变化量与全氮、速效氮的变化量之间均呈极显著的正相关关系（p<0.01），这表明三者协同关系强，尤以土壤有机质与全氮表现最为明显。

2.2 土壤氮素含量空间变化特点

30 a来下辽河平原区土壤碱解氮含量变化情况分析如表2、图1所示。

2005―2013年间中等、丰富等级耕地面积较1979―1982年间明显提高，分别增加了315 941 hm2和1 478 579 hm2，增加率分别为100.53%和182.16%。其余含量水平耕地面积呈减少趋势，但整体水平基本保持稳定，总体变化趋势较1979―1982年间提高了1～2个等级。1979―1982年间研究区域耕地土壤碱解氮含量的平均值为86 mg/kg，2005―2013年间研究区域耕地土壤碱解氮含量的平均值为111.13 mg/kg。这说明耕作多年的土壤碱解氮含量保持稳定提高。

根据辽宁省第二次土壤普查土壤养分含量分级标准，以2005―2013年间耕地土壤分布图为本底，绘制出1979―1982年间和2005―2013年间下辽河平原区耕地土壤碱解氮含量等级空间分布图，结果如图2所示。

通过叠置对比，可对30 a来下辽河平原区耕地土壤碱解氮空间等级面积变化及其特点做出判断。

30 a来土壤碱解氮呈现出原低值区含量普遍提高且增速较快，原高值区含量呈下降或增速较慢的趋势，含量等级呈南北高、东西低的格局，由中间向两端逐渐升高;两个时期土壤碱解氮的空间等级区域化分异明显，且多与行政区划、地貌类型相一致。

1979―1982年间和2005―2013年间耕地土壤速效氮含量空间分布规律存在差别，1979―1982年下辽河平原区耕地土壤碱解氮等级多集中于Ⅳ～Ⅴ级，即养分含量在30～90 mg/kg范围内，其分布面积分别占耕地总面积的26.85%和26.15%。经过30 a的发展变化，2005―2013年耕地土壤碱解氮含量多集中于Ⅱ级～Ⅲ级、即养分含量在90～120 mg/kg范围内，其分布面积分别占下辽河平原区耕地总面积的18.77%和68.21%。将两个时期的等级图进行叠加分析可知，30 a来下辽河平原區60%以上的耕地土壤碱解氮等级得到提升，30%耕地等级不变，10%耕地等级下降，整体上提高了1～2级。等级提升的地块主要集中于原Ⅳ～Ⅴ级区域中，该类耕地普遍提升至Ⅱ级～Ⅲ级，其中原Ⅳ级区域提速最快。

表3 是1979―1982年间和2005―2013年间各地不同含量水平碱解氮面积。

由表3可知，两个时期的土壤碱解氮级别变化以-2级、-1级、0级地区等级变化较大，其耕地面积分别占总区域耕地面积的22.19%、27.44%、19.61%;其次是1级、2级地区，其耕地面积分别占总区域耕地面积的12.91%、9.83%，级别变化为-3级、-4级、-5级地区耕地面积占总区域耕地面积的6.99%、0.90%、0.13%。下辽河平原区土壤碱解氮含量等级变化最多的地区为沈阳地区，变化率为26.02%;其次是锦州地区，变化率为22.58%;其他地区变化率的顺序依次是铁岭地区﹥辽阳地区﹥盘锦地区﹥营口地区，变化率分别为21.11%、7.31%、7.06%、6.37%。由此可见，1982年到2013年间下辽河平原区土壤碱解氮含量增长幅度较大，增速较快。

3结语

通过分析1979―1982年间和2005―2013年间下辽河平原区土壤碱解氮含量变化、等级变化、级别面积变化等情况可知：2005―2013年间比1979―1982年间土壤氮素含量整体稳定提高。30 a来土壤碱解氮平均含量总体提高20%以上，呈现出原低值区含量普遍提高且增速较快，原高值区含量呈下降或增速较慢的趋势，含量等级呈南北高、东西低的格局，由中间向两端逐渐升高趋势。60%以上的耕地土壤碱解氮等级得到提升，2005―2013年间变化趋势较1979―1982年间提高了1～2个等级，级别变化以-1级地区等级变化最大;30 a来土壤全氮平均含量提高30%以上，总体含量水平在一定程度上有所提高，等级上有明显提高，在中等级区域面积进一步扩大，级别变化以0级地区等级变化最大。

参考文献

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