郫县位于成都市西北郊,是川西平原重要的粮食、蔬菜和生猪生产基地。其土地利用覆盖属于特 大型城市市郊的快速变化区。研究其土壤有机质的时空变化特征对于了解整个川西平原土壤肥力变 化趋势和土地质量评价都有着重要意义。土壤耕层是受土地利用方式和利用程度影晌最深的层次< 1,2>,也是整个土壤圈与大气圈、水圈和生物圈间进行物质迁移与能量交换最活跃的场所。其 土壤有机质含量的提高有助于培肥土壤、提高作物产量和增强土壤抗污染能力<3,4>。本文结 合1981年第2次土壤普查资料和2002年土壤调查资料分析郫县土壤耕层有机质含量的时空 变化特征及其成因,为川西平原土壤肥力演化趋势预测和土壤质量调控提供依据。1 研究区域概 况与研究方法1.1 研究区域概况郫县地处成都平原中部,位于东经103°42′50″至1 04°2′45″,北纬30°43′15″至30°57′50″之间,幅员面积437.5平方公里。全县辖19镇,262个村。该县属中亚热带季风湿润气候,其年平均气温在153～16 7℃之间,年均降雨量914～1050mm,年日照时数1250～1450小时,年相对湿度平均83%。全县地貌较为单一,仅平原和台地两种。该县平原面积比例高达98 9%,为典型的平原县。地势西北高、东南低,由西北向东南缓慢下降,地面纵向坡度比为3～5‰ 。全县耕地土壤主要由第四系全新统灰色冲积物和中更新统老冲积物发育而成,以水稻土为主,另有少量黄壤和潮土分布。种植作物为水稻、小麦、油菜、大蒜、芹菜、韭菜等。12 土样采集与化学分析2002年的采样是从1981年第二次士壤普查的93个样点中选取46 个,在野外根据实际情况在原剖面位置或就近移位采取(图1)。具体方法是利用1∶10000 的地图和GPS进行定位,每个样点待测土样由耕地0～20cm土层的3个相邻士钻样混合组成。1981年和2002年的土样有机质含量均采用重铬酸钾容量法测定<5>。13 时空变异特征分析在ArcGIS8 1地理信息系统平台上,通过计算不同间距的半方差,利用球状模型进行套合,使用普通克里格内插法获得有机质含量两个年代的等值线图<6>。2 结果与分析2 1 全县有机质含量的时空变异总体特征由于该县长期作为四川省粮油生产基地,经过20年来的培肥改良与耕作利用,其耕层有机质含量总体呈增加趋势(表1),由1981年的26 4gkg-1提高到表1 郫县土壤有机质含量Table1 Soilorganicmatte rcontentsinPixian年份Year样点数(个)SampleNo.含量范围R ange(gkg-1)平均值Arevage(gkg-1)1981933.9～49.626.420024620.4～43.628.22002年的282gkg-1,增幅达8 3%。1981年有机质含量的半方差函数球状套合模型的变程为3 71km,块金值与基台值之比为0 26;而二者2002年之值则分别为2 44利0 35。因此,近21年来土壤耕层有机质含量空间变异特征为变程减小,随机变异增加,表明:耕地 利用管理方式从以村组为主转为以家庭承包为主。耕层有机质含量总体增加主要是因近5年来该县 禁止燃烧秸秆,推广秸秆还田的结果。图1 土壤样点分布图Fig.1 Distributi onmapofsoilsamplingpoints根据1981年与2002年各样点耕层有机质含量,采用ArcGIS81的地统计学组件中的普通克里格法进行内插获得这两年土壤有机质时空变异等值线图(图2)。图 2 土壤有机质含量分级图(gkg-1)Fig.2 Gradingmapsofsoilo rganicmaltercontent(gkg-1)2.2 有机质含量的区域变化差异根 据该县距离成都市区的远近,将其分为东部、中部和西部三个区域。东部紧靠市区四环路,包括团 结镇、犀浦镇、合作镇、安靖镇、红光镇;中部位于县域中部,围绕在县城四周,包括古城镇、三 道堰镇、、德源镇、新民填、唐元镇、红星镇、清河镇、友爱镇、两路口镇和郫简镇;西部距成都 市区最远,包括安德镇、花园镇、唐昌镇和新胜镇。东部、中部和西部两个年代的土壤耕层有机质 含量统计值列于表2。(1)东部 尽管21年来全县耕层有机质平均含量略有下降,但东部因接 壤成都市区,受其辐射较大,属于快速城镇化和工业化区域,是全县经济发展最快的地区。其耕地 利用出现两种典型情况:一是以非农业收入为主的农户对耕地疏于管理甚至弃耕;二是本地专业户 或外来租地者,将耕地用于高度集约化的蔬菜种植,一年复种指数高达300～400%,掠走大 量养分。但无论其中哪一种耕地利用管理方式,有机肥施用量都有减少的趋势,从而导致目前该区土壤有机质含量比1981时略有减少,从292±5 9gkg-1降低剑28 7±4 7gkg-1(表2)。表2 郫县不同区域耕层的有机质含量Table2 Organicma ttercontentsindifferentregions年份Year1981年20 02年样点数SampleNo.(n)有机质含量O.M.coneene(gkg-1)样点 数SampleNo.(n)有机质含量O.M.coneene(gkg-1)东部2829. 2±5.91428.7±4.7中部5126.1±6.02528.1±4.4西部1421 .9±6.2627.9±4.3 (2)中部 这是本县3个区域中面积最大的部分,也是郫 县的主要粮油生产基地。其中,县城郫筒镇也是成都市的卫星城之一。该区城镇化和工业化水平虽比东部低,但明显高于西部,也是郫县经济发展较快的区域。目前,其土壤耕层有机质含量为281±4 4gkg-1,高于西部但又低于东部。该区作物种植制度主要是小麦/油菜—水稻,平均复种指数 达235%,耕地的投入产出水平较高,且也是全县推广秸秆还田最好的区域。因此,2002年耕层有机质含量比21年前提高了20gkg-1。(3)西部 该区域面积较小,区内地貌由东向西从平原变为台地。因距成都市区较 远,其城镇化和工业化速度较东、中部慢。本区生产条件相对落后,复种指数接近200%。耕地 利用方面,以前主要种植小麦和水稻,经过近20多年来的农业结构调整,以草本品种为主的花卉 产业已迅速发展起来。因此,本区现已成为成都市的花卉生产基地。由于该区秸秆还田推广较好和 种植草本花卉对培肥土壤有利,因此耕层有机质含量虽然仍为全县最低,但提高明显,从1981年的219±6 2gkg-1增加到27 9±4 3gkg-1,增幅达25%。2.3 主要土壤类型的有机质含量及其变化该县的士壤主要有水稻 土、黄壤和潮土类。其中水稻土分布面积最广,高达耕地面积的96%以上;黄壤和潮土分布面积 均较小,且前者集中分布在县境西部台地上,后者分布零星。因此,下面主要介绍水稻土和黄壤的 有机质含量变化。水稻土分布面积广,包括淹育型水稻土、渗育型水稻土、潴育型水稻土和潜育型 水稻土4个亚类。耕层有机质含量均较高,达到了优质耕地的标准(表3)。21年来除潴育型水稻土有机质平均含量从278gkg-1降至27.3gkg-1外,其余3个亚类的有机质平均含量都有不同程度的提高。黄 壤原属于全县的低产土壤,但经过近15年来的大力改良培肥,耕层有机质含量已从11.1gk g-1增至26.3gkg-1,是全县有机质含量增幅最大的耕地土壤。表3 主要土壤类型的 有机质含量Table3 Organicmattercontentsinmainsoil types土类Soilgroup亚类Subgroap1981年2002年样点数Samp leNo.(n)有机质含量O.M.content(gkg-1)样点数SampleNo. (n)有机质含量O.M.content(gkg-1)水稻土淹育型水稻土4325.227 27.0渗育型水稻土628.5330.4潴育型水稻土2027.8827.3潜育型水稻土 1830.9733.3黄 壤黄壤 311.1126.33 讨 论(1)位于特大型 城市成都市郊的郫县,属于土地利用/土地覆盖的快速变化区,耕地肥沃,土壤有机质含量高,已 达到优质耕地标准。但在这种土地利用的快速变化区内,因城镇化程度不同,其有机质含量的变化 趋势亦有差异。(2)在川西平原城镇化、工业化和经济发展较快的县区,探索以在市场经济条件 下耕地利用管理调整政策和建立新的耕地保护体系是实现该县社会经济可持续发展所面临的迫切问 题。(3)在研究较大区域的土壤有机质时空变异特征时,怎样设计采样方案才能既能保证区域特 征的提取,又能最大程度减少人力、物力和时间的耗费,是在进一步研究中值得注意的问题。四川郫县土壤耕层有机质时空变异特征@魏甦$四川农业大学资源环境学院!四川雅安 625014
@张世熔$四川农业大学资源环境学院!四川雅安 625014
@邓良基$四川农业大学资源环境学院!四川雅安 625014
@刘英华$四川农业大学资源环境学院!四川雅安 625014
@肖鹏飞$四川农业大学资源环境学院!四川雅安 625014耕层;;有机质;;时空变异在A rcGlS8.1软件系统平台上,通过分析四川郫县土壤耕层1981年93个样点和2002 年46个样点的有机质含量,研究了该县有机质的时空变化特征。结果表明,郫县耕层土壤有机质 平均含量从1981年的26.4gkg-1增加到2002年的28.2gkg-1。其区域变 化差异为:东部略微下降,中部与西部增加。近21年来水稻土有机质平均含量仅少量增加,而黄 壤则增幅明显。距成都市区的远近和推广秸秆还田程度是引起耕层土壤有机质含量时空变异的主要原因。<1> 江永红,宇振荣,马永良.秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响
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