基于主成分和聚类分析的赤红壤区不同土地利用方式土壤肥力综合评价

Comprehensive evaluation of soil fertility of different land use modes in lateritic red soil area based on principal component and cluster analysis

为定量评价赤红壤区不同土地利用方式对土壤肥力特征的影响,本研究以亚热带典型赤红壤区不同土地利用方式的土壤(旱地、园地、菜地)为试验对象,分析各地块土壤物理性质、化学性质和腐殖质组成的变化趋势,通过主成分和聚类分析法定量评价不同土地利用类型土壤综合肥力的差异,以欧氏距离衡量不同地块肥力差异的大小,采用最短距离法对各地块土壤综合肥力进行系统聚类。结果表明,不同土地利用方式表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)土壤的物理性状、化学性状及腐殖质组成存在显著差异(P<0.05),其中土壤有机碳含量、胡敏素碳含量、胡敏酸碳含量、富里酸碳含量、容重、孔隙度、全氮含量、全钾含量和pH值等对土壤肥力质量评价的贡献度较大,碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、全磷含量贡献度较小。土壤肥力质量综合得分排序为旱地表层>旱地亚表层>菜地亚表层>菜地表层>园地表层>园地亚表层。不同地块的土壤肥力质量聚为5类,分别为一等肥力(旱地表层)、二等肥力(旱地亚表层、菜地表层)、三等肥力(菜地亚表层)、四等肥力(园地表层)、五等肥力(园地亚表层)。总体来看,土壤肥力优劣的评价顺序均为旱地>菜地>园地,其中园地土壤存在容重较大、酸化严重、养分失衡和有机碳含量过低的现象。因此,依据赤红壤肥力敏感性指标和土壤本身存在的问题,该区域应增大土壤外源碳的输入,丰富有机碳库储量,同时加强科学施肥和测土配方施肥,平衡和优化速效养分含量,进而达到改良土壤物理结构,增强土壤缓冲性能,改善土壤养分状况的目标,以期实现赤红壤区农业的可持续发展。