成都平原农地利用方式转变下表层土壤速效钾变化特征

为了掌握区域土壤速效钾含量变化特征及其影响因素,本研究在成都平原选择184个20世纪80年代第二次土壤普查时采集的样点数据和176个2016—2017年获得的样点数据,采用一般统计和单因素方差分析法(ANOVA)探究了近40年成都平原农地表层(0~20 cm)土壤速效钾含量变化特征及其与农地利用方式转变和母质类型的关系。结果表明:研究区农地表层土壤速效钾含量从44.44 mg·kg^(-1)增加至57.24 mg·kg^(-1),增幅为28.80%(P<0.05)。与20世纪80年代传统稻-麦/油轮作相比,2016—2017年稻-蔬轮作和稻-麦/油轮作表层土壤速效钾含量分别增加了103.83%(P<0.05)和17.64%,而园林地表层土壤速效钾含量则减少了11.95%。不同母质类型上,灰棕冲积物发育的土壤表层速效钾含量增幅最高,为82.08%(P<0.05),其次是更新统老冲积物(25.48%)和灰色冲积物(9.82%)。与传统稻-麦/油轮作相比,稻-蔬轮作下灰棕冲积物发育的土壤速效钾含量增幅(135.97%,P<0.05)远高于更新统老冲积物(116.03%,P<0.05)和灰色冲积物(79.31%,P<0.05),而园林地灰棕冲积物和更新统老冲积物发育土壤的速效钾含量增加,灰色冲积物发育土壤的速效钾含量降低。研究表明,农地利用方式的转变改变了研究区表层土壤速效钾累积特征,但其对累积规律的影响依赖于成土母质类型。

四川盆地耕地土壤pH空间变异特征及影响因素

基于四川盆地4 362个耕地表层土壤(0~20 cm)采样点数据,采用地统计学法、方差分析和回归分析法分析了该区域耕地表层土壤pH的空间分布特征及不同影响因素对土壤pH空间变异的影响程度。结果表明:研究区土壤p H介于3.53~8.76,平均为6.54,以微酸性至中性为主;变异系数为18.89%,属于中等程度的空间变异。半方差分析表明,指数模型为该区域土壤pH变异的最佳拟合模型,块金效应为49.97%,属于中等程度的空间自相关性,受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,整体呈现北高南低、西高东低、中间高四周低的空间分布格局。回归分析结果表明,土壤pH的空间变异主要受到土壤类型、降水量、地形和耕地利用方式的影响。其中,土壤类型和降雨量分别能独立解释14.6%和11.6%的土壤pH空间变异,是该区域土壤pH空间变异的主控因素。

气候变暖对四川盆地水稻土有机碳含量变化的影响

气候变暖会提高土壤温度从而导致土壤碳释放,但也可以通过提高初级生产力增加土壤有机碳.农田土壤被认为具有巨大的固碳潜力,然而大区域尺度上气候变暖如何影响农田土壤有机碳变化尚缺少直接观测.水稻土是我国重要的耕作土壤之一,基于1980~1985年全国第二次土壤普查获得的2217个样点数据和2017~2019年2382个实地采样数据,分析了四川盆地水稻土表层土壤有机碳含量的变化特征,并探究了水稻土有机碳含量变化与气温、降雨量、农田利用方式、施肥强度和粮食产量的关系.结果表明,近40年间四川盆地水稻土表层有机碳含量从13.33 g·kg^(-1)上升到15.96 g·kg^(-1),增长了2.63 g·kg^(-1),呈“碳汇”效应;不同地貌区和不同二级流域水稻土有机碳含量变化幅度不同.水稻土有机碳含量增加量与年均气温呈正相关关系,与年均降雨量呈负相关关系,与年均施肥量及其增长速率、年均粮食产量及增长率则均呈先增加后降低的抛物线关系.不同农田利用方式下水稻土有机碳含量增加量与年均气温增长率关系不同,年均气温增长率的增加仅在水旱轮作下对有机碳增长具有显著影响.以上结果表明,四川盆地水稻土有机碳变化受多种因素共同影响,但气候变暖是导致区域水稻土有机碳变化的重要因素,且其影响受农田利用方式决定的水分条件控制.

四川盆地耕地表层土壤有机碳含量空间分布特征及其影响因素

掌握土壤有机碳空间变异特征及影响因素是增加耕地土壤碳汇和提升耕地土壤质量的重要前提。基于2017~2019年实地采集的4 362个表层(0~20 cm)土壤样点,采用地统计学方法分析了四川盆地耕地表层土壤有机碳含量的空间分布格局,运用相关分析、方差分析和回归分析等方法探究了气候、地形、土壤类型、农地利用方式和氮肥施用强度对表层土壤有机碳含量空间异质性的影响。结果表明:研究区表层土壤有机碳含量在1.58~42.40 g·kg^(-1)之间,均值为13.85 g·kg^(-1),略低于全国平均水平;变异系数为45.82%,具有中等强度的空间变异性。半方差分析结果表明,研究区表层土壤有机碳的最佳理论模型为指数模型,块金效应为59.73%,变程为145 km,表明其空间分布由结构性因素和随机性因素共同决定且自相关范围较大。空间插值结果表明,四川盆地耕地表层土壤有机碳含量总体呈中间低四周高的斑状分布格局。回归分析结果表明,土壤类型是影响研究区耕地表层土壤有机碳空间分布的主要因素,其余依次为农地利用方式、气候和地形;各因素对土壤有机碳空间变异的独立解释能力分别为19.7%、14.0%、12.0%和9.2%。调控农地利用方式是实现该区域耕地土壤碳增汇的关键,但制定调控措施时也要充分考虑土壤类型、气候和地形等因素的影响。

成都平原近40年来表层土壤全磷变化及其与农地利用方式转变的关系

【目的】掌握农地土壤全磷含量变化特征及其影响因素有助于合理制定田间磷肥管理措施和科学防控面源污染。【方法】基于1980s第二次土壤普查时获得的160个样点数据和2016~2017年采集分析获得的175个样点数据,采用一般统计和方差分析探讨了近40年来成都平原农地表层(0~20 cm)土壤全磷(P)含量变化特征及其与农利用方式转变和母质类型的关系。【结果】结果表明,研究区农地表层土壤全磷含量从0.48 g kg^(−1)增加到0.95 g kg^(−1),增加了97.92%(P<0.01)。与1980s传统稻-麦/油轮作相比,2016~2017年稻-麦/油轮作、稻-蔬轮作和园林地土壤全磷含量分别增加了79.17%、150.00%和85.42%(P<0.01)。不同母质类型上,更新统老冲积物发育的土壤全磷含量增幅最高,为147.06%(P<0.01),其次分别是灰棕冲积物(115.56%,P<0.01)和灰色冲积物(81.82%,P<0.01)。与传统稻-麦/油轮作相比,稻-蔬轮作下更新统老冲积物发育的土壤全磷累积量增幅(132.35%,P<0.01)远高于灰棕冲积物(68.88%,P<0.01)和灰色冲积物(49.09%,P<0.01),而园林地只增加了更新统老冲积物发育土壤的全磷累积量增幅,降低了灰棕冲积物发育的土壤上全磷累积量增幅,对灰色冲积物发育的土壤则影响不大。【结论】这表明,农地利用方式转变改变了研究区表层土壤全磷累积特征,但农地利用方式转变对表层土壤全磷累积的影响依赖于成土母质类型。

成都平原农地利用方式转变对不同母质土壤剖面磁化率的影响

【目的】分析区域土壤磁化率变化特征有助于掌握土壤环境变化规律和土壤演化特点,为区域土壤资源管理提供依据。【方法】本研究基于174个土壤剖面的675个采样数据,分析成都平原不同农地利用方式和母质条件下土壤剖面磁化率的差异,采用时空替代法探究农地利用方式转变对农田土壤剖面磁化率的影响。【结果】结果表明,研究区土壤磁化率随土层深度增加呈降低趋势;0~20 cm土层土壤磁化率(23.30×10^(−8)m^(3)kg^(−1))显著大于20~40 cm和40~60 cm土层(20.42×10^(−8)m^(3)kg^(−1)和19.36×10^(−8)m^(3)kg^(−1))。总体上,稻-蔬轮作地各土层土壤磁化率显著高于传统稻-麦/油轮作地和园林地,是后2种农地利用方式的1.57~2.15倍;园林地各土层土壤磁化率则与传统稻-麦/油轮作地相差不大。但稻-蔬轮作地和园林地土壤磁化率与传统稻-麦/油轮作地间的差异随着成土母质的变化而变化。Q3老冲积物和Q4灰棕冲积物发育的土壤上稻-蔬轮作地4个层次土壤磁化率均显著高于传统稻-麦/油轮作地(P<0.05),而Q4灰色冲积物发育的土壤上稻-蔬轮作地土壤磁化率仅在40~100 cm土层显著高于稻-麦/油轮作地(P<0.05)。园林地土壤剖面磁化率在Q3老冲积物发育的土壤上略高于传统稻-麦/油轮作地,在Q4灰色冲积物和Q4灰棕冲积物发育的土壤上则低于传统稻-麦/油轮作地;同时,在传统稻-麦/油轮作地上Q4灰色冲积物和Q4灰棕冲积物发育的土壤各土层磁化率均显著高于Q3老冲积物发育的土壤(P<0.05),但在园林地上3种母质发育的土壤各土层磁化率差异均不显著(P>0.05)。【结论】以上结果说明,农地利用方式转变对土壤磁化率的影响依赖于母质。传统稻-麦/油轮作地转变为稻-蔬轮作地和园林地改变了土壤剖面磁性特征;与传统稻-麦/油轮作相比,稻-蔬轮作显著增强了Q3老冲积物和Q4灰棕冲积物发育的土壤各土层的磁性,但只增加了Q4灰色冲积物发育土壤40~100 cm土层的磁性;园林地则明显降低了Q4灰色冲积物和Q4灰棕冲积物发育土壤剖面的磁性。