福建省耕地土壤磷素富集及其生态风险评价

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本文以福建省耕地土壤为研究对象,利用1982年1676个调查剖面点与2008年耕地测土配方施肥30984个全磷和200322个有效磷调查样点数据建立的两期1:50万耕地土壤数据库,系统分析了25年来福建省不同耕地土壤类型(土类、亚类)和区域(设区市)的耕地磷素富集程度差异,并对土壤磷素富集的生态风险进行了分区评价,研究结果可为福建省耕地土壤制定合理的磷肥优化管理措施和磷素流失生态风险的评估与防控提供科学依据。主要研究结果如下:1、福建省1982年和2008年耕层土壤全磷和有效磷含量空间差异较大,分别介于0.25-1.21g/kg和0.26-2.53g/kg之间,均值分别为0.69±0.17g/kg和0.81±0.28g/kg;全省两期耕层土壤有效磷含量变化范围分别为0.04-29.31mg/kg和3.57-262.12mg/kg,均值分别为9.37±4.38mg/kg和33.75±21.75mg/kg。总体看来,26年来福建省耕层土壤全磷含量增加了0.12g/kg,有效磷含量增加了24.38mg/kg,表现出较明显的磷素富集趋势。2、从不同设区市耕地土壤磷素的时空变化来看,全省1982年和2008年磷素含量较高的设区市主要分布于闽西北丘陵地区的龙岩、三明和南平市以及闽东南沿海地区的漳州、泉州和福州市;从不同土壤类型来看,1982年全磷含量高于全省平均水平(0.69g/kg)的土类、亚类主要包括水稻土、潜育水稻土、潴育水稻土和渗育水稻土:有效磷含量高于全省平均水平(9.37mg/kg)的土类是滨海盐土、风砂土、赤红壤、潮土和红壤,亚类主要是滨海盐土、耕作风砂土、赤红壤、盐渍水稻土、灰潮土、红壤和淹育水稻土。2008年全磷和有效磷含量较高的土类、亚类都是潮土、淹育水稻土和灰潮土。3、1982-2008年全省耕地土壤磷素均呈现出富集状态,全磷和有效磷富集面积分别为768657.68hm2和1216776.58hm2,占全省耕地总面积的59.00%和92.81%。从不同设区市耕层土壤磷素富集程度来看,全省各设区市耕层土壤磷素都表现出富集趋势,但不同设区市耕层土壤磷素富集程度有所差异。从磷素富集率来看,除了(龙岩和三明市外)其余设区市耕层土壤全磷年均富集率大小顺序为:厦门市>泉州市>莆田市>漳州市>福州市>宁德市>南平市,有效磷年均富集率大小顺序为:厦门市>漳州市>三明市>宁德市>龙岩市>泉州市>福州市>南平市>莆田市。从磷素富集面积比例来看,9个设区市耕层土壤全磷富集面积比例大小顺序为:厦门市>莆田市>泉州市>漳州市>福州市>宁德市>南平市>龙岩市>三明市,有效磷磷富集面积比例大小顺序为:厦门市>三明市>漳州市>龙岩市>泉州市>宁德市>福州市>南平市>莆田市。4、从全省不同土壤类型耕层土壤全磷富集程度来看,除了石灰土外,其余土类均呈现出不同程度的富集趋势。从全磷富集率大小和富集面积比例来看,土类以潮土、赤红壤和紫色土的富集程度较大,亚类以淹育水稻土、灰潮土、酸性紫色土、赤红壤和盐渍水稻土的富集程度较大。从全省土壤有效磷富集程度来看,所有土壤类型都表现出富集状态,但不同土壤类型的富集程度差异很大,土类以紫色土和潮土的富集程度较大,亚类以淹育水稻土和漂洗水稻土的富集程度较大。5、灰色关联度分析显示,年均施肥量、pH、有机质和粘粒含量是影响福建省耕层土壤磷素富集的关键因子,年均温度、年均降雨量、粉粒含量和砂粒含量是影响福建省耕层土壤磷素富集的一般因子。6、福建省部分耕地土壤磷素富集潜在一定的生态风险,合计面积为311987.10hm2,占全省耕地土壤总面积的23.79%;其中以中、低生态风险为主,合计面积为304559.78hm2,占全省磷素富集潜在生态风险耕地总面积的97.62%。从不同设区市来看,9个设区市耕层土壤磷素富集潜在生态风险耕地面积大小分别为:漳州市>福州市>厦门市>泉州市>龙岩市>莆田市>宁德市>三明市>南平市。从不同土壤类型来看,全省耕层土壤磷素富集潜在生态风险面积最大的土类是水稻土,达279666.37hm2,占全省土壤磷素富集潜在生态风险耕地总面积的89.64%;从不同亚类来看,全省耕地土壤磷素富集潜在生态风险面积最大的是渗育水稻土和潴育水稻土,合计面积为228841.29hm2,占全省土壤磷素富集潜在生态风险耕地总面积的73.35%。
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