近35年成都平原核心区土壤氮素时空演变格局及影响因素研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:upup2004
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土壤氮素含量和动态变化直接影响着农田土壤质量、农业生产氮素养分管理和全球碳氮循环。因此,准确地掌握区域土壤氮素的时空动态信息倍受关注。本文以成都平原核心区为研究区域,以1980s第二次土壤普查的166个典型土壤剖面数据和2016~2017年实地采集测定的187个土壤剖面数据为基础,通过建立土壤有机碳与容重的回归方程、土壤深度函数等方法,估算研究区域土壤全氮密度和储量;并运用方差分析和回归分析方法,量化分析近35年来不同因素对成都平原核心区土壤氮素时空演变格局的作用及影响程度。得出结论如下:(1)35年间研究区表层土壤全氮和碱解氮含量增长显著,其中1980s和2010s表层(0~20 cm)土壤全氮平均含量分别为1.67 g·kg-1和1.91 g·kg-1,上升14.37%;碱解氮平均含量为128.33 mg·kg-1、138.01 mg·kg-1,上升7.54%;在20~100 cm土层土壤全氮含量均呈现不同程度的下降,降幅在5.17%~16.88%之间。本研究区4种成土母质中,表层(0~20 cm)土壤全氮和碱解氮含量以更新统沉积物涨幅最大(32.28%和19.79%);在20~40 cm土层全氮含量,以更新统沉积物长幅度最大(3.96%),而灰棕冲积物下降最大(13.01%);40~100 cm土层全氮含量,总体呈下降趋势(1.92%~23.81%)。2种土壤类型中,表层(0~20 cm)水稻土全氮和碱解氮含量分别增加(14.20%和7.10%),新积土增长(34.29%和24.56%);而在20~100 cm土层,各土类全氮含量均有所下降(5.17%~41.07%)。从土壤亚类来看,表层(0~20 cm)除潜育水稻土全氮和碱解氮含量呈现下降趋势(4.15%和3.31%),其他4个土壤亚类均有所上升(4.85%~34.29%)。各土属氮素含量均以渗育黄泥田涨幅最大(19.48%~82.46%),潜育潮田降幅最为明显(10.81%~31.93%)。(2)35年间研究区土壤全氮密度和氮储量总体呈增长趋势。1980s土壤在0~100cm深度全氮密度均值为1.24 kg·m-2,氮储量为3.835 Tg;2010s全氮密度均值为1.27kg·m-2,氮储量为3.928 Tg,相比增长2.42%;0~100 cm各土层氮密度和储量变幅在-9.09%~9.30%之间。各土层土壤全氮密度以灰棕冲积物和紫色冲积物最大;灰色冲积物的土壤氮储量最高,紫色冲积物最小;土壤全氮密度和储量在0~100 cm土层总体呈增长趋势,变幅表现为紫色冲积物(5.34%)>更新统沉积物(4.89%)>灰棕冲积物(2.98%)>灰色冲积物(1.64%)。水稻土土壤全氮密度和储量在40~60 cm呈现下降趋势(10.56%),新积土全氮密度和储量在0~100 cm总体呈下降趋势(24.30%)。潜育水稻土和新积土全氮密度和氮储量在0~100 cm下降4.18%和24.30%,其他亚类均呈现上升趋势(0.19%~12.28%)。10个土属中,土壤全氮密度和储量在各土层涨幅最大的为渗育黄泥田(17.76%~75.53%),潜育潮田在各土层均呈下降趋势(1.36%~16.26%)。(3)研究区0~40cm土层土壤氮素含量空间变异是受结构性因素和随机性因素共同影响,而40~100 cm土层主要受结构性因素影响。35年间,研究区土壤氮素的时空演变格局受成土母质(4.0~11.2%)、土属(3.8%~12.3%)和施肥(1.2%~11.9%)等因素共同影响。其中,成土母质对土壤表层(0~20 cm)全氮和碱解氮空间分布的影响增加(3.6%~12.9%),土类的影响有所下降(4.0%~2.5%),亚类和土属对各土层全氮和碱解氮空间变异均有显著影响(6.3%~24.5%和5.6%~23.7%),土地利用方式对土壤表层(0~20 cm)氮素含量空间变异的影响逐渐呈上升趋势,施肥对土壤氮素含量空间分布的影响范围为(2.3%~3.1%)。(4)1980s和2010s两时期土壤全氮、全氮密度和碱解氮含量空间分布总体具有较好的一致性。1980s土壤氮素总体呈现由北向南逐渐递增的趋势,2010s土壤氮素呈现由研究区中部向东北和西南逐渐递增的趋势,即青白江以南和金马河以北区域含量相对较低。35年间土壤氮素空间相对变化区域在研究区东北部(彭州-新都区域)、中西部(都江堰-崇州区域)、西南(大邑)等地区,整体呈现增加趋势;而研究区中东部(郫都-温江区域)、崇州东部地区和研究区东南(邛崃-新津交界处)呈现下降趋势。
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