烟台市典型县域土壤pH时空变化特征及影响因素

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0672

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (21): 103-108.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0672

• 资源·环境·生态·土壤 • 上一篇下一篇

烟台市典型县域土壤pH时空变化特征及影响因素

李煜婧¹(), 夏紫祎¹, 申桐², 王斐², 郑磊³, 周建利¹, 张强³(), 孙楠⁴(), 徐明岗²^,⁴

¹ 长江大学农学院，湖北荆州 434025
² 山西农业大学资源环境学院，山西太谷 030800
³ 金正大生态工程集团股份有限公司，山东临沭 276700
⁴ 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室，北京 100081

收稿日期:2022-08-05 修回日期:2022-10-14 出版日期:2023-07-25 发布日期:2023-07-24
通讯作者: 张强，男，1979年出生，山东东营人，高级农艺师，博士，主要从事新型肥料创制与土壤改良研究。通信地址：276700 山东省临沭县兴大西街19号金正大生态工程集团股份有限公司，Tel：0539-6378876，E-mail：zhangqiang@kingenta.com。孙楠，女，1975年出生，内蒙古呼和浩特人，研究员，博士，主要从事土壤培肥与改良研究。通信地址：100081 北京市海淀区中关村南大街12号中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，Tel：010-82105062，E-mail：sunnan@caas.cn。
作者简介:
李煜婧，女，2001年出生，新疆博乐人，在读本科生，主要从事土壤环境化学方面的研究。通信地址：434025 湖北省荆州市荆州区荆秘路88号长江大学农学院，E-mail：2237265401@qq.com。
基金资助:
泰山产业领军人才工程项目“土壤酸化综合防治与地力提升关键技术产业化开发与应用”(LJNY201818)

Spatiotemporal Characteristics of Soil pH in Typical Counties of Yantai City and Influencing Factors

LI Yujing¹(), XIA Ziyi¹, SHEN Tong², WANG Fei², ZHENG Lei³, ZHOU Jianli¹, ZHANG Qiang³(), SUN Nan⁴(), XU Minggang²^,⁴

¹ College of Agriculture, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434025
² College of Resources and Environment, Shanxi Agricultural University, Taigu, Shanxi 030800
³ Kingenta Ecological Engineering Group Co. Ltd, Linshu, Shandong 276700
⁴ Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Cultivated Land Quality Detection and Evaluation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081

Received:2022-08-05 Revised:2022-10-14 Online:2023-07-25 Published:2023-07-24

摘要/Abstract

摘要：

研究烟台市典型县域耕地土壤pH变化及其影响因素，为耕地质量提升提供科学依据。以栖霞市和蓬莱区为研究对象，2010年用网格法采集耕层土壤样品，分析土壤pH、交换性钙、交换性镁等基本性质，与第二次土壤普查（1984年）数据进行对比分析，采用地统计学法分析不同类型土壤pH的时空演变特征并比较不同级别土壤pH的变化情况。结果表明：1984—2010年25年来，烟台市土壤pH呈下降趋势，褐土和潮土pH下降幅度均约10%，棕壤约6%。随时间推移，烟台市土壤pH块金效应升高，空间自相关性减弱，受到随机因素影响的程度增大。烟台市北部及东部边缘等地土壤pH较高，酸化不明显；西南部地区土壤pH较低，酸化严重。与1984年相比，2010年pH≤6.00的耕地占比由5.8%增加至48.8%；pH>6.00的耕地占比则由94.2%下降至51.2%。栖霞市土壤交换性钙、镁含量随pH升高先上升后下降；蓬莱区土壤交换性钙、镁含量与pH呈显著正相关。烟台市耕地土壤呈现酸化的趋势，气候和施肥等是影响该区域耕地土壤酸化的主要因素。

关键词: 烟台市, 土壤酸化, 土壤类型, 地统计学, 时空变化特征

Abstract:

This paper explored the characteristics of soil pH change and its influencing factors in arable land of typical counties in Yantai City and provided a scientific basis for arable land quality improvement. The soil samples of cultivated layer were collected in 2010 by grid sampling method from Qixia City and Penglai District as the research objects. Soil properties, including soil pH, exchangeable calcium and exchangeable magnesium were analyzed and compared with data of the second land survey in 1984. The pH spatiotemporal characteristics of different soil types were analyzed by geostatistics, changes in pH at different soil levels were compared. The results indicated that the soil pH in Yantai City showed a downward trend during 25 years (1984 to 2010). The declining degrees of pH were about 10% for cinnamon and fluvo-aquic soils and 6% for brown soil, respectively. The nugget effect of soil pH increased over time and the spatial autocorrelation of soil pH gradually decreased, and soil pH was greatly affected by random factors. Soil pH values in the northern and eastern edge of Yantai were high, and the acidification was not obvious. In contrast, soil pH values were low in southwest of Yantai where had severe acidification. The proportion of arable land with pH≤6.00 increased significantly from 5.8% in 1984 to 48.8% in 2010, while the proportion of arable land with pH>6.00 decreased significantly from 94.2% in 1984 to 51.2% in 2010. Both exchangeable calcium and exchangeable magnesium in Qixia City increased first and then decreased with the increase of pH, while both exchangeable calcium and exchangeable magnesium in Penglai City were positively correlated with pH. The cultivated land soil presented acidizing trend in Yantai. Climate and fertilization are the main factors affecting arable soil acidification in this region.

Key words: Yantai City, soil acidification, soil type, geostatistics, spatiotemporal characteristics

李煜婧, 夏紫祎, 申桐, 王斐, 郑磊, 周建利, 张强, 孙楠, 徐明岗. 烟台市典型县域土壤pH时空变化特征及影响因素[J]. 中国农学通报, 2023, 39(21): 103-108.

LI Yujing, XIA Ziyi, SHEN Tong, WANG Fei, ZHENG Lei, ZHOU Jianli, ZHANG Qiang, SUN Nan, XU Minggang. Spatiotemporal Characteristics of Soil pH in Typical Counties of Yantai City and Influencing Factors[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(21): 103-108.

图/表 7

参考文献 30

[1]	邹晓锦, 仇荣亮, 黄穗虹, 等. 广东大宝山复合污染土壤的改良及植物复垦[J]. 中国环境科学, 2010, 28(9):775-780.
[2]	王洪, 曹婧, 毋俊华, 等. 近40年来陕西省耕层土壤pH的时空变化特征[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2021, 29(6):1117-1126.
[3]	路艳艳, 丁方军, 刘春生, 等. 山东省胶东地区土壤酸化现状研究[J]. 化肥工业, 2017, 44(1):67-71,78-79.
[4]	张芳, 熊黑钢, 安放舟, 等. 基于盐(碱)生植被盖度的土壤碱化分级[J]. 土壤学报, 2012, 49(4):665-672.
[5]	GUO J H, LIU X J, ZHANG Y, et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science, 2010, 327(59680):1008-1010. doi: 10.1126/science.1182570 URL
[6]	徐仁扣. 土壤酸化及其调控研究进展[J]. 土壤, 2015, 47(2):238-244.
[7]	HONG S B, PIAO S L, CHEN A P, et al. Afforestation neutralizes soil pH[J]. Nature communications, 2018, 9(1):520. doi: 10.1038/s41467-018-02970-1 pmid: 29410472
[8]	周杨, 姚岳良, 施丽珍, 等. 缙云县耕地土壤酸化及其预防与治理思考[J]. 浙江农业科学, 2021, 62(4):833-836.
[9]	WU Z F, SUN X M, SUN Y Q, et al. Soil acidification and factors controlling topsoil pH shift of cropland in central China from 2008 to 2018[J]. Geoderma, 2022, 408(15):115586. doi: 10.1016/j.geoderma.2021.115586 URL
[10]	王文娟, 杨知建, 徐华勤. 我国土壤酸化研究概述[J]. 安徽农业科学, 2015, 43(8):54-56.
[11]	胡敏, 向永生, 张智, 等. 恩施州耕地土壤pH近30年变化特征[J]. 应用生态学报, 2017, 28(4):1289-1297.
[12]	李涛, 于蕾, 万广华, 等. 近30年山东省耕地土壤pH时空变化特征及影响因素[J]. 土壤学报, 2021, 58(1):180-190.
[13]	杜腾飞, 齐伟, 朱西存, 等. 基于生态安全格局的山地丘陵区自然资源空间精准识别与管制方法[J]. 自然资源学报, 2020, 35(5):1190-1200. doi: 10.31497/zrzyxb.20200514
[14]	万炜, 师纪博, 刘忠, 等. 栖霞市苹果园氮磷养分平衡及环境风险评价[J]. 农业工程学报, 2020, 36(4):211-219.
[15]	连相汝, 庞延军, 李翔飞, 等. 烟台市林木种苗产业发展形势分析及对策研究[J]. 园艺与种苗, 2022, 42(6):54-55,75.
[16]	魏国栋, 李波, 高山, 等. 烟台市野生菊科药用植物资源和区系研究[J]. 中国野生植物资源, 2022, 41(7):91-98.
[17]	詹鸿. 福州市耕地土壤pH值空间分布及变化特征[J]. 福建农业科技, 2022, 53(2):71-75.
[18]	王志刚, 赵永存, 廖启林, 等. 近20年来江苏省土壤pH值时空变化及其驱动力[J]. 生态学报, 2010, 28(2):720-727.
[19]	周峻宇, 李明德, 周旋, 等. 南方典型母质发育水稻土剖面酸化特征研究[J]. 中国土壤与肥料, 2022(3):7-13.
[20]	杨歆歆, 赵庚星, 李涛, 等. 山东省土壤酸化特征及其影响因素分析[J]. 农业工程报, 2016, 32(S2):155-160.
[21]	孟凡乔, 王坤, 肖广敏, 等. 华北平原潮土区粮田氮淋失阻控措施及效果分析[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2021, 29(1):141-153.
[22]	全国土壤普查办公室. 中国土壤[M]. 北京: 中国农业出版社,1998.
[23]	谢建文. 洞口县稻田土壤酸化的现状及改良措施[J]. 中国农技推广, 2019, 35(3):50-52.
[24]	李继红. 我国土壤酸化的成因与防控研究[J]. 农业灾害研究, 2012, 2(6):42-45.
[25]	BREEMEN N V, BURROUGH P A, VELTHORST E J, et al. Soil acidification from atmospheric ammonium sulphate in forest canopy through fall[J]. Nature, 1982, 299(7):548-550. doi: 10.1038/299548a0
[26]	MULDER J, BREEMEN N V, EIJCK H C. Depletion of soil aluminum by acid deposition and implications for acid neutralization[J]. Nature, 1989, 337(19):247-249. doi: 10.1038/337247a0
[27]	曾路生, 高岩, 李俊良, 等. 寿光大棚菜地酸化与土壤养分变化关系研究[J]. 水土保持学报, 2010(4):157-161.
[28]	陈绍荣, 余根德, 白云飞, 等. 土壤酸化及酸性土壤调理剂应用概述[J]. 化肥工业, 2013(2):66-68.
[29]	罗博仁, 李聪聪, 朱悦蕊, 等. 3种绿肥对茶园土壤pH值和交换性阳离子含量的影响[J]. 亚热带农业研究, 2019, 15(2):121-126.
[30]	李爽, 张玉龙, 范庆锋, 等. 不同灌溉方式对保护地土壤酸化特征的影响[J]. 土壤学报, 2012(5):909-915.

地区	年份	样本数	极差	最小值	最大值	均值	标准差	变异系数/%	正态性
栖霞市	1984	33	1.90	5.90	7.80	6.62a	0.51	7.66	正态
栖霞市	2010	1469	4.00	4.20	8.20	5.82b	0.78	13.40	正态
蓬莱区	1984	19	2.80	5.20	8.00	6.85a	0.80	11.57	正态
蓬莱区	2010	2029	4.10	4.10	8.20	6.11b	0.70	12.15	对数正态
合计	1984	52	2.80	5.20	8.00	6.72a	0.63	9.32	偏态
合计	2010	3498	4.10	4.10	8.20	5.99b	0.77	12.89	偏态

地区	年份	样本数	极差	最小值	最大值	均值	标准差	变异系数/%	正态性
栖霞市	1984	33	1.90	5.90	7.80	6.62a	0.51	7.66	正态
栖霞市	2010	1469	4.00	4.20	8.20	5.82b	0.78	13.40	正态
蓬莱区	1984	19	2.80	5.20	8.00	6.85a	0.80	11.57	正态
蓬莱区	2010	2029	4.10	4.10	8.20	6.11b	0.70	12.15	对数正态
合计	1984	52	2.80	5.20	8.00	6.72a	0.63	9.32	偏态
合计	2010	3498	4.10	4.10	8.20	5.99b	0.77	12.89	偏态

土壤类型	年份	样本数	极差	最小值	最大值	均值	标准差	变异系数/%	正态性
潮土	1984	11	1.50	6.00	7.50	6.65a	0.43	6.47	正态
潮土	2010	710	3.80	4.10	7.90	5.99b	0.75	12.45	偏态
棕壤	1984	26	1.00	5.90	6.90	6.37a	0.29	4.62	正态
棕壤	2010	2075	4.10	4.10	8.20	5.99b	0.75	12.53	偏态
褐土	1984	14	1.20	6.80	8.00	7.51a	0.35	4.69	正态
褐土	2010	118	3.30	4.90	8.20	6.74b	0.69	10.24	偏态

土壤类型	年份	样本数	极差	最小值	最大值	均值	标准差	变异系数/%	正态性
潮土	1984	11	1.50	6.00	7.50	6.65a	0.43	6.47	正态
潮土	2010	710	3.80	4.10	7.90	5.99b	0.75	12.45	偏态
棕壤	1984	26	1.00	5.90	6.90	6.37a	0.29	4.62	正态
棕壤	2010	2075	4.10	4.10	8.20	5.99b	0.75	12.53	偏态
褐土	1984	14	1.20	6.80	8.00	7.51a	0.35	4.69	正态
褐土	2010	118	3.30	4.90	8.20	6.74b	0.69	10.24	偏态

年份	模型	块金值(C₀)	基台值(C₀+C)	块基比/%	变程/m	RSS	R²
1984	高斯函数	0.00001	0.02142	0.05	2130	0.000094	0.535
2010	指数函数	0.00148	0.01636	9.05	9930	0.000001	0.805

烟台市典型县域土壤pH时空变化特征及影响因素

Spatiotemporal Characteristics of Soil pH in Typical Counties of Yantai City and Influencing Factors

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 30

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

区域	交换性钙镁	pH范围	样本数	极差/(cmol/kg)	最小值/(cmol/kg)	最大值/(cmol/kg)	均值/(cmol/kg)	标准差	变异系数/%
栖霞	交换性钙	<6.50	501	58.25	0.25	58.50	18.08b	6.72	37.16
		6.50~7.50	118	102.75	4.75	107.50	24.37a	15.03	61.66
		>7.50	15	40.75	5.75	46.50	17.55b	9.42	53.68
	交换性镁	<6.50	501	32.50	1.25	33.75	8.66b	3.60	41.60
		6.50~7.50	118	15.41	1.67	17.08	9.36a	3.49	37.26
		>7.50	15	7.92	4.58	12.50	7.75b	2.78	35.87
蓬莱	交换性钙	<6.50	482	16.41	1.27	17.68	6.18c	2.26	36.60
		6.50~7.50	211	19.52	3.28	22.80	7.65b	3.28	42.88
		>7.50	18	22.92	4.39	27.31	12.56a	6.52	51.89
	交换性镁	<6.50	482	5.84	0.53	6.37	2.71b	1.33	49.26
		6.50~7.50	211	5.45	0.83	6.28	3.02a	1.38	45.65
		>7.50	18	4.10	1.80	5.90	3.01a	1.17	38.99

[1]	管雅芳, 焦阳, 臧传富. 韩江流域土地利用时空变化特征及其生态安全评估[J]. 中国农学通报, 2023, 39(20): 91-99.
[2]	高维常, 袁玉波, 潘首慧, 张恒, 蔡凯. 贵州烟田不同土壤类型pH和速效钾含量分布特征[J]. 中国农学通报, 2023, 39(10): 88-94.
[3]	孙喜军, 邓睿, 吕爽, 高莹, 蔡苗, 缑巧红, 赵娟. 西安市农用地土壤有机质空间变异特征[J]. 中国农学通报, 2022, 38(35): 43-53.
[4]	姜玉琴, 谢先进, 黄达. 耕地质量对耕地生产力的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(3): 75-80.
[5]	邓婷, 吴家龙. 耕地土壤酸化现状及治理路径探析——以广东省为例[J]. 中国农学通报, 2022, 38(24): 70-74.
[6]	郭佳, 靳少非, 王库. 城市快速扩张背景下城乡交错区土壤重金属的空间分布特征及影响因素分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(17): 103-109.
[7]	罗丹, 毛忠安, 张庭瑜, 常庆瑞. 延河流域耕层土壤养分空间变异及与地形因子的相关性研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(12): 79-87.
[8]	李序进, 蔡立群, 李海亮. 兰州百合连作土壤碳氮磷化学计量特征及酶活性研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(6): 82-88.
[9]	任煜堃. 山西省森林土壤因子空间变异特征[J]. 中国农学通报, 2021, 37(32): 42-50.
[10]	方克明, 肖欣, 王美玲, 张露, 汪璐, 秦蕾影, 章明, 江麟, 朱安繁. 农用石灰在酸性及镉污染稻田中试效果[J]. 中国农学通报, 2021, 37(26): 93-97.
[11]	贾宽宽, 舒英格, 张忠梁, 王渊, 任明慧. 基于CNKI数据库的茶园土壤酸化文献计量分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(20): 119-125.
[12]	赵红飞, 潘仕球, 乔云发, 高雅晓玲, 苗淑杰. 增温对冬小麦产量的影响因土壤类型而不同[J]. 中国农学通报, 2021, 37(2): 74-79.
[13]	胡立峰. 中国土壤类型下免耕对土壤容重的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(12): 73-78.
[14]	胡丹丹, 王惠明, 吴昌强, 胡秋萍, 宋惠洁, 刘金友, 胡惠文. 硼镁钙土壤调理剂对红壤旱地土壤酸化的阻控效果[J]. 中国农学通报, 2020, 36(11): 82-85.
[15]	乔磊, 黄明镜, 张吴平, 王国芳, 任健. 晋中盆地典型耕地厚度、土壤养分空间变异[J]. 中国农学通报, 2020, 36(1): 89-97.