■張耀華

（西南大學地理科學學院重慶400715）

土壤肥力評價進展研究

■張耀華

（西南大學地理科學學院重慶400715）

土壤肥力是土壤的基本屬性，土壤肥力評價是對土壤綜合指標進行評價，本文概述了土壤肥力的不同概念和影響因素以及土壤肥力評價指標體系和評價原則，綜述了國內(nèi)外土壤肥力評價方法的研究進展。

土壤肥力 評價指標 評價方法

土壤是人類賴以生存的物質基礎[1]，其作為植物生產(chǎn)的基地，動物生產(chǎn)的基礎，農(nóng)業(yè)的基本生產(chǎn)資料，人類耕作的勞動的對象，與社會經(jīng)濟緊密聯(lián)系，所以土壤質量一直是土壤學領域中的研究熱點[2]。土壤質量的核心之一是土壤生產(chǎn)力，基礎是土壤肥力質量[3]。對土壤肥力進行科學評價不僅能讓我們進一步了解土地資源的本質屬性，而且對科學發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有指導意義，因此對土壤肥力的正確認識和客觀評價就顯得極為重要。

1　土壤肥力的定義

土壤肥力是土壤的本質屬性，人類對土壤肥力的研究具有相當長的歷史，但國內(nèi)外學者受各自研究領域的影響迄今為止對這一定義沒有統(tǒng)一的界定。李比希自創(chuàng)立植物礦質營養(yǎng)學說后，歐美土壤學家提出的土壤肥力的概念側重于土壤的植物營養(yǎng)，并以土壤養(yǎng)分含量來評價土壤肥力高低[4]。蘇聯(lián)土壤學家將土壤肥力定義為土壤在植物生長的全部過程中，同時而又不斷地供給植物以最大量的有效養(yǎng)分和水分的能力[5]，提出土壤肥力是一種能力的概念，側重于從土壤腐殖質的組成成分、土壤團聚體特性等方面研究土壤肥力，從而拓寬了土壤肥力研究的視野[6]。美國土壤學會把土壤肥力定義為土壤供應植物所必需的養(yǎng)分的能力，以及與養(yǎng)分供應能力有關的各種土壤性質和狀態(tài)。

國內(nèi)各學者對土壤肥力定義也存在不同的觀點和定義。侯光炯提出了土壤“生理性”概念和土壤肥力的“生物熱力學”觀點。即土壤具有明顯的生理功能機制，具體表現(xiàn)在土壤代謝功能和自動調節(jié)熱、水、氣、肥四因素的功能。章家恩提出土壤生態(tài)肥力概念，強調土壤及其生物群落之間的和諧共融特性并在該狀態(tài)下為植物生長提供物質與能量的功能和能力。陳恩鳳把土壤肥力分為土壤肥力物質基礎、土壤植物營養(yǎng)和土壤生態(tài)條件三個方面，提出土壤肥力的“體質”和“體型”的結合是土壤肥力整體機理的現(xiàn)實反應。鄭順安則認為土壤肥力的環(huán)境條件和營養(yǎng)條件兩方面供應和協(xié)調作物生長發(fā)育的能力。目前，國內(nèi)公認的土壤肥力概念：土壤為植物生長提供養(yǎng)分、水分以及優(yōu)良環(huán)境條件的能力，它是土壤基本性質的綜合表現(xiàn)，是土壤區(qū)別于成土母質和其他自然體的最本質的特征，也是土壤作為自然資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的物質基礎。

2　土壤肥力影響因素研究

土壤肥力受到外界環(huán)境中多種因素的影響，主要可歸納為土壤母質、地形、氣候、生物因素和人為因素等。①土壤形成的物質基礎是母質，土壤中的礦質養(yǎng)分也源于母質，所以不同母質的土壤在理化性質上也存在明顯差異性。王峰等對武夷山5種主要的土壤類型茶園進行研究表明，不同土壤類型和同一土壤類型不同土層土壤有機碳、氮含量及儲量均存在很大差異。②地形影響著水熱再分配與成土物質的形成，對土壤變異有直接的關系，坡位、坡度、高程等地形因素都成為影響土壤養(yǎng)分變異的重要因子。宋軒等對丹江口水庫水源區(qū)黃水河小流域土壤養(yǎng)分空間分布及其與地形因子間的關系進行分析.結果表明海拔是影響該區(qū)土壤養(yǎng)分分布的主要因素，對有機質、氮磷鉀等有極顯著影響。③氣候是影響土壤肥力空間變異的基本因素。R.Brinkman等研究得出溫室效應引起的全球變暖現(xiàn)象，將導致氣溫升高及降雨量和潛在蒸散速率的改變，從而對土壤產(chǎn)生直接影響。④生物因素生物因素主要包括植物、土壤動物和土壤微生物，是影響土壤發(fā)生發(fā)展最活躍的因素，三者之間的相互作用也會使土壤特性發(fā)生明顯的變化。張俊華等測定了沙棘、黃刺玫、油松以及草地和農(nóng)田的土壤有機質和速效養(yǎng)分，表明不同恢復植被可有效提高土壤養(yǎng)分但增加幅度各異。⑤人為活動干擾如土地利用變化也是導致土壤肥力狀況的重要因素。羅勇等，李清雪等，蘇成西等都通過對不同退耕還林地土壤養(yǎng)分指標研究得出退耕后土壤肥力都得到不同程度的恢復。

3　土壤肥力評價指標選取

土壤肥力評價是對土壤肥力大小的度量，評價指標必須真實全面的反映土壤肥力，評價指標的選取將直接影響到土壤肥力評價的真實合理性。由于不同研究者對不同指標重要性認識的不同，分析條件的限制，選取土壤肥力質量指標各異。隨著人們研究的深入，評價指標體系不斷得到補充和完善，由原來的單一的土壤化學指標到土壤物理指標和土壤生物指標的加入最后又將土壤環(huán)境因子考慮在內(nèi)。孫波等列舉出土壤物理指標指標主要包括土壤機械組成、土壤容重、孔隙度、團聚體穩(wěn)定性、土壤持水量和土壤入滲率等；土壤化學指標包括pH值、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、陽離子交換量、微量元素等；土壤生物指標包括微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物量磷、土壤酶活性、腐殖酸等。此后駱東奇又將土壤環(huán)境因素補充在內(nèi)主要包括地形、地下水位、林網(wǎng)化水平、地面坡度等認為合理的土壤肥力評價指標不僅要反映土壤的自然養(yǎng)分狀況，又能顯示土壤養(yǎng)分對植物的供應能力，還要反映土壤所處環(huán)境。曹志洪等還提出土壤肥力指標篩選的主導性、生產(chǎn)性、綜合性、空間變異性、肥力指標相對穩(wěn)定性和地域性等以上原則。

4　土壤肥力評價方法進展

關于土壤肥力的評價，土壤學家們做了大量的研究，但到目前為止還沒有統(tǒng)一標準的定量化模型和方法。國內(nèi)學者何同康總結提出直接和間接評價法，直接評價法易受資料不足限制而間接法有較強的適應性。曹成綿首次提出數(shù)值化的綜合評價方法，此后數(shù)學方法在土壤肥力評價中開始得到廣泛應用。例如詹江渝對重慶市永川五大土類土壤運用模糊數(shù)學綜合評價法進行土壤肥力評價并得出養(yǎng)分綜合指數(shù)的順序：石灰土>黃壤>水稻土>紫色土>潮土；潘成忠等在黃土丘陵溝壑區(qū)選取12個代表性土壤指標，采用因子分析方法析取控制土壤質量的公共因子，分析退耕草地土壤質量的演化機理；陳歡等利用安徽濉溪楊柳定位試驗對12種土壤生物化學指標利用主成分分析對不同施肥方式的黑土肥力進行評價并得出不同施肥效果的排序；李良厚等采用聚類分析的方法對研究區(qū)內(nèi)土壤肥力評價，結果表明不同立地類型的土壤養(yǎng)分和土壤肥力都可以分成3類,但是同一立地類型的土壤肥力水平和土壤養(yǎng)分水平不完全一致；包耀賢等采用內(nèi)梅羅指數(shù)法、因子分析法和相關系數(shù)法3種評價方法對湖南望城和江西進賢的實驗數(shù)據(jù)分析，得出內(nèi)梅羅指數(shù)法與二者存在一定差異，評價結果靈敏度較高的結果；魏志遠等采用灰色關聯(lián)度分析法對海南中西部25個代表性荔枝園的土壤肥力狀況進行了綜合評價，結果表明灰色關聯(lián)度分析法可用于定量分析荔枝園土壤綜合質量狀況；汪貴斌等選擇江蘇泰興3種傳統(tǒng)的銀杏復合經(jīng)營模式并采用改進層次分析法對5種經(jīng)營方式進行土壤肥力綜合評價，結果表明不同經(jīng)營模式土壤肥力質量差異較大，銀杏復合經(jīng)營模式可有效改善土壤肥力。宋蘇蘇等使用基于粗糙集的組合評價方法對主成分分析、灰色關聯(lián)法和模糊綜合評價法三種單一評價結果進行組合，消除三種結果的不一致，獲得更合理的評價結果。

國外學者研究較早并提出了運用較廣泛的土壤肥力綜合評價方法，例如Smith J L采用的多變量指標克里格法；Larson W E提出土壤質量動力學法，對土壤質量進行長期動態(tài)評價；Doran J W采用土壤質量綜合評價法研究不同區(qū)域內(nèi)土壤質量的差異特征。綜上得出國內(nèi)外常用評價方法主要包括主成分分析法、因子分析法、模糊數(shù)學綜合評價法、聚類分析法、內(nèi)梅羅指數(shù)法、灰色關聯(lián)度法等，土壤肥力涉及的評價指標較多，其受自然和人為雙重因素的影響加上土壤特性的空間異質性，對土壤肥力評價難度較大，而基于數(shù)學方法的數(shù)值化綜合評價明顯提高了評價結果的準確性和客觀性。

5　結語

土壤肥力受土壤多項肥力因素綜合影響，肥力因素復雜多樣，為更好地反映土壤綜合肥力水平，必須抓住影響土壤肥力的最主要因子或決定因素，方能達到準確評價土壤肥力的目的。今后的研究中應更加注重各種評價方法的改進與結合，將最新的計算機技術與信息科學技術運用到評價方法中去，才可能使土壤肥力評價體系變得更加完善。

[1]王子龍,付強,姜秋香.土壤肥力綜合評價研究進展 [J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究,2007,01:15-18.

[2]顏雄,張楊珠,劉晶.土壤肥力質量評價的研究進展 [J].湖南農(nóng)業(yè)科學,2008 (5):82-85.

[3]蔡崇法,丁樹文,史志華,王天巍.GIS支持下鄉(xiāng)鎮(zhèn)域土壤肥力評價與分析 [J].土壤與環(huán)境,2000,02:99-102.

[4]S.L.Tisdale,W.L.Nelson著（金繼運等譯）.《土壤肥力研究進展》[M].北京:中國科學技術出版社，1998:208-213.

[5]祖康祺.土壤知識 [M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1982:2-3.

[6]黃昌勇主編.2000.土壤學。北京：中國農(nóng)業(yè)出版社:8-9

P621[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-386-2