欒福明，王 芳

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不同耕種時間下沙漠-綠洲交錯帶土壤養(yǎng)分變化特征研究

欒福明，王 芳

（麗水學(xué)院商學(xué)院，浙江 麗水323000）

摘 要：比較研究了不同耕種時間下新疆奇臺縣沙漠-綠洲交錯帶用地的土壤養(yǎng)分含量及相關(guān)指數(shù)變化。結(jié)果表明：不同耕種時間用地的土壤養(yǎng)分呈正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布，速效養(yǎng)分為中等變異性，其余均為弱變異性；土壤pH值和全鹽含量均隨著耕作時間的延長而下降，由高到低表現(xiàn)為鹽堿地＞荒地＞灌木林地＞3年耕種地＞5年耕種地＞10年耕種地；土壤養(yǎng)分指數(shù)（SNI）和養(yǎng)分等級均以未耕地為最高，耕種地為最低，且耕種地的SNI值隨耕種年限的增加呈現(xiàn)先減后增的趨勢；各土壤養(yǎng)分含量（全鉀磷除外）均隨著耕種時間的延長而下降，降幅表現(xiàn)為速效養(yǎng)分＞有機(jī)質(zhì)＞全量養(yǎng)分，而速效養(yǎng)分的降幅由小到大為速效磷（-4.49 mg/kg·a）＜堿解氮（-14.88 mg/kg·a）＜速效鉀（-38.18 mg/kg·a）；未耕地的年均土壤養(yǎng)分退化指數(shù)（SNDI，-10.56%）明顯慢于耕種地（-21.16%），而耕種地的SNDI均值在最初3年為-4.32%，隨后2年（5年）是-6.49%，而后5年（10年）僅為-0.79%，即早期退化速度快，之后（＞5年）退化速度減緩。速效氮磷鉀退化指數(shù)遠(yuǎn)大于全氮磷鉀。

關(guān)鍵詞：土壤養(yǎng)分；養(yǎng)分指數(shù)；耕種時間

耕地作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的主要對象和最重要的物資基礎(chǔ)，是人類賴以生存和繁衍的最基本土地資源。土壤養(yǎng)分變化是研究土壤演變的焦點之一，它不僅僅可以改善耕地中土壤的生產(chǎn)力、肥力，而且具有協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分、水分、氣、熱的功能［1-2］，對耕地的可持續(xù)利用發(fā)揮著重要作用，關(guān)系到農(nóng)業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定。不同耕種時間是影響土壤性質(zhì)演變方向和強(qiáng)度的關(guān)鍵因子，土壤理化性質(zhì)的改變不僅是自然屬性，更是人為因素作用的結(jié)果［3-5］。尤其是當(dāng)耕種年限發(fā)生變化時，土壤養(yǎng)分含量必將隨之改變。國內(nèi)外眾多學(xué)者對土地養(yǎng)分變化與土壤肥力的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)研究，主要集中在土壤肥力評價、養(yǎng)分與生產(chǎn)力之間關(guān)系、土壤理化性狀的變化與土地利用的方式［6-9］等方面。相關(guān)研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)、土壤容重、全量和速效養(yǎng)分等的變化大多由土地耕種引起［10-15］。

奇臺縣位于新疆東北部，耕地資源充足，土地生產(chǎn)力對地區(qū)糧食的生產(chǎn)、耕地的可持續(xù)利用至關(guān)重要。關(guān)于土壤養(yǎng)分演變已有較多研究［16-20］，但對典型干旱區(qū)的研究相對較少，尤其是對新疆地區(qū)不同耕種年限耕地土壤養(yǎng)分的變化研究仍不多見［16-18］，尚需加大研究的力度和深度。因此，我們選取古爾班通古特沙漠南緣與奇臺綠洲交錯帶為研究區(qū)，探討了不同耕種時間用地土壤養(yǎng)分的變化特征，以期為新疆土地的合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于古爾班通古特沙漠南緣與奇臺縣綠洲的交錯帶，地理坐標(biāo)為89°13′～91°22′E、43°25′～49°29′N，南倚天山，北臨北塔山，地勢南北高，分布有開墾河、碧流河、吉布庫河、水磨河等河流。該區(qū)屬中溫帶大陸性干旱半干旱氣候區(qū)，氣候干燥。年平均氣溫 5.5℃，年平均相對濕度60%，年平均無霜期153 d，年平均降水量為176 mm，蒸發(fā)潛力2 141 mm。該區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)類型、分布特征在新疆以及干旱區(qū)具有典型的代表性。

1.2 試驗材料

2014年9月，在奇臺綠洲-沙漠的交錯帶，分別選擇不同耕種時間的用地，包括荒地（豬毛菜Salsola collina、蘆葦Phragmites、花花柴Karelinia caspica為主）、鹽堿地（幾乎無植被）、灌木林地（檉柳Tamarix chinensis 為主）、3年耕種地、5年耕種地、10年耕種地6種。采用五點梅花法進(jìn)行采樣，挖取深度為0～20 cm的土壤剖面并取樣。分別從每種樣地的不同位置挖取土壤剖面8個，每個剖面重復(fù)3次，再將3個土壤樣本混合均勻，每類樣地共取得24個樣本。

土壤樣本在室內(nèi)自然風(fēng)干，人工去除沙子、石礫等雜質(zhì)后用棍棒研磨，分散后過1 mm篩進(jìn)行處理。最后，將所有處理過的土壤樣本送中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所土壤理化分析實驗室測定養(yǎng)分含量（表1）。

表 1 土壤理化性質(zhì)的測定

1.3 研究方法

1.3.1 土壤養(yǎng)分指數(shù)法 土壤養(yǎng)分指數(shù)（Soil Nutrient Index，SNI）反映土壤有機(jī)質(zhì)含量對不同耕種時間的響應(yīng)程度。利用相對系數(shù)法將土壤各養(yǎng)分量綱進(jìn)行歸一化處理，可以得到各土壤養(yǎng)分指標(biāo)的隸屬度值：式中，Ci表示不同養(yǎng)分指標(biāo)的隸屬度值，fi表示原始值，fmax表示最大值。根據(jù)土壤養(yǎng)分指數(shù)公式［16］，計算不同耕種時間的土壤養(yǎng)分指數(shù)：

式中，Ki表示權(quán)重系數(shù)，Ci表示不同養(yǎng)分指標(biāo)的隸屬度值。本研究利用該指數(shù)對土壤養(yǎng)分進(jìn)行綜合評價。

1.3.2 土壤養(yǎng)分退化指數(shù)法 土壤養(yǎng)分退化指數(shù)（Soil Nutrient Degradation Index，SNDI）以某類用地為基準(zhǔn)地，假設(shè)其他類型用地均由其轉(zhuǎn)變而來，然后分別計算其他用地與基準(zhǔn)土地之間在土壤養(yǎng)分屬性上的差異，最后將土壤屬性的差異求和并進(jìn)行平均運(yùn)算，從而計算出不同耕種時間的土壤養(yǎng)分退化指數(shù)［18-20］。

式中，p1，p1，…pn表示某種用地的土壤養(yǎng)分屬性值；p1，p1，…pn表示基準(zhǔn)地土壤屬性1，2，…n的值；n表示入選的土壤屬性數(shù)量。SNDI值為負(fù)，表明土壤發(fā)生退化；SNDI值為正，說明土壤養(yǎng)分質(zhì)量有所提高。

數(shù)據(jù)分析、圖表繪制均通過Excel、DPS8.0及SPSS19.2軟件實現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕種時間下土壤養(yǎng)分特征

2.1.1 土壤養(yǎng)分的分布類型 偏度是表示偏離正態(tài)分布程度的參數(shù)，偏度值越接近0，數(shù)據(jù)越服從正態(tài)分布；峰度則是統(tǒng)計數(shù)據(jù)分布陡峭程度的度量，峰度值越接近或者等于0，數(shù)據(jù)越服從正態(tài)分布［18］。由表2可知，0～20 cm土層，有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀 、堿解氮的偏度值和峰度值均接近于0，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行K-S正態(tài)檢驗后發(fā)現(xiàn)四者屬于正態(tài)分布；而全磷、速效磷、速效鉀的偏度值和峰度值都距0較遠(yuǎn)，對其進(jìn)行K-S正態(tài)檢驗后發(fā)現(xiàn)三者屬于對數(shù)正態(tài)分布（表2）。

2.1.2 土壤養(yǎng)分含量差異 荒地和鹽堿地反映了研究區(qū)土壤養(yǎng)分的背景值，因此在養(yǎng)分循環(huán)開始之初，人類活動干擾時間較短的3年耕種地的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷及速效鉀含量高，僅是土壤養(yǎng)分背景值較高條件下的延續(xù)。而后隨著耕種時間（＞5年）的延長，農(nóng)作物對土壤養(yǎng)分的消耗需求增加，5年、10年耕種地的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷及速效鉀含量則出現(xiàn)不同程度的下降。但隨著耕種年限的增加，土壤養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)的功能進(jìn)一步完善，與5年耕種地相比，10年耕種地的全氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮及速效磷的含量逐漸增加。土壤全鉀及全磷含量主要受成土母質(zhì)中礦物成分影響，空間分布較為均勻［6］，各類用地全磷含量的變幅以灌木林地最高（23.53%），3年耕種地最低（8.86%），其余則介于10.53%～22.22%之間；而全鉀比重變化幅度最高的則為10年耕種地（11.89%），最低的為5年耕種地（1.20%），其余用地則在3.19%～11.71%之間變化。研究發(fā)現(xiàn)，荒地、鹽堿地、全氮、堿解氮、速效磷及速效鉀的有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量相對較高。速效養(yǎng)分的大小反映了植物生長期間養(yǎng)分利用率的高低，其含量受土壤性質(zhì)的影響，且與施肥等人類活動關(guān)系密切 （表2）。

2.1.3 土壤養(yǎng)分的變異性 土壤有機(jī)質(zhì)、全量養(yǎng)分（全氮、全磷、全鉀）和速效養(yǎng)分（速效磷和堿解氮、速效鉀）對不同耕種時間的響應(yīng)明顯（表2）。按照變異等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)，變異系數(shù)（CV）＜10%稱為弱變異性，10%≤CV≤100%則為中等變異性，CV＞100%則為強(qiáng)變異性［18］。研究發(fā)現(xiàn)，0～20 cm土層，不同耕種時間土壤養(yǎng)分的變異性不同，除速效氮磷鉀均為中等變異性，其余土壤養(yǎng)分均屬于弱變異性，其變異系數(shù)介于0.06%～5.23%。其中，速效鉀的變異系數(shù)最高為65.59%，堿解氮（19.24%）次之，再次是速效磷（10.23%）；全磷的變異性最小，其變異系數(shù)低于0.06%；有機(jī)質(zhì)的變異系數(shù)為5.25%；全氮和全鉀的變異性則相對較低，其值均低于0.4%。速效養(yǎng)分的變異性較大，說明二者的空間分布受人類活動、墾殖耕種、墾荒施肥、耕種時間等因素的影響相對較大［8］。綜上所述，不同耕種時間土壤養(yǎng)分的變異性表現(xiàn)為：速效鉀＞堿解氮＞速效磷＞有機(jī)質(zhì)＞全鉀＞全氮＞全磷。

2.1.4 土壤全鹽和pH值的變化 土壤的全鹽含量和pH值影響著土壤養(yǎng)分形態(tài)和養(yǎng)分的有效性。研究發(fā)現(xiàn)，土壤pH值和全鹽含量與不同耕種時間下的用地有極顯著的相關(guān)關(guān)系，兩者由高到低依次為：鹽堿地＞荒地＞灌木林地＞3年耕種地＞5年耕種地＞10年耕種地。未耕地（耕種地幾乎全部由荒地開墾而成，因此荒地、鹽堿地、灌木林地的耕齡均可視為0）明顯高于耕種地，且隨著耕作時間（3年）的延長，土壤pH值和全鹽含量均表現(xiàn)出明顯的下降趨勢，但是下降速率不同。以由荒地轉(zhuǎn)化而來的耕種地而言，3年耕種地的土壤pH值和全鹽含量均比荒地下降11.35%和84.98%；耕種10 年之后，兩者均比3年耕種地降低1.93%和 66.55%，即耕種早期（＜3年）降幅較快，后期（＞5年）較慢（表3）。

在人類活動干擾時間不等的耕種地中，多年（5年、10年）耕種地的土壤pH 值和全鹽含量明顯低于耕種時間較短的3年耕種地。這是由于荒地和鹽堿地改良為耕種地過程中，農(nóng)藥、化肥的大量施用，尤其是半腐熟有機(jī)肥料和酸性肥料的投入，致使土壤酸化程度加強(qiáng)，而堿化程度逐漸減弱，因此土壤pH值明顯下降。而隨著耕種時間的延長，人類干擾的時間、強(qiáng)度的增加，“暗管排鹽”等農(nóng)業(yè)技術(shù)的提高，以及土壤熟化程度的加深，使土壤性質(zhì)發(fā)生了明顯改變，土壤鹽分含量也明顯降低。

表2 0～20 cm土層土壤養(yǎng)分分布特征

表 3 不同耕種時間下土壤pH值和全鹽均值的變化

2.1.5 土壤養(yǎng)分評價 從土壤養(yǎng)分指數(shù)（SNI）看，不同耕種時間的土壤養(yǎng)分指數(shù)不同，未耕地（鹽堿地、荒地、灌木林地）的SNI均高于耕種地（3年、5年、10年地）。隨著耕種年限的增加，耕種地的SNI值呈現(xiàn)出先減少后增加的變化態(tài)勢。SNI值由低到高的排序為：5年地＜3年地＜10年地＜灌木林地＜荒地＜鹽堿地（圖1）。

圖1 不同耕種時間用地的土壤養(yǎng)分指數(shù)

利用DPS軟件，采用最短距離法將不同耕種年限的SNI進(jìn)行聚類分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)不同耕種時間的土壤養(yǎng)分指數(shù)聚成4類：SNI最高的是鹽堿地，為一級，其指數(shù)高達(dá)8.85；荒地和灌木林地屬于二級，SNI值分別為7.42和7.31；10年耕種地和3年耕種地是三級，SNI值分別為6.55和6.45；5年耕種地屬于四級，SNI值最低（僅5.73，圖2）。

圖2 土壤養(yǎng)分等級判定的聚類分析

總體而言，耕種地的SNI平均值（7.86）明顯小于未耕地（6.24）。由于鹽堿地植被最少，幾乎沒有新的土壤養(yǎng)分輸入，但SNI值卻最高，說明研究區(qū)在人類耕種活動之前土壤就比較肥沃。荒地和灌木林地多源于鹽堿地，受人類耕種活動影響較小，因此未耕地的SNI值具有較高特點。耕種地均由研究區(qū)的鹽堿地或荒地開辟而成，人類活動的干擾性比較強(qiáng)，在新的養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)尚不完善、功能較低（≤5年）時［10］，耕作時間愈長，對原有土地的土壤養(yǎng)分的消耗量愈大，則土壤養(yǎng)分含量的等級就越低。因此，3年耕種地的SNI值等級明顯高于5年耕種地，但一方面，隨著耕作年限（＞5年）的延長，新的土壤養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)得以完善和提高，土壤養(yǎng)分含量的等級逐漸增強(qiáng)；另一方面，部分耕地因肥力較低、產(chǎn)出效益不明顯，耕種數(shù)年（≤3年）后便被放棄，所以5年耕種地的土壤養(yǎng)分等級明顯低于3年和10年耕種地。

2.2 不同耕種時間下土壤養(yǎng)分演變特征

本研究假設(shè)鹽堿地是基準(zhǔn)地，其他耕種時間均由基準(zhǔn)地轉(zhuǎn)變而來，借助SPSS軟件建立了研究區(qū)不同耕種年限土壤養(yǎng)分動態(tài)變化趨勢圖，探討不同耕種時間下土壤養(yǎng)分水平及退化情況。

2.2.1 土壤養(yǎng)分含量動態(tài)變化 就養(yǎng)分含量而言，耕種地的速效養(yǎng)分含量均隨著耕作年限的延長而降低，且變化趨勢具有很強(qiáng)的相似性（圖3），反映出盡管每年都有大量有機(jī)肥料施用以及秸稈焚燒等植物殘體還田，但其值仍然少于農(nóng)作物從土壤中吸收的養(yǎng)分。有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分（全鉀含量隨著耕種時間的增加呈上升趨勢，故不作詳細(xì)討論）含量的變化趨勢相似，均表現(xiàn)為先降低后上升，但與速效養(yǎng)分的變化存在一定差異。就養(yǎng)分變化速率而言，其由快到慢依次為速效養(yǎng)分＞有機(jī)質(zhì)＞全量養(yǎng)分（全氮），說明人類活動的干擾對速效養(yǎng)分的影響明顯高于有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分。

研究發(fā)現(xiàn)，土壤速效養(yǎng)分的降幅表現(xiàn)為速效磷（-4.49%）＜堿解氮（-14.88%）＜速效鉀（-38.18%），后者分別是中者和前者的2.6倍、8.5倍。土壤堿解氮是作物氮素營養(yǎng)的主要來源，是全氮中能被作物直接吸收的部分，其數(shù)量對作物生長至關(guān)重要。雖然堿解氮能反映近期土壤的氮素供應(yīng)能力，但其在土壤中的含量不夠穩(wěn)定，易受土壤水熱條件和生物活動的影響而發(fā)生變化［16］。

荒地和鹽堿地開辟為耕種地后，隨著耕作年限（≤3年）的增加，有機(jī)質(zhì)、全氮含量均出現(xiàn)不同程度的增加，但有機(jī)質(zhì)的增幅在耕種之初較快、之后較慢，全氮的變化則是由慢變快。隨著耕種時間（＞3年）的增加，兩者含量急劇下降，下降速率分別達(dá)25.57%和21.15%。經(jīng)過較長時間（＞10年）的熟化以及施肥等人類干擾活動之后，有機(jī)質(zhì)、全氮含量均出現(xiàn)不同程度的上升，其增幅分別達(dá)到8.14%和8.47%。

綜上所述，雖然研究區(qū)農(nóng)業(yè)耕作措施（施肥、耕地等）在一定程度上改善了土壤水、肥組合等條件，一定程度上改善了土壤中有機(jī)物質(zhì)的礦化速率以及速效養(yǎng)分含量，但農(nóng)作物的生長對速效養(yǎng)分的需求明顯高于全量養(yǎng)分，因此造成速效養(yǎng)分的急劇減少。有機(jī)質(zhì)和全氮含量變化的原因可能是，在耕種早期，大量有機(jī)肥料的投入導(dǎo)致其含量增加；隨著耕作時間（＞3年）的延長，收獲作物時從土壤帶走大量養(yǎng)分，雖然仍投入有機(jī)肥料，但土壤養(yǎng)分得不到及時補(bǔ)充，其積累速度有所減緩，致使有機(jī)質(zhì)含量降低。

圖3 不同耕種時間土壤養(yǎng)分的動態(tài)變化

2.2.2 土壤養(yǎng)分退化指數(shù)動態(tài)變化 研究區(qū)荒地多源自于鹽堿地，雖然地處少雨、干旱的自然環(huán)境，生物生長速度相對緩慢，但其土壤養(yǎng)分分解的速度也較慢，養(yǎng)分流失量很少，因此SNDI值（-11.30%）明顯低于耕種地（3年、5年、10年）。耕種地土壤養(yǎng)分的退化程度非常顯著，且隨著耕種年限的延長，SNDI值呈逐漸降低的趨勢。3年耕種地的SNDI值為-12.95%，可見其受人類活動的干擾程度相對較小、較弱；至5年耕種地的SNDI值上升至-20.03%；而10年耕種地則增加到-23.96%，表明在最初耕種的幾年（≤5年），耕種地的土壤養(yǎng)分退化速度相對較快，隨著耕作年限的增加（＞5年）其退化速度有所減緩（圖4）。

圖4 不同耕種時間的土壤養(yǎng)分退化指數(shù)

2.2.3 全量和速效養(yǎng)分的土壤養(yǎng)分退化指數(shù)比較 為深入探討不同耕種時間下土壤全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分的差異，本研究比較了兩者的SNDI值。0～20 cm土層土壤速效養(yǎng)分不僅含量低，而且退化指數(shù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于全量養(yǎng)分。其中，速效養(yǎng)分的SNDI值由最初（鹽堿地）的-19.34%降至10年耕種地的-52.69%，而同期全量養(yǎng)分的SNDI值則從2.02%降至-3.68%，表明全量養(yǎng)分的整體退化程度相對較?。▓D5）。

圖5 不同耕種時間土地全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分的土壤退化指數(shù)變化

3　結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、堿解氮呈正態(tài)分布；而全磷、速效磷、速效鉀則呈對數(shù)正態(tài)分布狀態(tài)。不同用地類型土壤養(yǎng)分的變異性不同，除速效養(yǎng)分為中等變異性外，其他土壤養(yǎng)分均屬于弱變異性。

土壤pH值和全鹽含量與不同耕種時間的用地均呈極顯著關(guān)系，兩者由高到低依次均表現(xiàn)為：鹽堿地＞荒地＞灌木林地＞3年耕種地＞5年耕種地＞10年耕種地。兩者在耕種地的含量明顯低于未耕地，且隨著耕作時間（3年）的延長，兩者均表現(xiàn)出明顯的下降趨勢，但下降速度在耕種早期較快、后期（10年）較慢。

隨著利用年限的增加，全磷含量保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，而全鉀的比重則隨著耕種時間（＞5年）的增加而呈上升趨勢，其余養(yǎng)分含量則均出現(xiàn)不同程度的降低，其降幅表現(xiàn)為速效養(yǎng)分＞有機(jī)質(zhì)＞全量養(yǎng)分。而速效養(yǎng)分的降幅由低到高依次為速效磷（-4.49%）＜堿解氮（-14.88%）＜速效鉀（-38.18%），后者的退化程度是中者的2.6倍，是前者的8.5倍。

不同耕種時間用地的土壤養(yǎng)分指數(shù)由低到高的排序為：5年耕種地＜3年耕種地＜10年耕種地＜灌木林地＜荒地＜鹽堿地。而隨著耕種年限的增加，耕種地的SNI值呈現(xiàn)先減少后增加的變化態(tài)勢，且耕種地SNI均值明顯小于未耕地。

土壤速效養(yǎng)分（氮磷鉀）退化指數(shù)遠(yuǎn)大于全量養(yǎng)分（氮磷鉀）。3 年、5 年的耕種地的SNDI值依次為-12.95%、-20.01%，而10年耕種地僅為-23.96%。前兩年的退化指數(shù)增加-7.06%，而后5年僅增加了-3.95%，說明耕種地的土壤養(yǎng)分退化程度在最初幾年（≤5年）退化速度快、之后（＞5年）則相對較慢。這可能是因為耕地屬于人類活動干擾性較強(qiáng)的用地類型，在新的養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)尚不完善時、功能較低（≤5年）時，耕作年限愈長，作物對背景值養(yǎng)分的消耗量越大，因此土壤養(yǎng)分退化速度快。但隨著耕種年限的延長（＞5年），新的土壤養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)得到進(jìn)一步的完善和加強(qiáng)，土壤養(yǎng)分退化速度有所減緩。

參考文獻(xiàn)：

［1］ Hussain I，Olson K R，Wander M M，et al. Adaptation of soil quality indices and application to three tillage systems in southern Illinois［J］.Soil & Tillage Research，1999，50： 237- 249.

［2］ Wang X J，Gong Z T. Assessment and analysis of soil quality changes after eleven years of reclamation in sun tropical China［J］. Geo-derma，1998，81：339-355.

［3］ 呂曉東，馬忠明，楊虎德. 民勤綠洲耕作土壤養(yǎng)分時空變異特征及其影響因素［J］. 干旱區(qū)研究，2010，27（4）：487-494.

［4］ 黃紹文，金繼運(yùn)，楊俐蘋，等. 縣級區(qū)域糧田土壤養(yǎng)分空間變異與分區(qū)管理技術(shù)研究［J］. 土壤學(xué)報，2003，40（1）：79-88.

［5］ 劉敏，甘枝茂. 黑河流域水資源開發(fā)對額濟(jì)納綠洲的影響及對策［J］. 中國沙漠，2004，24（2）：162-166.

［6］ 蔣勇軍，袁道先，章程，等．典型巖溶農(nóng)業(yè)區(qū)土地利用變化對土壤性質(zhì)的影響：以云南小江流域為例［J］．地理學(xué)報，2005，60（5）：751-760.

［7］ 張志強(qiáng)，王盛萍，孫閣，等. 黃土高原呂二溝流域侵蝕產(chǎn)沙對土地利用變化的響應(yīng)［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（9）：1607-1612.

［8］ 張曉明，曹文洪，余新曉，等. 黃土丘陵溝壑區(qū)典型流域徑流輸沙對土地利用/覆被變化的響應(yīng)［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2009，20（1）：121-127.

［9］ 比拉力·依明，王勇輝，海米提·依米提. 博爾塔拉河下游河岸帶土壤養(yǎng)分特征及其相關(guān)性分析［J］.干旱區(qū)研究，2014，31（2）：216-221.

［10］ 王忠臣，錢亦兵，張海燕，等. 東天山喀爾里克山北坡—淖毛湖盆地土壤理化性狀的空間分布特征［J］.干旱區(qū)地理，2011，34（1）：107-114.

［11］ 董莉麗，鄭粉莉. 黃土丘陵溝壑區(qū)植被類型對土壤質(zhì)量的影響［J］. 干旱區(qū)研究，2011，28（ 4）：616-621.

［12］ 郭旭東，傅伯杰，陳利頂，等. 低山丘陵區(qū)土地利用方式對土壤質(zhì)量的影響—— 以河北省遵化市為例［J］. 地理學(xué)報，2001，56（4）：447-455.

［13］ 孫波，趙其國，閭國年. 低丘紅壤肥力的時空變異［J］. 土壤學(xué)報，2002，39（2）：190-198.

［14］ 龐學(xué)勇，劉慶，劉世全，等. 川西亞高山云杉人工林土壤質(zhì)量性狀演變［J］. 生態(tài)學(xué)報，2004，24（2）：261-267.

［15］ 張平，劉賢德，車宗璽，等. 祁連山青海云杉林土壤養(yǎng)分異質(zhì)性分析［J］. 干旱區(qū)地理，2012，35（4）：587-593.

［16］ 欒福明，熊黑鋼，王芳，等.沙漠-綠洲交錯帶小麥地土壤養(yǎng)分變化特征對耕種時間的響應(yīng)［J］. 水土保持研究，2014，21（5）：50-54.

［17］ 貢璐，張海峰，呂光輝，等.塔里木河上游典型綠洲不同連作年限棉田土壤質(zhì)量評價［J］. 生態(tài)學(xué)報，2011，31（14）：4136-4143.

［18］ 羅格平，許文強(qiáng)，陳曦. 天山北坡綠洲不同土地利用對土壤特性的影響［J］. 地理學(xué)報，2005，60（5）：779-790.

［19］ 陳伏生，曾德慧. 科爾沁沙地退化草場土壤養(yǎng)分的空間結(jié)構(gòu)分析［J］. 草業(yè)學(xué)報，2004，13（1）：39-44.

［20］ 張玉銘，毛任釗，胡春勝，等．華北太行山前平原農(nóng)田土壤養(yǎng)分的空間變異性研究［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15（11）：2049-2054.

（責(zé)任編輯 楊賢智）

中圖分類號：S158.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-874X（2016）03-0093-08

收稿日期：2015-09-18

基金項目：國家自然科學(xué)基金（41171165）

作者簡介：欒福明（1984-），男，博士，講師，E-mail： luanfuming999@163.com

Study on soil nutrient content and change characteristics in desert-oasis ecotone under different cultivation years

LUAN Fu-ming，WANG Fang
（Business College of Lishui University，Lishui 323000，China）

Abstract：The Qitai County，Xinjiang Uygur Autonomous Region was takenas study area，methods of soil nutrient index and soil nutrient degeneration index were selected to be used to study the soil nutrient content index characteristics，evolvement and degradation degree of lands in Gurbantunggut Desert-Qitai Oasis ecotone. The results showed that，the soil nutrients of lands under different cultivation years showed a normal distribution or logarithmic normal distribution，available nutrients（rapidly available potassium，alkaline hydrolysis nitrogen，rapid available phosphorus） were all medium variability，and the rest were low variability. Soil pH value and total salt content decreased with the cultivation year extending，with the order of land-use types' contents or values：alkali soil ＞ wasteland＞shrubland＞ 3-year farmland＞ 5-year farmland＞ 10-year farmland. The values of soil nutrient index （SNI） and nutrient rank were the highest in uncultivated land，while they were the lowest in cultivated land，and the SNI in cultivated land decreased with the cultivation year extending. Soil nutrient contents all decreased with the cultivation year extending except the total potassium and phosphorous，and the order of degree of reduction form high to low was as follows：available nutrients ＞ organic matter ＞ total nutrients. The degree of reduction in available nutrients was obvious，and the order of degree of reduction form low to high was as follows： rapid available phosphorus （-4.49% mg/kg·a ＜ alkaline hydrolysis nitrogen（-14.88% mg/kg·a）＜ rapidly available potassium（-38.18% mg/kg·a） . The annual mean soil nutrient degradation index （SNDI） of uncultivated land was -10.56%，and which in cultivated land was -21.16%，so the SNDI in uncultivated land was significantly slower than that of cultivated land. The SNDI in cultivated land was -4.32% in the first three years，and it was -6.49% in the following two years（5 year），and it finally was -0.79% in the following five years（10 year），it meant that the soil degradation rate was quicker in early，with the extension of cultivation year，its degradation slowed down. The SNDIs of rapidly available potassium，alkaline hydrolysis nitrogen，rapid available phosphorus were obviouslyfaster than those of total nitrogen，phosphorus，potassium in cultivated land.

Key words：soil nutrient；nutrient index；cultivation years