鄭印+葛暢+許光泉+劉慧琳+張世文

摘 要：以安徽省淮南市平圩電廠粉煤灰堆場(chǎng)為例，選取土壤有機(jī)質(zhì)、容重、土壤粘粒、含水量等指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子，利用ArcGIS10.1軟件和模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)土壤肥力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，揭示不同覆土厚度下粉煤灰重構(gòu)土壤肥力狀況。結(jié)果表明：土壤肥力指標(biāo)在不同覆土厚度整體表現(xiàn)出顯著差異，覆土越厚，土壤肥力等級(jí)相對(duì)較高，且覆土厚度超過(guò)30cm后各土壤肥力指標(biāo)變化緩慢，而覆土厚度達(dá)到40-50cm時(shí)，復(fù)墾土壤肥力指標(biāo)基本不再變化，此時(shí)，復(fù)墾土壤肥力水平最高。相關(guān)研究成果為復(fù)墾土地管理和改良提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：粉煤灰充填；覆土厚度；復(fù)墾土壤；肥力指標(biāo)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.261

1 引言

土壤肥力反映了土壤為植物提供適宜條件的能力，但尚無(wú)統(tǒng)一的定義，正是由于這一科學(xué)概念缺乏嚴(yán)格的定義，也缺乏數(shù)量化的指標(biāo)，導(dǎo)致難以保證對(duì)其評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)客觀性[1-2]。對(duì)于以粉煤灰充填基質(zhì)的復(fù)墾土壤的覆土厚度與土壤肥力的關(guān)系研究較少，土壤質(zhì)量在一定程度上是自然條件和人為因素的綜合反映[3]。

因此，本文以安徽省淮南市平圩電廠粉煤灰堆場(chǎng)為例，以土壤有機(jī)質(zhì)（soil organic matter，SOM）、土壤容重（soil bulk density，BD）、土壤黏粒含量（Clay）、土壤含水量（soil moisture content，SMC）等為評(píng)價(jià)因子，分析不同覆土厚度下粉煤灰重構(gòu)土壤肥力狀況。以期為粉煤灰作為充填基質(zhì)的復(fù)墾模式及復(fù)墾土地的治理改良提供依據(jù)。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

研究區(qū)為安徽省淮南市平圩電廠粉煤灰堆場(chǎng)，該堆場(chǎng)啟用于1986年，面積為231.95公頃，分東西兩坑。復(fù)墾方式包括直接復(fù)墾、覆土復(fù)墾兩類。

采樣點(diǎn)布設(shè)采用網(wǎng)格采樣與分層抽樣相結(jié)合的方法，本次共確定0、10（土灰混合體）、10-20、20-30、30-40、40-50和50-60cm 等不同覆土厚度復(fù)墾區(qū)采樣點(diǎn)35個(gè)，1個(gè)粉煤灰堆場(chǎng)樣，1個(gè)周邊正常土樣。

3 隸屬度函數(shù)確定

隸屬度函數(shù)實(shí)際上是評(píng)價(jià)指標(biāo)與作物生長(zhǎng)效應(yīng)曲線之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)各評(píng)價(jià)因子對(duì)作物產(chǎn)量的效應(yīng)將隸屬度函數(shù)分為兩種類型，即S型和拋物線型。

S型隸屬度函數(shù)：此類函數(shù)參評(píng)因子指標(biāo)值越高，作物生長(zhǎng)效果越好，但是達(dá)到一定臨界值后效用趨于穩(wěn)定，土壤有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分因子就屬于這類函數(shù)。

拋物線型：屬于這類函數(shù)的參評(píng)因子對(duì)作物的效應(yīng)表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)作物生長(zhǎng)效應(yīng)最好，但是超出這個(gè)范圍時(shí)作物生長(zhǎng)效應(yīng)變差，如土壤物理粘粒含量、含水量、容重等屬于這種類型。

根據(jù)研究區(qū)土壤實(shí)際特點(diǎn)并聽(tīng)取有關(guān)專家意見(jiàn)，本研究中有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)折x1=2 x2=5、容重的轉(zhuǎn)折點(diǎn)x3=0.1 x4=3、含水量的轉(zhuǎn)折點(diǎn)x1=10 x2=20 x3=30 x4=40、土壤粘粒的轉(zhuǎn)折點(diǎn)x1=1 x2=10 x3=20 x4=30。

4 結(jié)果與分析

基于不同肥力指標(biāo)符合的隸屬度函數(shù)，計(jì)算各單因素土壤肥力指標(biāo)隸屬度，通過(guò)對(duì)土壤肥力指標(biāo)隸屬度的分析，可以直觀的反應(yīng)各肥力指標(biāo)與復(fù)墾土壤覆土厚度關(guān)系。

圖2顯示，SMC隨覆土厚度的變化近乎為零，且各點(diǎn)的SMC隸屬度均接近或等于1，表示SMC在該復(fù)墾區(qū)分布較為均一，覆土厚度達(dá)到50-60cm時(shí)SMC隸屬度有所減少，可能由于粉煤灰的導(dǎo)水性能比較差，導(dǎo)致上覆土層的持水性能加強(qiáng)，而覆土厚度達(dá)到50-60cm時(shí)才與正常土壤接近；SOM隸屬度隨覆土厚度變化基本呈正相關(guān)增長(zhǎng)，而在覆土厚度從0-30cm時(shí)有機(jī)質(zhì)指標(biāo)呈鋸齒狀增長(zhǎng)，可能與該區(qū)覆土方式有關(guān)（直接覆土、泥漿泵覆土），在覆土厚度達(dá)到30cm以后土壤有機(jī)質(zhì)隨覆土厚度的增加而緩慢增加且漸漸趨于平穩(wěn)；土壤容重指標(biāo)變化也不是很明顯，只是在0-10cm時(shí)容重指數(shù)偏大，在覆土10-60cm之間容重隸屬度基本不變，由于容重越小對(duì)應(yīng)的土壤質(zhì)量較優(yōu)，該區(qū)復(fù)墾土壤的容重隸屬度分布相對(duì)合理；土壤粘粒指標(biāo)隨覆土厚度的增加變化最不規(guī)律，分別在覆土10-20cm、30-40cm、50-60cm粘粒指標(biāo)較優(yōu)，標(biāo)明覆土厚度對(duì)土壤黏性的改變很大且沒(méi)有太明顯的相關(guān)性。

5 結(jié)論與討論

粉煤灰復(fù)墾土壤的覆土厚度對(duì)復(fù)墾土地肥力有很大的影響。本文以粉煤灰充填基質(zhì)為對(duì)象，探討不同覆土厚度下復(fù)墾土壤的各個(gè)單因子肥力指標(biāo)分布特征，揭示覆土厚度對(duì)土壤的肥力要素影響。獲取結(jié)論：4種單因子土壤肥力指標(biāo)隸屬度分成兩類，土壤有機(jī)質(zhì)、土壤容重和粉粒含量為一類，覆土厚度越厚，它們指標(biāo)隸屬度越高，與覆土厚度在空間上呈現(xiàn)正相關(guān)。土壤含水量指標(biāo)卻隨覆土厚度變化不大，且達(dá)到該復(fù)墾區(qū)的較高水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱伯勝，鐘繼洪，陳俊堅(jiān).土壤肥力數(shù)值化綜合評(píng)價(jià)研究[J].土壤，2004，36（01）：104-106.

[2]李梅，張學(xué)雷.基于GIS的農(nóng)田土壤肥力評(píng)價(jià)及其與土體構(gòu)型的關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22（01）：129-136.

[3]Zhang M K，Jian min X U.Effects of land use and soil type on selected soil fertility quality indicators[J].Journal of Zhejiang Agricultural University，2002，28（03）：277-282.