詹鴻

摘 要：pH值是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)，對土地生產(chǎn)力會產(chǎn)生重要的影響。為掌握福州市土壤pH值近幾年來變化情況，基于福州市第2次土壤普查（1984年）以及2019年全市耕地質(zhì)量提升與化肥減量增效項目土壤pH數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計分析法對福州市35年來土壤pH變化進行研究。結(jié)果表明：福州市耕地土壤pH整體上呈現(xiàn)下降的趨勢。全市耕地土壤pH均值由1984年的5.68降至2019年的5.52，下降2.8%;2019年全市耕地土壤pH變化規(guī)律呈現(xiàn)出自沿海向山區(qū)逐漸降低的空間分布，2019年耕地土壤pH空間分布規(guī)律與第2次土壤普查結(jié)果基本一致。相比第2次土壤普查，福州市耕地土壤呈現(xiàn)明顯酸化趨勢;2019年全市耕地土壤pH<5.50的點位占比達到64.70%，比第2次土壤普查高35.43%，其中赤紅壤、潮土土壤pH降幅分別達到17.43%、15.81%，但水稻土土壤pH未發(fā)生明顯變化。

關(guān)鍵詞：耕地土壤;pH值;時空變化;福州

中圖分類號：S 151?? 文獻標(biāo)志碼：A?? 文章編號：0253-2301（2022）02-0071-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2022.02.013

Spatial Distribution and Variation Characteristics of the Soil pH of Cultivated Land in Fuzhou City

ZHAN Hong

（Fuzhou Technology Station of Farmland Construction and Soil Fertilizer， Fuzhou， Fujian 350007， China）

Abstract： The pH value was an important chemical property of soil， which would have an important impact on the land productivity. In order to grasp the change of soil pH value in Fuzhou in the recent years， based on the soil pH data from the second soil survey in Fuzhou （in 1984） and the project of farmland quality improvement and fertilizer reduction and efficiency improvement in Fuzhou in 2019， the changes of soil pH in Fuzhou in the recent 35 years were studied by using the method of statistical analysis. The results showed that the soil pH value of cultivated land in Fuzhou City decreased as a whole. The mean soil pH value of cultivated land decreased from 5.68 in 1984 to 5.52 in 2019， decreasing by 2.8%. In 2019， the spatial distribution of soil pH of cultivated land in the whole city showed a gradual decrease from the coastal areas to the mountainous areas. The spatial distribution of soil pH of cultivated land in 2019 was basically the same as the results of the second general survey of soil. Compared with the second general survey of soil， the cultivated soil in Fuzhou showed an obvious acidification trend. In 2019， the percentage of the soil pH<5.50 of cultivated land in Fuzhou City reached 64.70%， which was 35.43% higher than that in the second general survey of soil. Among them， the pH of latosolic red soil and moisture soil decreased by 17.43% and 15.81%， respectively， but the pH of paddy soil did not change significantly.

Key words： Cultivated soil; pH; Change of time and space; Fuzhou

土壤pH（酸堿度）是土壤形成和熟化培肥過程的一個重要指標(biāo)[1]，對土壤中養(yǎng)分存在的形態(tài)和有效性、土壤的理化性質(zhì)、微生物活動以及植物生長發(fā)育都有很大影響[2]。土壤pH過高會使土壤鹽堿化，過低又會使土壤酸化且造成作物減產(chǎn)[3-4]，均不利于作物的生長和發(fā)育。隨著農(nóng)業(yè)集約化、工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，土壤資源數(shù)量不斷減少且質(zhì)量不斷降低，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)了酸化、侵蝕、鹽漬化等土壤生態(tài)環(huán)境問題[5-6]，影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，研究土壤pH變化對農(nóng)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

國內(nèi)外學(xué)者近幾年對土壤pH變化進行了深入研究，得出了許多研究成果。國外學(xué)者如akmak等[7]認(rèn)為過量氮和硫排放及密集的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動會加速土壤酸化進程。國內(nèi)學(xué)者如張馭航等[8]根據(jù)河南省第2次土壤普查數(shù)據(jù)及2015年土壤pH值數(shù)據(jù)，對土壤pH值時空變化進行分析，結(jié)果表明：河南省土壤pH值總體呈下降趨勢，其中砂姜黑土pH值最低，褐土土壤pH值下降幅度最小;張世昌等[9]通過對福建省第2次土壤普查數(shù)據(jù)和2017年土壤pH數(shù)據(jù)進行動態(tài)分析，結(jié)果表明：福建省耕地土壤pH變化呈現(xiàn)出自沿海向山區(qū)逐漸降低趨勢，土壤pH在時間分布上呈現(xiàn)出U形分布規(guī)律。福州市是福建省省會城市，位于我國東南沿海，常年高溫多雨，近幾年酸雨出現(xiàn)頻繁，土壤脫硅富鐵鋁化作用明顯，耕地土壤出現(xiàn)酸化現(xiàn)象[10-11]。目前有關(guān)福州市耕地土壤pH的空間分布及動態(tài)變化研究較少，難以有效地針對耕地土壤酸化進行改良。為此，本研究結(jié)合2019年福州市耕地質(zhì)量提升與化肥減量增效項目，分析不同縣區(qū)耕地土壤、不同耕地類型、不同土壤類型以及不同分級指標(biāo)耕地土壤pH值空間分布及動態(tài)變化規(guī)律;并與1984年第2次土壤普查數(shù)據(jù)進行對比，旨在為福州市不同縣區(qū)開展土壤酸化改良提供科學(xué)依據(jù)，進一步促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

福州市地處中國東南沿海、福建省中東部的閩江口，位于北緯25°15′～26°39′，東經(jīng)118°08′～120°31′，西鄰南平市、三明市，北接寧德市，南接莆田市，東瀕東海，居于亞太經(jīng)濟圈中東南的黃金海岸[12]。福州地形屬于典型的河口盆地，盆地四周被群山環(huán)繞，海拔在600～1000 m。福州市屬于海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫在17～21.2℃，年降水量在900～2100 mm，年相對濕度約77%。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究數(shù)據(jù)來源于1984年和2019年2個時期的土壤采樣點pH化驗值。其中 1984年土壤數(shù)據(jù)來源于福建省土壤普查辦公室第2次土壤普查分析數(shù)據(jù)，2019年數(shù)據(jù)來源于耕地質(zhì)量提升與化肥減量增效項目土樣分析數(shù)據(jù)。2個時期的土壤采樣點均在大約100 m2的范圍內(nèi)采集5～10個耕地耕層（0～20 cm）土壤樣品，并將土壤樣品混合均勻，采用四分法取適量土樣裝袋帶回實驗室預(yù)處理，同時填寫標(biāo)簽及相關(guān)信息。2個采樣時期的土壤pH均采用點位法測定[13]。試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行統(tǒng)計及比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值變化特征

35年來福州市土壤pH值整體上呈現(xiàn)出降低的趨勢，1984年福州市耕地土壤pH均值為5.68，最大值為8.5，最小值為3.6，標(biāo)準(zhǔn)差為0.5，變異系數(shù)為0.12。1984年福清市耕地土壤pH最高，永泰縣耕地土壤pH最低。各縣市區(qū)耕地土壤pH變化排序為晉安區(qū)<永泰縣<羅源縣<閩清縣<閩侯縣<連江縣<長樂區(qū)<福清市。耕地土壤pH空間變化規(guī)律呈現(xiàn)出自沿海向山區(qū)逐漸降低的趨勢。

2019年福州市耕地土壤pH均值為5.52，相比第2次土壤普查下降了2.8%，土壤pH最大值為8.26，最小值為3.21，標(biāo)準(zhǔn)差為0.91，變異系數(shù)為0.16。2019年福清市耕地土壤pH最高，晉安區(qū)耕地土壤pH最低。各縣市區(qū)耕地土壤pH變化排序為晉安區(qū)<馬尾區(qū)<永泰縣<閩清縣<閩侯縣<羅源縣<長樂區(qū)<連江縣<福清市。耕地土壤pH空間分布規(guī)律與第2次土壤普查結(jié)果基本一致[14]，呈現(xiàn)出自沿海向山區(qū)逐漸降低的趨勢。

2.2 不同耕地類型土壤pH值分布

從水田、旱地2種主要土地利用方式來看（表3），1984年旱地土壤pH最高，為6.30，水田土壤pH為5.64。2019年旱地、水田土壤pH分別降至5.97和5.40，較1984年分別降低0.33和0.24，降低幅度分別為5.24%和4.26%。該結(jié)論與Chen[15]等研究江漢平原土壤pH演變時發(fā)現(xiàn)旱地土壤pH略高于水田和水澆地相一致，與朱安繁等[16]研究江西省土壤pH時空變化發(fā)現(xiàn)旱地土壤pH高于水田土壤0.30單元相一致。

2.3 不同土壤類型pH值分布

由表4可知，1984年至2019年福州市大多數(shù)土壤類型pH平均值有所下降，呈現(xiàn)一定的酸化趨勢。其中赤紅壤降低幅度最高，達到17.43%，其次是潮土和濱海鹽土，降低幅度15.81%和7.86%，風(fēng)沙土和紫色土降低幅度為3.58%和3.08%。水稻土作為福州市占地面積最大的土壤類型，其pH均值未發(fā)生明顯變化，均為5.50。紅壤和黃壤pH有所上升，增加幅度為4.04%和2.04%。

2.4 耕地土壤pH等級指標(biāo)

采用第2次土壤普查土壤pH等級指標(biāo)進行分級評價，將2019年測定數(shù)據(jù)與第2次土壤普查進行對比，結(jié)果表明：2019年福州市有73個土壤樣品pH小于4.50，占全市總土樣6.24%，增加幅度5.89%，說明該區(qū)域土壤整體酸化程度相比第2次土壤普查大幅度提高;有684個土壤樣品pH為4.60～5.50，占比58.46%，增加幅度29.53%;有290個土壤樣品pH為5.60～6.50，占比24.79%，比第2次土壤普查結(jié)果下降了30.51%;有95個土壤樣品pH為6.60～7.50，占比8.12%，與第2次土壤普查結(jié)果下降了3.06%;有28個土壤樣品pH為7.60～8.50，占比2.39%。2019年全市耕地土壤pH<5.50的點位占比為64.70%，第2次土壤普查結(jié)果在該區(qū)間的占比為29.27%，兩者相差35.43%，表明35年來土壤pH有明顯酸化現(xiàn)象。

3 討論

3.1 自然因素對土壤pH的影響

降水是影響福州市土壤酸化最主要的自然因素。福州市雨水充沛，全市年平均降水量為1366.69 mm，年平均氣溫在17.0～21.2℃。強降水和高溫加劇了土壤淋溶作用，導(dǎo)致土壤水土流失，土壤中大量的鹽基離子被帶走，降低了土壤的緩沖能力，從而加劇了土壤酸化[17]。

3.2 人為因素對土壤pH的影響

3.2.1 施肥對土壤pH的影響 自1984年以來，福州市大量施用化肥，尤其是氮肥的投入，這是引起土壤pH值下降的主要原因。1984年化肥施用量為7.9×104 t，2004年化肥施用量達11.1×104 t。投入農(nóng)田的化肥中包括氯化銨、尿素、過磷酸鈣等酸性肥料，這些酸性肥料的長期施用，造成了土壤pH值下降[18]。福州市從2014年開始實施測土配方施肥項目，測土配方施肥技術(shù)不斷推廣，尤其是在2019年開始實施耕地質(zhì)量保護與提升方案，減少化肥施用量，增施有機肥，對化肥施用總量有了明顯的遏制，2019年化肥施用量為8.1×104 t。

3.2.2 種植方式對土壤pH的影響 福州市屬于海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候，光、熱和水較為豐富，土壤宜種性廣，農(nóng)作物一年四季均可生長。福州市農(nóng)作物復(fù)種類型除部分山區(qū)為一年一熟外，其他地區(qū)大多數(shù)為一年兩熟至一年三熟。由于復(fù)種指數(shù)的增加，導(dǎo)致土壤中鉀、鈣、鎂等礦物離子過度消耗，高產(chǎn)作物帶走了更多的鹽基離子，秸稈還田少且未進行合理休耕，使得農(nóng)作物帶走的大量鹽基離子未得到有效及時的補充，從而加劇土壤酸化。

4 結(jié)論

通過比較1984年第2次土壤普查和2019年兩個時期土壤pH數(shù)據(jù)，分析了福州市土壤酸度的變化情況，結(jié)論如下：（1）福州市耕地土壤pH值總體上呈下降趨勢。pH值1984年和2019年均值分別為5.68和5.52。（2）2019年福州市各縣市區(qū)耕地土壤pH變化排序為：晉安區(qū)<馬尾區(qū)<永泰縣<閩清縣<閩侯縣<羅源縣<長樂區(qū)<連江縣<福清市，總體呈現(xiàn)出自沿海向山區(qū)逐漸降低的空間分布，其空間分布規(guī)律與第2次土壤普查結(jié)果基本一致。（3）旱地土壤pH均值高于水田土壤pH均值;2019年旱地、水田土壤pH分別降至5.97和5.40，較1984年分別降低了0.33和0.24，降低幅度分別為5.24%和4.26%。（4）與1984年相比，土壤呈現(xiàn)明顯酸化趨勢，2019年全市耕地土壤pH小于5.5的點位占比64.70%，較第2次土壤普查提高了35.43%。35年來赤紅壤土壤pH降幅最高，降幅達到17.43%，其次是潮土土壤，降幅達到15.81%，水稻土土壤pH未發(fā)生變化。

本研究從時間、空間、耕地類型等不同角度，分析了福州市1984年、2019年兩個時期土壤pH值的變化特征，探討影響土壤pH值變化的原因。建議福州市各區(qū)域應(yīng)進一步加強土壤酸化改良力度，多種植綠肥，增施有機肥，推廣測土配方施肥技術(shù)等措施，培肥土壤，提升耕地地力，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：林玲娜）