王羅其，傅偉軍，葉正錢，馬閃閃，丁立忠，趙科理*

（1.浙江省土壤污染生物修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（浙江農(nóng)林大學(xué)），杭州 311300；2.浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，杭州 311300；3.浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（浙江農(nóng)林大學(xué)），杭州 311300；4.臨安區(qū)農(nóng)林技術(shù)推廣中心，杭州 311300）

山核桃（Carya cathayensisSarg.）是我國特有的高檔干果和木本油料植物，主要分布于皖、浙2省交界的天目山石灰?guī)r地區(qū)，其中又以臨安山核桃最為有名。臨安作為典型的產(chǎn)地區(qū)域，其山核桃常年產(chǎn)量約12 000 t，種植面積和產(chǎn)量均居全國首位，山核桃產(chǎn)業(yè)已成為該產(chǎn)區(qū)林農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的主要來源[1]。因此，山核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不僅關(guān)系到人們的健康，更與產(chǎn)區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施密切相關(guān)。

隨著山核桃的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不斷攀升，當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)為了追求高產(chǎn)量，常年盲目施用大量化肥，導(dǎo)致土壤嚴(yán)重酸化和養(yǎng)分失衡，山核桃干腐病、根系死亡等退化現(xiàn)象不斷發(fā)生，部分山核桃林出現(xiàn)成片衰敗的現(xiàn)象[2]，因此，越來越多的研究者開始重視山核桃林地土壤及其立地條件與山核桃生長之間的關(guān)系。路玉林等[3]研究表明，土壤、成土母質(zhì)中的銅（Cu）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、鉻（Cr）等元素豐度與山核桃的生長發(fā)育密切相關(guān)；裘希雅等[4]通過對比研究發(fā)現(xiàn)，土壤肥力是同一氣候區(qū)內(nèi)決定山核桃生長勢、產(chǎn)量高低及品質(zhì)優(yōu)劣的主要因素；哈凱等[5]通過對山地不同地形因子的研究發(fā)現(xiàn)，坡度、地形的起伏和高程這3類地形因子對山地丘陵區(qū)土地利用類型的結(jié)構(gòu)和空間分布有著重要的影響。從上述研究結(jié)果來看，土壤肥力、土壤污染和地形等因素均與山核桃的生長存在緊密聯(lián)系。因此，山核桃林的退化問題可能與土壤有關(guān)。但以往關(guān)于山核桃林土壤的研究僅基于某一個試驗(yàn)地，對于土壤退化的整體性和空間異質(zhì)性的研究不明確。

因此，本研究基于臨安山核桃林地的特點(diǎn)，從林地環(huán)境退化、土壤肥力退化、土壤污染退化3方面進(jìn)行土壤退化綜合評價(jià)。通過遙感（remote sensing,RS）和地理信息系統(tǒng)（geographic information system,GIS）技術(shù)獲取產(chǎn)地區(qū)域“面”上的數(shù)據(jù)[6]，使用地理統(tǒng)計(jì)（geostatistics）等方法進(jìn)行“面”上數(shù)據(jù)的空間分析，基于整個產(chǎn)地區(qū)域的尺度開展山核桃林地土壤退化的研究[7]，為全面提升山核桃林地土壤質(zhì)量的整體水平、促進(jìn)山核桃產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與信息獲取

1.1 研究區(qū)概況

山核桃作為浙江臨安的主要經(jīng)濟(jì)作物，主要分布在浙江省杭州市臨安區(qū)西部山區(qū)的7 個鎮(zhèn)，包括湍口鎮(zhèn)、清涼峰鎮(zhèn)、河橋鎮(zhèn)、昌化鎮(zhèn)、龍崗鎮(zhèn)、島石鎮(zhèn)和太陽鎮(zhèn)[7]，其種植面積和產(chǎn)量分別占全國的60%和70%以上。主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶收入的70%來自山核桃產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)區(qū)山核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)直接影響著主產(chǎn)區(qū)林農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入[8]。

研究區(qū)（29°56′—30°24′N，118°51′—119°21′E）屬季風(fēng)型氣候區(qū)，四季分明，夏季溫暖濕潤，光照充足，雨量充沛，冬季寒冷干燥。年平均氣溫為16.4 ℃，7 月平均氣溫為29.1 ℃，最高氣溫為41.7 ℃，1 月平均最低氣溫為4.1 ℃，極端最低氣溫為－13.0 ℃；年平均降水量為1 628.6 mm，降水集中在4—9 月；年平均日照時(shí)長為1 847.3 h，無霜期為235 d。山核桃林地多分布在海拔50～1 200 m的丘陵山地，土壤類型主要為油黃泥、黃紅泥、鈣質(zhì)頁巖土、黃泥土等。

1.2 土壤樣品采集與處理

本研究的土壤樣品主要采集于山核桃林地較為集中、種植面積廣的湍口鎮(zhèn)、清涼峰鎮(zhèn)、河橋鎮(zhèn)、昌化鎮(zhèn)、龍崗鎮(zhèn)、島石鎮(zhèn)、太陽鎮(zhèn)。以這7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的山核桃種植區(qū)為底圖，每1 km2均勻布設(shè)1個樣點(diǎn)（圖1），于山核桃施肥前，采用差分全球定位系統(tǒng)（global positioning system,GPS）野外采樣導(dǎo)航和定位，綜合山核桃林地的分布與種植情況，共采集到189個土壤樣品。每個采樣點(diǎn)采用“梅花”形布點(diǎn)法，在10 m半徑范圍內(nèi)采集5個子樣點(diǎn)表層（0～20 cm）土壤樣品，混合均勻后組成1個混合土樣，質(zhì)量為1 kg左右。

圖1 臨安山核桃林地土壤采樣點(diǎn)空間分布Fig.1 Spatial distribution of soil sampling sites of Chinese hickory forest land in Lin’an

土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行常溫晾曬，自然風(fēng)干，將石塊、根系等異物撿除，并用木棒碾碎過篩后分裝于塑封袋中，編號保存，備用。在本研究中，土壤養(yǎng)分指標(biāo)和土壤重金屬全量的測定參考文獻(xiàn)[9]中的方法。

1.3 遙感影像獲取

本研究選用Landsat 8 OLI_TIRS影像作為研究區(qū)林地退化的數(shù)據(jù)源[10]，選取山核桃林植被生長最旺盛的第3 季度，從而能夠最大限度地體現(xiàn)山核桃樹的生長狀況，有利于更好地評價(jià)山核桃林地的退化情況。

山核桃林地的數(shù)字高程模型（digital elevation model,DEM）數(shù)據(jù)來源于美國航天局與日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省共同推出的最新地球電子地形數(shù)據(jù)ASTER GDEM，其空間分辨率為30.0 m。

2 山核桃林地土壤質(zhì)量退化評價(jià)體系

本研究結(jié)合臨安林地特征背景，采用全國山地丘陵坡耕地評價(jià)因素[11]，以建立較為完整的土壤質(zhì)量退化評價(jià)體系：1）林地土壤退化指標(biāo)選擇。土壤退化評價(jià)的總數(shù)據(jù)集包括植被覆蓋度（fractional vegetation cover, FVC）、坡度、土壤肥力綜合指數(shù)（integrated soil fertility index, ISFI）、土壤污染綜合指數(shù)（integrated soil pollution index, ISPI）[12]。2）土壤退化綜合指標(biāo)計(jì)算。采用模糊邏輯模型對各指標(biāo)進(jìn)行評分，評分范圍為0～1，并采用德爾菲法-層次分析法確定各評價(jià)因子權(quán)重。對指標(biāo)進(jìn)行評分和加權(quán)后，使用綜合退化指數(shù)方程計(jì)算土壤退化指數(shù)（soil degradation index, SDI）。3）SDI 分析及處理。通過地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行空間異質(zhì)性研究[13]，并構(gòu)建山核桃林地土壤質(zhì)量退化評價(jià)模型。

2.1 林地土壤退化指標(biāo)

2.1.1 植被覆蓋度

植被覆蓋狀況對土地退化程度的評價(jià)有著重要的影響[14]。植被覆蓋度較高，一方面可以降低由降雨而導(dǎo)致的土壤肥力流失，另一方面可以提高根際肥力的穩(wěn)定性[15]。本研究運(yùn)用TRIPATHY等[16]的計(jì)算公式，以歸一化植被指數(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)健康植被在各像元的反射率數(shù)據(jù)計(jì)算植被覆蓋度[17-18]。

2.1.2 坡度

對于地處南方山地的山核桃林地，坡度是影響土壤穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素[19]。根據(jù)前人的研究，坡度15°以下的緩坡地帶坡面退化相對較弱；當(dāng)坡度超過15°時(shí)，土壤退化程度逐漸加劇；坡度在35°以上時(shí)，因重力侵蝕加劇，坡陡土薄，較易造成嚴(yán)重的土壤退化現(xiàn)象[20]。

2.1.3 土壤肥力綜合指數(shù)

本研究選取土壤pH，有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀和堿解氮含量等肥力指標(biāo)，參考全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)（表1）[21]進(jìn)行單因子評價(jià)。

參照表1 對所選指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，運(yùn)用的公式如下：當(dāng)屬性值屬于差一級（即Ci≤Xa）時(shí)，Pi=Ci/Xa，Pi≤1；當(dāng)屬性值屬于中等一級（即Xa＜Ci≤Xb）時(shí)，Pi=1＋（Ci－Xa）/（Xb－Xa），1＜Pi≤2；當(dāng)屬性值屬于較好一級（即Xb＜Ci≤Xc）時(shí)，Pi=2＋（Ci－Xb）/（Xc－Xb），2＜Pi≤3；當(dāng)屬性值屬于好一級（即Ci＞Xc）時(shí)，Pi=3。

表1 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)［21］Table 1 Classification standard of soil nutrient[21]

以上各式中，Pi為屬性分系數(shù)，Ci為該屬性測定值，Xa、Xb、Xc為分級指標(biāo)（表1）。

最后基于單因子評價(jià)的數(shù)值，采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅公式[22]計(jì)算土壤肥力綜合指數(shù)。

式中：Pa為土壤肥力綜合指數(shù)；Pi平均為土壤各屬性肥力系數(shù)的平均值；Pimin為各肥力系數(shù)中的最小值；n為參評指標(biāo)數(shù)。

2.1.4 土壤污染綜合指數(shù)

本研究選取重金屬鎘（Cd）、Cu、Zn、鉛（Pb）、Ni、Cr 作為土壤污染評價(jià)指標(biāo)，以《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）[23]為分級標(biāo)準(zhǔn)（表2）進(jìn)行山核桃林地土壤污染指標(biāo)單因子評價(jià)，計(jì)算公式如下：

表2 土壤重金屬污染評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［23］Table 2 Heavy metal contamination evaluation standard of soil[23]mg/kg

式中：Pj為污染物j的污染指數(shù)；Cj為污染物j的實(shí)測值；Sj為污染物j的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

最后運(yùn)用內(nèi)梅羅公式[24]計(jì)算土壤污染綜合指數(shù)：

式中：Pb為土壤污染綜合指數(shù)；Pj平均為土壤各屬性分污染系數(shù)的平均值；Pjmax為各污染系數(shù)中的最大值；n為參評指標(biāo)數(shù)。

2.2 林地土壤退化綜合指數(shù)

2.2.1 土壤退化指標(biāo)量化

本研究采用模糊化過程進(jìn)行指標(biāo)量化處理。模糊化是通過模糊隸屬度函數(shù)將環(huán)境因子的值轉(zhuǎn)換成模糊隸屬值的過程，其將所有環(huán)境因子的值統(tǒng)一到0～1的隸屬范圍中，以便進(jìn)一步分析。本實(shí)驗(yàn)結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，將植被覆蓋度、坡度、土壤肥力綜合指數(shù)、土壤污染綜合指數(shù)4 個指標(biāo)作為隸屬函數(shù)，將等級劃分標(biāo)準(zhǔn)的間斷點(diǎn)作為指標(biāo)對應(yīng)低度退化（L）、中度退化（M）、高度退化（H）3個等級模糊子集的代表值，構(gòu)建每種指標(biāo)不同退化程度下的模糊隸屬度函數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中：MH、MM、ML分別表示高度退化、中度退化、低度退化3個等級的隸屬度函數(shù)；Xi為第i個指標(biāo)的實(shí)際值；Sij為第i個指標(biāo)第j適宜等級的標(biāo)準(zhǔn)值。

指標(biāo)等級的劃分對評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大影響，根據(jù)現(xiàn)有山核桃栽培資料和專家意見，結(jié)合已有研究[25]表明，當(dāng)植被覆蓋度大于50%時(shí)，土壤幾乎不會發(fā)生退化，而當(dāng)其小于50%時(shí)，土壤開始發(fā)生退化，故植被覆蓋度隸屬度函數(shù)的閾值選取50%；土壤坡度過小會因?yàn)榈仄蕉鴮?dǎo)致排水不良，透氣性變差，而坡度過大則導(dǎo)致重力侵蝕嚴(yán)重，這2種情況都會對林地土壤的退化造成影響，故坡度隸屬度函數(shù)的閾值分別選取15.0°和47.5°[26]；根據(jù)內(nèi)梅羅污染指數(shù)，土壤污染隸屬度函數(shù)的閾值分別選取0.7和3.0，二者分別是清潔土壤和重度污染土壤的分界點(diǎn)[27]；根據(jù)土壤肥力綜合指數(shù)，土壤肥力隸屬度函數(shù)的閾值分別選取0.9 和2.7，二者分別是貧瘠土壤和肥沃土壤的分界點(diǎn)[22]。

2.2.2 土壤退化綜合指標(biāo)

根據(jù)各指標(biāo)對土壤退化影響的顯著程度以及相對獨(dú)立性，運(yùn)用《耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)程》（NY/T 1634—2008）[28]中推薦的德爾菲法-層次分析法，確定4個評價(jià)因子的各自權(quán)重[29]，采用加權(quán)求和法計(jì)算SDI，并進(jìn)行退化評價(jià)[30]。

式中：Wi為第i項(xiàng)土壤退化指標(biāo)的隸屬度值；Ni為第i項(xiàng)土壤退化指標(biāo)的權(quán)重值。

2.3 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Kolmogorov-Smirnov（K-S）法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)性，對不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行Box-Cox轉(zhuǎn)換。完成檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)利用GS＋地統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，采用半方差模型擬合并進(jìn)行空間相關(guān)性分析，采用ArcGIS 10.2 軟件進(jìn)行克里格（Kriging）空間最優(yōu)無偏插值和空間分布圖的繪制。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究區(qū)林地環(huán)境分析

運(yùn)用遙感技術(shù)和ArcGIS 10.2 軟件繪制出研究區(qū)植被覆蓋度分級圖2 和坡度分級圖3，從中可知：山核桃產(chǎn)區(qū)的植被覆蓋度主要集中于50%～100%（中高覆蓋度，占比為58.7%）和0～20%（低覆蓋度，占比為18.1%）（圖2）；69.3%的山核桃產(chǎn)區(qū)地勢處于較陡的狀態(tài)（坡度大于41.25°）（圖3），這些區(qū)域更加容易受到重力侵蝕，土壤退化加劇。

圖2 臨安山核桃林地植被覆蓋度（FVC）分級Fig.2 Fractional vegetation cover (FVC) classification of Chinese hickory forest land in Lin’an

圖3 臨安山核桃林地坡度分級Fig.3 Slope classification of Chinese hickory forest land in Lin’an

3.2 山核桃林地土壤肥力退化評價(jià)

3.2.1 土壤肥力指標(biāo)的描述性分析

如表3所示，臨安山核桃林地土壤pH為4.19～7.13，平均值為5.22。張璐璐等[31]研究表明，土壤酸性過強(qiáng)會導(dǎo)致林地原有生態(tài)破壞，土壤結(jié)構(gòu)改變，病蟲害加劇。本研究區(qū)的土壤以酸性為主，而過度酸化的土壤不利于山核桃樹的生長，并會降低山核桃的品質(zhì)和產(chǎn)量。倪幸等[32]研究發(fā)現(xiàn)，石灰?guī)r土壤比過度酸化的紅壤更適合山核桃樹的生長，過度酸化的土壤問題應(yīng)引起林農(nóng)及當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的重視。研究區(qū)土壤含堿解氮平均值為155.40 mg/kg，參照土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)（表1），研究區(qū)土壤的堿解氮含量偏高，而過高的堿解氮會使土壤產(chǎn)生過多的有機(jī)酸，加劇土壤酸化[33]。趙偉明等[34]對山核桃林地土壤有效磷含量進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)山核桃林地土壤含有效磷不足10.0 mg/kg 時(shí)，將無法滿足山核桃的正常生長需求。而本研究區(qū)60.0%的土壤含有效磷不足10.0 mg/kg，說明大部分山核桃林地土壤缺乏有效磷。土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為31.60 g/kg和85.34 mg/kg，處于較為豐富的水平。

表3 山核桃林地土壤養(yǎng)分含量描述性統(tǒng)計(jì)分析Table 3 Descriptive statistical analysis of soil nutrient contents in Chinese hickory forest land

3.2.2 土壤肥力退化評價(jià)

采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對研究區(qū)的土壤肥力綜合指數(shù)進(jìn)行空間變異結(jié)構(gòu)和變異特征分析，并基于最大R2選擇最合適的模型。結(jié)果表明：研究區(qū)土壤肥力綜合指數(shù)符合指數(shù)模型，塊基比為27.5%，表明其具有中等空間自相關(guān)性[35]；變程為3.8 km，表明其變量與人類活動具有一定的相關(guān)性[36]。

根據(jù)土壤肥力退化等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[30]，將研究區(qū)的土壤肥力劃分成5個退化等級（表4），發(fā)現(xiàn)研究區(qū)有9.02%的土壤肥力處于中低度退化，50.26%的土壤肥力處于中度退化，1.65%的土壤肥力處于高度退化。結(jié)合土壤肥力等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過克里格插值法繪制土壤肥力綜合指數(shù)空間分布圖，從中（圖4）可知：土壤肥力低度退化區(qū)主要集中在島石鎮(zhèn)、湍口鎮(zhèn)西北部，清涼峰鎮(zhèn)東北部以及太陽鎮(zhèn)北部區(qū)域，土壤肥力高度退化區(qū)主要分布在龍崗鎮(zhèn)北部和清涼峰鎮(zhèn)西南部，這2片區(qū)域土壤堿解氮和有機(jī)質(zhì)含量充足，但是有效磷含量偏低，且土壤pH＜5.0，說明土壤酸化和養(yǎng)分失衡明顯，易導(dǎo)致山核桃品質(zhì)和產(chǎn)量的下降。因此，應(yīng)根據(jù)山核桃林地土壤肥力的實(shí)際情況進(jìn)行施肥結(jié)構(gòu)和用量調(diào)整，以滿足不同的需求。

圖4 臨安山核桃林地土壤肥力退化空間分布Fig.4 Spatial distribution of soil fertility degradation of Chinese hickory forest land in Lin’an

表4 土壤肥力退化程度分級結(jié)果Table 4 Classification results of soil fertility degradation degree

3.3 山核桃林地土壤污染指標(biāo)退化評價(jià)

3.3.1 土壤污染指標(biāo)的描述性分析

研究區(qū)內(nèi)6種重金屬（Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr）的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.34、39.84、84.22、28.38、28.17、56.48 mg/kg（表5）。這6種重金屬含量的平均值除Cd外都低于污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，但是重金屬Cd和Cu 含量的平均值分別為研究區(qū)背景值的2.6 和1.3倍，說明研究區(qū)已存在不同程度的Cd和Cu累積。土壤Pb、Cd、Cu、Zn、Ni 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍分別為5.71～116.10、0.02～2.42、0.18～133.80、28.04～288.40、2.26～71.40 mg/kg，其相應(yīng)的最大含量分別是風(fēng)險(xiǎn)篩選值的1.66、8.07、2.68、1.44、1.19 倍，說明部分區(qū)域呈現(xiàn)明顯的重金屬污染特征，其中Cd有較高的污染風(fēng)險(xiǎn)。Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為6.36～123.40 mg/kg，該重金屬含量的最大值和平均值都低于風(fēng)險(xiǎn)篩選值，說明Cr的累積程度較低，污染風(fēng)險(xiǎn)小。

表5 山核桃林地土壤重金屬含量描述性統(tǒng)計(jì)分析Table 5 Descriptive statistical analysis of heavy metal contents in Chinese hickory forest land

3.3.2 土壤污染退化評價(jià)

在單因子污染評價(jià)基礎(chǔ)上，通過內(nèi)梅羅公式計(jì)算出土壤污染綜合指數(shù)，根據(jù)土壤污染退化分級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行研究區(qū)的土壤污染退化評價(jià)（表6）。土壤污染綜合指數(shù)符合球狀模型，其塊基比小于25.0%，在變程4.5 km 處表現(xiàn)出強(qiáng)烈的空間自相關(guān)性[33]，主要受到土壤母質(zhì)、氣候、地形等結(jié)構(gòu)性因素的影響。結(jié)合普通克里格插值法繪制出土壤污染綜合指數(shù)空間分布圖。從中（圖5）可知：研究區(qū)64.02%的區(qū)域處于污染低度退化，13.76%的區(qū)域處于污染中度退化，1.06%的區(qū)域處于污染高度退化。從空間分布圖可以看出，龍崗鎮(zhèn)、昌化鎮(zhèn)、太陽鎮(zhèn)的土壤大都處于污染低度退化，高度和中高度退化區(qū)域主要分布在島石鎮(zhèn)和湍口鎮(zhèn)，分別出現(xiàn)了自西向東和自南向北的污染退化分布特征，并在湍口鎮(zhèn)一帶存在自南向四周發(fā)散的情況。

圖5 臨安山核桃林地土壤污染退化空間分布Fig.5 Spatial distribution of soil pollution degradation of Chinese hickory forest land in Lin’an

表6 土壤污染退化程度分級結(jié)果Table 6 Classification results of soil pollution degradation degree

3.4 山核桃林地土壤退化綜合評價(jià)

運(yùn)用德爾菲法-層次分析法確定4 個評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重（表7），并采用加權(quán)求和法計(jì)算土壤退化綜合指數(shù)。由表7 可知，土壤肥力綜合指數(shù)權(quán)重為0.406，土壤污染綜合指數(shù)權(quán)重為0.281，坡度權(quán)重為0.179，植被覆蓋度權(quán)重為0.134。對于綜合權(quán)重指標(biāo)，pH（0.105 5）、有機(jī)質(zhì)含量（0.097 4）、坡度（0.179 0）和植被覆蓋度（0.134 0）4 個指標(biāo)占比較大。根據(jù)土壤退化程度分級標(biāo)準(zhǔn)[30]得出退化程度分級結(jié)果（表8），然后利用GIS進(jìn)行空間分析，得出研究區(qū)山核桃林地土壤退化程度分布圖。從中（圖6）可知，臨安山核桃林地主要以中低度退化為主，所占比例為66.50%，其次是中度退化，占27.45%，低度退化、中高度退化和高度退化面積較小，分別占山核桃林地面積的3.46%、2.44%和0.15%。其中，高度退化和中高度退化區(qū)域主要集中于清涼峰鎮(zhèn)西南部、龍崗鎮(zhèn)西部。結(jié)合前文分析可知，土壤肥力退化程度較高及植被覆蓋度較低都是土壤中高度退化的主要原因。可以采用增施測土配方肥、緩解土壤養(yǎng)分失衡、增加土壤肥力和生草栽培、保水保肥、增強(qiáng)地面覆蓋防護(hù)等措施加強(qiáng)對中高度退化區(qū)域的管理。中度退化和中低度退化主要集中于島石鎮(zhèn)和湍口鎮(zhèn)中心區(qū)域，該區(qū)域土壤肥力退化程度較低，但是土壤污染程度較高，且地處坡度較大的山區(qū)，可以通過運(yùn)用生物炭等技術(shù)鈍化、修復(fù)土壤污染，改變區(qū)域地形，沿等高線修筑梯田，從而減小土壤污染和坡度過大對山核桃林地造成的不良影響。

圖6 臨安山核桃林地土壤綜合退化空間分布Fig.6 Spatial distribution of comprehensive degradation of Chinese hickory forest land in Lin’an

表7 基于層次分析法的土壤退化指標(biāo)權(quán)重Table 7 Weight of soil degradation index based on analytic hierarchy process

表8 土壤綜合退化程度分級結(jié)果Table 8 Classification results of comprehensive soil degradation degree

4 結(jié)論

研究區(qū)林地土壤肥力以中度退化為主，高度退化的區(qū)域主要分布在龍崗鎮(zhèn)北部和清涼峰鎮(zhèn)西南部，與土壤酸化和養(yǎng)分失衡有關(guān)；林地土壤污染情況整體較好，小部分高度和中高度土壤污染退化區(qū)域主要分布在島石鎮(zhèn)西部和湍口鎮(zhèn)西南部，以Cd、Cu、Zn、Ni 污染風(fēng)險(xiǎn)為主。在土壤退化綜合指數(shù)評價(jià)中，以土壤肥力綜合指數(shù)和土壤污染綜合指數(shù)為主，權(quán)重分別為0.406 和0.281；其次是坡度，權(quán)重為0.179；植被覆蓋度權(quán)重為0.134。林地土壤綜合退化主要以中低和中度退化為主，其面積占退化林地面積的93.95%，受土壤肥力、土壤污染和坡度等多重因素影響，而高度和中高度退化主要分布于清涼峰鎮(zhèn)和龍崗鎮(zhèn)，主要受土壤肥力退化程度較高、植被覆蓋度較低等因素的影響。面對不同的退化程度和類型，需針對性地采用推廣測土配方施肥、變更林地地形和提高植被覆蓋率等方式改善林地土壤質(zhì)量退化狀況。