基于GIS技术的福建省耕地耕层土壤氮素富集与生态风险评价

摘要

本文以福建省耕地土壤为研究对象，利用1:5万耕地利用-土壤类型数据库和1982年第二次土壤普查2021个土壤调查剖面点和2008年耕地地力调查29945个样点数据资料，借助GIS与数学模型集成技术，系统分析了福建省近30年来不同行政区（设区市）、不同耕地利用类型（菜地、灌溉水田、旱地、水浇地和望天田）和不同土壤类型（土类）的耕地土壤氮素富集空间分异特征，并且对耕地土壤氮素富集的生态风险进行了分区评价，研究结果可为福建省氮肥施用的优化管理、农业面源污染控制和生态环境保护提供理论依据。主要研究结果如下：
　　（1）1982年和2008年福建省耕地土壤全氮密度分别为0.258 kg m-2和0.262 kg m-2，近30年来上升了0.004 kg m-2，全氮储量分别为4.257 Tg和4.390 Tg，增加了0.134 Tg。1982年和2008年耕地土壤全氮密度较高的设区市主要有龙岩、南平、宁德和三明市，全氮储量相对较高的设区市主要有南平、三明、龙岩和宁德市；1982年和2008年全氮密度均以望天田和灌溉水田较高，全氮储量均以灌溉水田较高；1982年耕地全氮密度高于全省平均水平（0.258 kg m-2）的土类主要有紫色土、石灰土、黄壤、红壤和水稻土，2008年全氮密度高于全省耕地氮密度平均水平（0.262 kg m-2）的土类有红壤、黄壤、水稻土和紫色土；1982年和2008年耕地土类均以水稻土的全氮储量最大。
　　（2）1982-2008年全省耕地土壤氮素呈现富集的趋势，全氮富集面积占全省耕地总面积的52.49％。闽西、闽中和闽北地区的龙岩、南平和三明市以及闽东南地区的泉州市耕地全氮富集程度较大；望天田和灌溉水田的氮素富集程度最大；全省耕地土壤全氮富集程度最大的土类是潮土，全氮富集面积最大的土类是水稻土。
　　（3）2008年福建省存在氮素富集生态风险的耕地合计面积占全省耕地总面积的20.9%，表明全省部分耕地土壤氮素富集存在一定的生态风险。全省耕地氮素富集以低生态风险为主，占全省存在氮素富集生态风险耕地总面积的51.21%；全省耕地氮素富集存在较大生态风险的耕地主要分布在龙岩、南平和三明市；灌溉水田氮素富集的生态风险较大；全省耕地土壤存在氮素富集生态风险的土类主要是水稻土，氮素富集生态风险较大的亚类主要是渗育水稻土。

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1 引言

1.1 研究背景、目的与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究思路与技术路线

2 研究区概况

2.1 地理位置及行政区划

2.2自然条件

2.3耕地资源

3研究方法与步骤

3.1 资料收集

3.2 耕地利用类型-土壤类型空间属性数据库建立

3.3 耕地土壤调查样点空间属性数据库建立

3.4耕地土壤相关属性空间数据库建立

3.5耕地土壤容重模型及其空间数据库建立

3.6耕层土壤氮密度及储量计算

3.7耕地土壤氮密度和储量空间数据库建立

3.8耕地土壤氮储量空间分异特征分析

3.9 耕地土壤氮素富集程度与分区

3.10耕层土壤氮素富集率的计算

3.11 耕地土壤氮素富集生态风险评价

3.12 数据统计与图件编制

4结果与分析

4.1耕地土壤氮密度、储量的空间分异与动态变化

4.2耕地土壤氮素富集程度分析

4.3 耕地土壤氮素富集生态风险分析

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢