黄土高原贫困区村域土壤质量状况评价——以山西吉县桃村为例

摘要

黄土高原沟壑区为我国贫困人口集中分布的地区之一，该地区以农业为主要的经济来源，甚至是唯一的经济来源。土壤作为农业生产的基础，是制定持续高效发展农林业生产技术措施的基础和依据。深入了解土壤的特点及质量状况，并根据土壤条件采取相应的农业技术措施，才有可能使农业实现高产、优质、高效和可持续健康发展，进而最终使广大人民走上脱贫致富的道路。
　　本研究以黄土高原沟壑区国家级贫困县吉县桃村为研究对象，经过对土壤样品的野外采集、调查及室内分析，获得桃村各采样点的土壤养分及重金属含量的数据，通过Excel2003、SPSS17.0及Sigmaplot12.5软件对数据进行均值、标准差、变异系数、相关系数及差异显著性计算、分析及作图，探明了该村村域范围内土壤养分和重金属的含量水平、空间变异规律，并对其进行了土壤肥力质量评价和土壤环境质量评价。主要研究结果如下：
　　（1）桃村的土壤呈微碱性，不同土地利用类型土壤的pH值分布特征为：核桃园>谷子地>玉米地>苹果园；有机质属于缺乏等级，其分布特征是：核桃园>玉米地>苹果地>谷子地；碱解氮属于缺乏等级，速效钾属于丰富等级，二者分布特点相同，都表现为：苹果园>核桃园>玉米地>谷子地；速效磷属于较丰富等级，其分布特点为：苹果园>核桃园>谷子地>玉米地。苹果园速效养分含量最多，原因可能与其经济产出较高，肥料投入较多有关。
　　（2）村域范围内各土壤养分指标间的相关性分析结果表明：pH值与各土壤速效养分均呈极显著负相关；有机质除了与碱解氮呈极显著正相关外，与其他养分无明显相关性；碱解氮、速效磷和速效钾等养分含量之间均表现为两两显著或极显著正相关。
　　（3）研究区土壤有机质含量总体呈东北多西南少的分布特征，这可能与研究区海拔高度和坡度等地形因素有关。研究区土壤碱解氮、速效磷和速效钾的分布特征相似，为中部地区偏高，东西两侧偏低。原因可能是修建梯田、地膜覆盖、施肥等人为因素。
　　（4）桃村土壤除Mn未超过山西土壤背景值以外，Ni、Cu、Zn、Cd等各重金属均有不同程度的累积，其含量略高于山西土壤背景值，但均未超过国家土壤质量的二级标准。苹果园、玉米地、核桃园及谷子地这4种土地利用类型的五种土壤重金属含量均与背景值差异不大，污染不明显。
　　（5）研究区5种重金属的相关性分析结果表明，Cu与Mn极显著相关，Zn与Mn、Cd之间也存在极显著相关性，相关系数分别是0.260、0.302、-0.274，说明这些重金属元素的积累可能来自同一污染源或农业活动。
　　（6）研究区土壤肥力质量评价中，对有机质、pH值、碱解氮、速效磷及速效钾5个指标依据其相应隶属函数进行归一化处理，利用主成分分析法确定各指标的权重，再运用加权和指数法得到了黄土高原桃村各采样点的土壤肥力质量的评价结果。结果表明桃村的土壤质量为II级，属较高水平，其中各土地利用类型也都属于较高或中等水平。
　　（7）通过单因子污染指数法对研究区土壤环境质量进行评价，以山西省土壤背景值为评价标准的结果为，研究区土壤中Mn属无污染等级， Cd、Cu、Ni、Zn属轻度污染的等级。以国家土壤二级标准为依据的结果为， Mn、Cd、Cu、Ni、Zn均属于未污染等级。不同土地利用类型土壤的同一种重金属污染等级差别不大。
　　（8）通过内梅罗综合污染指数对研究区土壤环境质量的评价中，以山西省土壤背景值为评价标准的结果为，玉米地、苹果园、核桃园、谷子地这四种土地利用类型的土壤污染等级均为轻度污染。桃村土壤整体也属轻度污染等级。以国家土壤质量二级标准为依据，四种土地利用类型的土壤污染指数有所降低，均属清洁等级。桃村整体未受污染，属清洁等级。

目录

1 前言

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究进展

2 材料与方法

2.1 研究区概况

2.2 研究内容

2.3 研究方法

3 不同土地利用类型土壤pH值、有机质及土壤养分元素的含量特征及空间分异规律

3.1 不同土地利用类型土壤pH值的特征

3.2 不同土地利用类型土壤有机质的含量特征

3.3 不同土地利用类型土壤养分元素的含量特征

3.4 土壤有机质及养分空间分布分析

3.5 土壤养分之间的相关性分析

3.6 小结

4 不同土地利用类型土壤重金属元素的含量特征及空间分异规律

4.1 不同土地利用类型土壤重金属的含量特征

4.2 土壤中各重金属之间的相关性分析

4.3 土壤重金属空间分布分析

4.4 小结

5 土壤质量评价

5.1 土壤肥力质量评价

5.2 土壤环境质量评价

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢