如东县土壤养分动态演变及调控对策研究

如东县土壤养分动态演变及调控对策研究

顾久伟[1]2004年在《如东县土壤养分动态演变及调控对策研究》文中认为如东县位于江苏省东南部,长江下游,濒临黄海。总面积1872平方公里,其中耕地162.2万亩,人均占有耕地1.4亩,低于全国水平,高于全省人均1.3亩的平均数。种植业以粮、棉、油、蔬生产为主,基本上为一年两熟,土地经营程度较高,耕作比较精细。第二次全国土壤普查,本县土壤肥料主要存在问题:1.有机质含量不高且有所下降。耕层(0-20cm)有机质平均含量14.2g/Kg。比1974年减少0.9 g/Kg。有机质大于20 g/Kg的只有10.5万亩,占耕地的6.5%;有机质小于10 g/Kg的有16.1万亩,占耕地的10%左右。由于有机质含量下降,带来了土壤耕层的板结,结构性变差,保水保肥能力减弱。2.土壤养分失调,矛盾突出。土壤氮素含量中等偏下,平均含量为0.91 g/Kg,80%的耕地在0.6-1.2g/Kg之间。磷素极缺,速效磷平均含量为4mg/Kg,70%的土壤小于5 mg/Kg。除沿海地区土壤钾素含量较高外,绝大部分土壤钾素含量不丰,速效钾平均含量为138 mg/Kg,其中小于80 mg/Kg的占耕地的15%,土壤养分处在一个低氮缺磷少钾的状况。3.粮食产量水平较高,而肥料结构不合理。由此带来了土壤产出大于投入,有机肥与无机肥比例大致为3:7,氮、磷、钾的投入比例为1:0.35:0.20。 长期以来,农业生产以追求作物单产和总产为主要目标,在肥料投入上以施用氮肥、磷肥和低浓度复混肥为主,出现了“重化肥、轻有机肥;重氮肥、轻磷钾肥;重大量元素、轻中微量元素”的“叁重叁轻”现象,农业生产中的肥料成本居高不下,农业生态环境质量日益恶化,农产品品质下降,人们的生活健康受到极大威胁。为适应无公害农产品生产的发展,迫切需要调肥增效,控制肥料污染和其它有毒有害物质超标,不断提高土壤的生产能力,以满足消费者对优质农产品的需求,提高我县农产品国内外市场的竞争力,促进农业结构的战略性调整和农业的可持续发展。 本研究以如东为例,从本地几个主要土壤类型、典型农户的土壤养分和作物施肥连续定点监测调查入手,结合统计资料,分析本县第二次土壤普查以来耕地土壤质量,特别是土壤养分、肥料投入的动态变化和主要农作物施肥产出效应,探索本地高效生态农业体系中几种主要农作物养分的需求规律和土地生产力状况,从而提出因地制宜的土壤肥力管理及施肥方案、对策,为全面协调本县社会、经济、生态效益,调整与优化本地种植业结构、控制农业面源污染与建设无公害农产品基地、科学发展农业,促进全县农业可持续发展提供依据。

李鹏[2]2014年在《滩涂围垦区土壤盐分与养分的时空演变及相关关系探究》文中研究说明随着"LOICZ"计划的提出与深入,海岸带陆海相互作用成为学者们逐渐关心和研究的热点。作为滨海湿地最重要的类型,滩涂具备非常重要的生态服务功能;而作为我国重要的耕地后备资源之一,滩涂土壤对于缓解日益尖锐的人地矛盾、保证国家粮食安全具有重要的作用。随着沿海大开发战略的实施与深入,国家逐步重视对沿海地区滩涂资源的开发与规划。占中国近1/4海岸线的江苏沿海地区是典型的淤涨型海滩,也是世界中纬度地区滩涂面积最大、土地利用类型最齐全的地区,在当地针对土壤盐分改良的围垦活动是滩涂资源利用的主要手段。作为沿海省份补充耕地最重要的资源,以及作为以农业开发为主要利用方向的未利用地资源,滩涂土壤的养分维持与变化对围垦区土壤的利用方式起着决定性的作用,而在这种以显着盐渍化为特征的滩涂土壤中,土壤养分是否也像内陆农田一样受到土壤盐分的影响,作为影响土壤利用和作物生长最重要的两项指标,土壤盐分和养分的时空演变以及两者的相关关系研究,在这个有着围垦年限长、时间跨越久和土壤含盐量高等特点的特殊区域有着特殊的意义。因此,本研究以典型的淤涨型滩涂——江苏如东县的滩涂垦区为例,通过引入聚集系数、变异系数,然后运用主成分分析法、散点图和Pearson相关系数等,分析了不同围垦年限下滩涂土壤盐分与养分的空间分布、变化与相关关系,结果如下:(1)随着人类活动强度的增加和围垦时间的延长,沿海滩涂土壤中总的盐分含量逐渐下降,且表现出有农作物生长的田间土壤的脱盐效果明显快于、好于无农作物生长的田边土壤。与此同时,沿海滩涂土壤盐分经历了“均匀型—表聚型—震荡型—底聚型—震荡型—均匀型”的变化趋势,而该过程中发生了由自然因素起主要作用转为由人类活动起主要作用的变化。(2)随着人类活动强度和围垦年限的增加,土壤综合养分呈明显升高的趋势,且升高的速度呈现先快后慢的特征,土壤剖面综合养分的演化规律经历了与土壤盐分相反的变化历程,由均匀型向表聚型演变。研究区土壤中各养分指标的含量呈差异化的变化趋势,其中有机质、全氮和碱解氮的变化趋势基本类似,其含量均相对贫瘠,但均随着围垦年限的增加而升高,上升的速度逐渐下降;全钾和速效磷的含量相对比较稳定,在整个围垦周期当中变化微小;速效钾的含量最丰富,并且是唯一一个随着围垦年限而下降的指标。(3)滩涂围垦区土壤盐分与养分变化稳定的临界点客观存在,土壤养分含量达到相对稳定的时间要略晚于土壤盐分。土壤盐分基本在围垦20年后达到相对稳定,稳定时的含量基本在0.8-1.0 g/kg左右;除了在整个围垦周期内含量没有大变化的速效磷、全钾和受人为影响较严重的全磷叁项指标外,其它的土壤养分指标达到相对稳定的时间基本上趋于同步,都在围垦30年以后达到相对稳定,土壤有机质和全氮达到稳定时的含量分别为9-10 g/kg和7-8 g/kg;土壤碱解氮和速效钾达到稳定时的含量分别为50mg/kg和150mg/kg。(4)土壤盐分对土壤养分有着重要的影响,除了速效钾以外,土壤养分指标整体上随着土壤盐分的增加而降低。盐分对养分的影响大体可分为4类:高弹性有折点负影响型,如有机质和碱解氮;弱弹性有折点负影响型,如综合养分和全氮;弱弹性无折点负影响型,如全磷、全钾和速效磷;高弹性无折点正影响型,如速效钾。各个类型的指标有着各自的特征。(5)土壤盐分与全氮、速效钾的相关性非常显着,基本都在1%的显着性水平下显着;其次是与碱解氮和综合养分分别在5%和10%的显着性水平下显着;有机质虽然没有通过显着性检验,但是它与土壤盐分的相关系数比其他的要略高,且也在15%的显着性水平下可信。说明土壤盐分对养分的影响主要是通过影响有机质、全氮和碱解氮这叁项指标来实现的。(6)根据分析结果,将研究区土壤类型划分为低盐高养型、低盐低养型和高盐低养型。并根据这一分类结果与各类型的特征提出了土地利用的相关建议。

许艳, 濮励杰, 张润森, 朱明, 李雪盈[3]2017年在《江苏沿海滩涂围垦耕地质量演变趋势分析》文中认为淤涨型沿海滩涂作为中国重要湿地和耕地后备资源,承担着生态保护、社会保障、经济发展等多重服务功能。选取江苏中部淤涨型滨海滩涂开展实证分析,分析围垦年限为0~40年滩涂垦区耕地质量因子空间差异,采用"时空代换"方法揭示滨海滩涂围垦后耕地质量的演变趋势,为沿海滩涂围垦区耕地资源可持续利用提供决策参考。结果表明:江苏中部沿海滩涂土壤总体呈现盐碱度高、养分贫瘠等特征且土壤理化性质变异程度高,土壤质地呈现显着南北和陆海梯度特征。滩涂垦区围垦初期地形、植被状态和围垦后滨海滩涂转变为耕地路径对耕地质量演变趋势均具有重要影响。沿海滩涂转为耕地路径由垦区自然条件、开发主体、开发规模等因素共同作用,江苏中部沿海滩涂转为耕地路径已从"盐生植被→养殖水体→耕地"转变为"盐生植被→耕地",该转变缩短了滩涂转为耕地的周期,但同时也带来围垦滩涂撂荒闲置现象。围垦后沿海滩涂土壤逐步向耕地土壤转变,耕地质量因子演变趋势可分为四种:上升型,如土壤全磷、有效磷、粘粒含量;下降型,如土壤砂粒含量;下降—上升型,如有机质、全氮、碱解氮和CEC;上升—下降型,如土壤盐分和pH。围垦初期,滩涂土壤脱离海水环境,土壤有机质发生矿化过程呈现下降趋势,土壤盐分和pH受到蒸发和蒸腾作用急剧上升;围垦中期,受到人类耕作作物秸秆等有机物输入以及施肥的影响,土壤有机质、养分等呈现上升趋势,土壤盐分和pH呈现下降趋势;围垦后期,耕地质量因子受到耕作管理影响存在一定幅度的波动,由于沿海滩涂垦区耕地形成时间短,耕地质量对耕作管理等因素敏感度高。

徐彩瑶, 濮励杰, 朱明[4]2018年在《沿海滩涂围垦对生态环境的影响研究进展》文中认为沿海滩涂湿地生态系统,典型的生态脆弱区,既是地球表面最为活跃的自然区域,又承载着人类的生存与发展,其生态环境面临着巨大压力。在社会经济发展和人口增长的推动下,沿海国家大力从海洋中争夺陆地,围填海造地和围垦开发成为许多沿海地区和国家缓解人地矛盾的主要方法。在此背景下,对沿海滩涂围垦历史进行简述,从滩涂土壤性质、生物多样性、土地利用变化及景观格局、生态安全和生态系统服务等5个方面综述了人类围垦活动的生态环境影响。随着围垦时间的增加,滩涂土壤在脱盐过程中累积养分,逐渐熟化,土壤物理、化学和生物特性朝着有利于人类利用的方向变化;植物物种多样性呈不断增加的总体趋势,且随着生境的变化,陆生昆虫和土壤动物逐渐替代湿地典型的底栖动物和水鸟;土地利用方式从自然状态转变为以人工方式为主,景观格局表现为破碎化程度升高、多样性降低和优势度上升;从自然景观为主的自然湿地生态系统转为以人工景观为主的人工陆地生态系统过程中,供给服务的价值是唯一处于增长趋势的生态系统服务功能,但供给服务的价值增加量小于调节服务、文化服务和支持服务的减少量致使生态系统服务总价值降低,而且滩涂湿地面临着土地资源安全、水资源安全、生物入侵以及自然灾害加剧等风险。在全球气候变化背景下,如何权衡资源利用与环境保护并实现人与自然共生,是海岸带湿地生态系统在人类围垦活动中面临的重要难题之一。因此,未来应以机理研究为基础,以长期定位监测为手段,以综合集成的研究体系及对策制定为目标,不断深化沿海滩涂开发利用对生态环境影响的研究,为推动人类围垦活动下沿海滩涂湿地生态系统的可持续发展提供参考。

茹峰[5]2016年在《华东沿海典型滩涂区土壤和沉积物磷分布特征》文中研究指明滩涂围垦已经成为中国获取可利用土地资源的重要途径,人为活动的干预对滩涂围垦土壤的演化起到至关重要的作用。磷作为作物生长所必须的大量营养元素,也是影响沿海地区水环境质量的重要影响因素,因此,在百年尺度上对围垦区土壤中全磷(TP)与磷形态分布特征的研究有着重要意义。本文以华东沿海典型滩涂区(大丰、如东、慈溪和乐清湾)为研究区,系统采集了不同围垦年限的表层土壤和沉积物样品,总结、归纳和对比了大丰、如东和慈溪滩涂围垦后土壤中TP含量的变化规律,并以乐清湾滩涂区围垦土壤、滩涂沉积物和河流沉积物为例,分析比较了不同介质样品中各形态磷的分布特征及其影响因素,为滩涂围垦区土壤资源的可持续开发提供了一些指导建议。通过研究,本文获得如下结论:1.大丰、如东和慈溪滩涂围垦后,土壤中Cl、Na2O、CaO含量和pH显着下降,OM含量显着上升;大丰和如东滩涂围垦区土壤粒度变化较为一致,粘粒和粉砂粒含量随围垦年限增加而上升,砂粒则下降,而慈溪滩涂围垦区粘粒和粉砂粒含量在围垦初期先下降,而后再随围垦年增加而上升,砂粒含量的变化趋势则相反;MgO、Al2O3、SiO2、K2O、CaO和TFe2O3含量都受粒度效应的影响。2.总体上,滩涂围垦后,土壤中TP含量随着围垦年限增加而上升,但不同围垦区上升趋势有所区别,土壤物质来源、土地利用方式、种植作物、磷肥施入量等差异可能是造成上述差异的重要原因。长期、过量的施用磷肥,使围垦土壤中TP含量保持积累态势。3.地统计结果显示,大丰滩涂围垦区土壤和沉积物中TP含量的空间分布块金系数仅为6.6%,具有很强的空间自相关性;如东滩涂围垦区TP空间分布块金系数高达100%,空间自相关性很弱,土地利用方式、种植作物、磷肥施用量等差异造成了TP空间分布的不均衡,是自相关性很弱的主要原因;慈溪滩涂围垦区TP空间分布块金系数为38.8%,具有中等的空间自相关性,TP含量的空间分布受到结构性因素和随机性因素共同影响。4.乐清湾滩涂区土壤、河流沉积物和滩涂沉积物中Ex-P、Fe-P、Ca-P和Org-P含量具有显着差异,而TP和De-P含量则差异不明显。不同介质样品中TP含量没有显着差异,但各形态磷相对含量和与TP相关性有所区别。围垦土壤中各形态磷相对含量为De-P>Ca-P>Fe-P>Org-P>Ex-P, TP与De-P呈显着相关性;河流沉积物中各形态磷相对含量为De-P>Fe-P>Org-P>Ca-P>Ex-P,TP与Fe-P、Org-P呈显着相关性;滩涂沉积物中各形态磷相对含量为De-P>Ca-P>Fe-P>Org-P>Ex-P,TP与各形态磷均无显着相关性。5.不同介质样品理化性质差异、人为磷源输入、围垦引起的土壤演化等因素可能是造成乐清湾滩涂区土壤、河流沉积物和滩涂沉积物中各形态磷含量具有显着差异的重要原因。6.在人为活动影响下,滩涂围垦后沉积物快速向耕作土壤转变,磷肥的施用、土地利用方式的变化等使围垦土壤中TP含量显着上升,但其中能够被作物直接利用速效磷含量并没有显着上升。因此,合理地施用磷肥,在基本维持养分平衡的同时,保证土壤磷素的有效供给,是围垦区土壤资源合理有效利用的基本指导思路。

徐慧[6]2012年在《盐碱地产权安排的农户行为响应研究》文中指出农户作为盐碱地土地利用的主体,其行为选择对土地持续利用具有重要的作用。本研究以黄河叁角洲、松嫩平原西部、伊犁河谷地区为研究区域,在理解盐碱农用地持续利用内涵的基础上,以盐碱地产权安排为切入点,从农户决策行为入手,借鉴相关计量经济学模型,讨论了盐碱地产权制度安排、农户行为响应与盐碱农用地持续利用叁者之间的关系。全文的研究主要有以下几个方面:(1)盐碱地产权安排与农业持续利用作用机理分析。在对土地产权理论、可持续农业理论和农户行为理论梳理的基础上,界定了农地产权和盐碱农用地持续利用的内涵,并根据国内外实践和研究成果,提出了本研究的前提假设,并进一步分析了盐碱地产权与农业持续利用的作用机理。(2)盐碱地产权安排的农户耕作行为响应分析。基于Tobit函数,在农户层次上,建立了盐碱地产权安排的农户土地经营行为响应模型。从区域整体分析:①盐碱地产权安排对农户土地经营的影响主要体现在产权的稳定性、流转安全性以及由产权制度安排所引起的土地细碎化程度和人地资源协调度等方面。产权稳定性每提高1个单位,将会使农户流入耕地面积占家庭经营总面积的比例(以下简写为y1)增加15.8%;流转安全性指标每提高1个单位,y1绝对值将会增加0.156;农户家庭人均责任田耕地面积每增加1%,y1会降低16.8%;而农户家庭承包经营的责任田田块数量每降低1%,则会引起y1增加的绝对量为0.198。②影响y1的农户自身因素按照显着性从高到低依次为:农户收入结构>户主年龄>耕种意愿>劳动力数量>教育水平。其中,农户收入结构、劳动力数量、农户对盐碱农用地耕种意愿、户主教育水平等因素与y1正相关,而户主年龄与之负相关。③农业保险与yl正相关,而土壤盐碱化程度和农业补贴等因素与y1负相关。从区域差异性分析:①垦利县、镇赉县土地种植结构单一、复种指数低,分别为单季棉和单季稻。察布查尔县熟化盐碱地采取水旱轮作的方式,种植结构相对多样,而新增盐碱地以水田为主,撂荒现象严重。总体看来,以耐盐经济作物和粮食作物规模种植为主,特种耐盐植物、耐盐饲草等先锋作物比重很低。②垦利县农户盐碱地规模经营最明显,镇赉县次之,察布查尔县最低。维护产权稳定、减少田块数量、增加单个地块面积有利于提高垦利县农户耕作意愿。镇赉县宜通过盐碱地改良技术示范、推广,通过货币、政策、实物等多样化的技术补贴,提高农户耕种规模。察布查尔县则宜根据盐碱地改良的不同阶段,采取差异化、步进式补贴方式。(3)盐碱地产权安排的农户培肥行为响应分析。基于有序Probit函数,在田块层次上,建立了盐碱地产权安排的农户改良性培肥行为响应模型。分析表明:①从整体样本数据分析,影响农户改良性培肥行为选择(以下简称为y2)的盐碱地产权因素按照其显着性从高到低排序依次为:产权类型>产权的稳定性>农户对产权的认知水平>农户盐碱地产权抵押的意愿。盐碱地产权越稳定,农户对产权的认知水平越高,农户土地抵押意愿越强,农户越倾向于选择盐碱地改良性培肥行为。与责任田和转包地相比,农户更倾向于在自家开荒地上进行盐碱地土壤改良投资。除了盐碱地产权因素之外,是否有肥料补贴、农户种地意愿强度、盐碱地改良技术及配套程度、田块土地利用类型等农业政策及服务体系、农户特征和土地利用特征与y2关系均较为密切。②根据分区县样本分析,盐碱地产权因素对y2的影响差异较大。第一,在垦利县,影响y2的产权指标按照显着性从大到小依次为:产权安全性>土地调整频率>产权类型>农户对产权的认知水平等;其次,田块面积与y2正相关,而户主受教育水平、农业收入占家庭总收入的比重则与y2负相关。第二,在镇赉县,影响y2的产权指标主要有产权类型和产权抵押意愿2个指标。而田块指标和农户自身特征对因变量影响突出,其中,土地盐碱化程度、户主受教育水平、农业收入占家庭总收入的比重、农户盐碱地农业开发及耕种意愿等指标与y2负相关,家庭耕种土地总面积与y2呈现正相关关系。第叁,在察布查尔县,农地产权因素对y2的影响并不明显,而肥料补贴、土地利用类型、农户盐碱地农业开发及耕种意愿、农户对产权的认知水平以及盐碱农用地利用技术及配套完备程度等则是主要驱动因素。根据回归结果,信贷的便利性以及土地产权抵押意愿也是影响y2的重要因素,但与之负相关。(4)盐碱地产权安排的农户水资源利用行为响应分析。基于二元Logistic函数,在农户层次上,建立了盐碱地产权安排的农户水资源利用行为响应模型。以农户是否采取盐碱地农业水资源利用行为为因变量(以下简称y3),区分农田水利设施是否涉及耕地占用和调整两种情形(如果是,记为情形Ⅰ;如果否,记为情形Ⅱ),分别进行定量模拟。分析表明,①全部样本数据模拟结果中,盐碱地资源利用及产权因素、水资源利用因素、农户特征及政府补贴等外部支持因素对y3均有密切影响。第一,耕地规模与y3正相关,并且在情形Ⅱ下,影响程度显着增强:土地越细碎化,土地调整越频繁,农户合理性灌溉行为选择意愿越弱。第二,水资源保证率越低,水费在农业生产总投入的比重越大,农户合理性灌溉行为选择意愿越强,并且在情形Ⅱ下,农田水利设施的完备度也成为影响y3的因素之一,并与之正向关联。第叁,家庭劳动力和农业收入占家庭收入比重等农户特征与y3负相关,而政府对于水资源利用方式和农田水利设施投入的补贴则对农户的行为选择起到了催化作用。②在情形Ⅰ下,分县样本数据模拟结果表明,在垦利县,影响y3的因素按照显着性从高到低依次为:补贴≥土地产权稳定性≥耕地规模>水资源短缺程度>水利工程设施的完备程度,政府补贴越多、盐碱地产权越稳定、水资源越短缺、水利工程设施越完备、农户经营耕地规模越大,农户越倾向于选择合理性灌溉行为;镇赉县影响y3的因素按照显着性从高到低依次为:土地利用类型>地块数量>户主教育水平>水资源短缺程度>政府补贴,水田面积比重越大、地块总数量越少、户主受教育水平越高、水资源越短缺、政府补贴比例越高,农户越倾向于选择合理性灌溉行为;察布查尔县影响y3的因素按照显着性,从高到低依次为土地利用类型>水利工程设施的完备程度≥劳动力数量>耕地总面积。③在情形Ⅱ下,方程拟合优度较好,但各地区影响农户灌溉行为选择的因素显着性不明显,并且区域间差异较大。(5)在上述研究基础上,根据公共政策供给与需求理论,结合我国典型地区盐碱农用地利用实践,以盐碱地产权制度为切入点,区分国有土地和集体土地、新增土地和存量土地,按照盐碱地开发、利用和保护的思路,提出盐碱农用地持续利用管理方式集成方案。①针对新增国有盐碱农用地建议采用政府主导的开发与整治方式,采用市场主导的经营方式;②针对存量国有盐碱农用地建议在遵循原经营主体意愿的前提下,采用政府与市场主导相结合的方式进行盐碱地改良与经营;③针对新增集体盐碱农用地建议采用村集体主导方式进行开发整治与经营;④针对存量集体盐碱农用地建议采用中低产田改造等国家立项与村集体主导相结合的方式,综合采取补贴、信贷、保险等措施,促进盐碱地持续利用。在此基础上,对垦利县、镇赉县和察布查尔县等典型地区盐碱农用地持续利用管理从盐碱地开发、农业利用与土地资源保护等方面提出了优化方案和保障体系。

参考文献:

[1]. 如东县土壤养分动态演变及调控对策研究[D]. 顾久伟. 南京农业大学. 2004

[2]. 滩涂围垦区土壤盐分与养分的时空演变及相关关系探究[D]. 李鹏. 南京大学. 2014

[3]. 江苏沿海滩涂围垦耕地质量演变趋势分析[J]. 许艳, 濮励杰, 张润森, 朱明, 李雪盈. 地理学报. 2017

[4]. 沿海滩涂围垦对生态环境的影响研究进展[J]. 徐彩瑶, 濮励杰, 朱明. 生态学报. 2018

[5]. 华东沿海典型滩涂区土壤和沉积物磷分布特征[D]. 茹峰. 南京大学. 2016

[6]. 盐碱地产权安排的农户行为响应研究[D]. 徐慧. 南京大学. 2012

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