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土壤是人类生存和发展的基础,岩溶地区由于特殊的气候条件和脆弱的地质环境,造成土壤成土速率缓慢、土层缺失或浅薄、养分贫瘠。土壤质量保持和提高是区域水土保持的重要内容,土壤质量下降加剧水土流失,所以进行土壤质量退化调控研究可以为提高土壤质量,改善土壤结构,提高区域农用地生产能力提供科学依据。重庆岩溶山区由于人口.资源.环境的尖锐矛盾,造成对土地的过度开发和利用,加速了水土流失和植被退化,形成了土地贫瘠、水资源短缺、生态脆弱的水土系统,石漠化趋势明显。
本文以重庆市南川区金佛山所在区域的南平镇为研究区,基于野外采样、调查数据和GIS空间分析方法,研究石漠化地区土壤质量变化、地力评价以及土壤质量退化的调控措施。研究中采用野外采样、实验测试分析,利用SPSS19.0、EXCEL,和ARCGIS9.3等软件完成了研究区土壤质量变化研究;采用特尔斐法、层次分析法和模糊数学等方法分别对农用地地力的评价指标进行了选取、权重的确定,构建隶属函数,进行区域农用地地力评价研究,根据研究区评价单元的农用地地力综合指数,利用等距法将农用地地力合理划分为四个等级,并运用ARCGIS9.3软件绘制农用地地力等级图;在此基础上,对研究区进行分区探讨土壤资源退化的调控措施,对土地资源的可持续利用提出相应的建议。
研究得到的主要结论如下:
(1)本研究对研究区的土壤质量变化进行了研究,即对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、碱解氮、容重和土壤pH进行了分析。结果表明,该研究区土壤偏酸性,土壤容重平均值为1.12g·cm-3,有机质含量为17.32~26.66g/kg、全氮为1.21~1.86g/kg、全磷为0.68~1.48g/kg,各项指标含量普遍偏低。土壤养分分布图显示有机质含量表现为南北部均高于中部;缓效钾的含量空间分布格局为中部的大部分地区和北部的少部分地区含量较高以外其余部分含量较低;全磷含量是北部、东部高于其它地区;有效磷含量空间分布整体上是中西部高于东南部;全氮含量是南部和东北部都高于中部,而与全氮有密切关系的碱解氮含量空间分布与之表现出较高的一致性;交换性钙含量在研究区中部较高。结果表明研究区土壤养分岔量普遍较低,且低于全国平均水平。
(2)根据研究区评价单元的农用地地力综合指数,研究区农用地划分为四级。其中,一等地12.75km2,占土地总面积的12.75%:二等地76.41km2,占28.23%;三等地114.88km2,占42.45%;四等地66.57km2,占24.60%。各等级农用地面积表现为三等地>二等地>四等地>一等地。一等地分布于研究区的西北部,该地区经过长期的精细耕作,土层深厚,肥力水平高:二等地集中分布在北部平原地区,地势平坦,水利设施良好;三等地面积最大,广泛分布于研究区中。主要分布在区域的中部地势低凹区、北部干旱和南部高山区。地势较高,坡度较大,养分含量较低,偏酸,普遍缺磷。四等地以海拔高、气候冷凉的高山区为主,缺乏水源地,灌溉、排水没有保证且水土流失比较严重。四等地所在区的土壤由于长期自然植被覆盖,人为干预相对少而肥力较高且结构也不差。这个地区存在的主要问题是气候冷凉,土温低,土壤养分难以分解利用,使得植物生长迟缓、生育期长、难于成熟。从研究区农用地地力等级分布地域特征可以看出,土地地力等级的高低与地貌类型、石漠化程度及海拔高度之间存在着密切的关系。
(3)根据研究区的土壤养分状况和自然环境特征,将研究区农业土地(即大农用地)划分为四个区:耕地资源综合整治区、土壤培肥改良区、土地环境条件改善区和植被自然恢复区。耕地资源综合整治区要增加经济投入,加大耕地的保护力度。土壤培肥改良区需要按现实状况来适当地合理调整氮、磷、钾肥的施用比例,推广种植绿肥,增加土壤中养分含量;采用有机肥和化肥的合理配合,全面推广秸秆还田,严禁焚烧:选择适宜性的特色作物种植,建立良好植株互补,改善土壤性质、创作经济效益。土地环境条件改善区加强排灌设施的建设力度;坡改梯,修台地,建鱼鳞坑等;石漠化程度大的地区进行封山育林、还林,保持水土。植被自然恢复区,主要用于生态恢复和涵养水源。建议广种易活的适生的低矮草本植物或灌木类植物,或是减少人为干预,任其自然草本植物的生长,以达到植被自然恢复和水土保持的目标。