基于Nemerow法和隶属度函数的湖北杉木人工林土壤肥力评价

许业洲，侯义梅，袁 慧，余 义，刘 星，杜超群

（1.湖北省林业科学研究院，湖北 武汉 430075；2.建始县林业科学研究所，湖北 建始 445300；3.咸宁市林业科学院，湖北 咸宁 437100）

土壤是农林业最基本的生产资料和可持续发展的基础，森林土壤是森林生态系统的重要组成部分，在维持森林生态系统服务功能方面发挥着重要作用[1-3]，在贮存养分、维持植物生长、保护生物多样性、涵养水源和净化环境等方面扮演着重要角色[4-7]。土壤肥力是土壤供应与协调植物正常生长发育所需的养分和水、空气、热的能力，是土壤质量综合量度的重要内容，而土壤养分是土壤肥力的重要物质基础[2-3,8]。为了更准确地认知森林土壤本质并更好地利用土壤资源，对森林土壤的科学研究和客观评价越来越为国内外林学专家和森林经营者所重视，特别是生态环境问题的出现和不合理经营所造成的林地生产力退化，开展人工林土壤肥力研究，对揭示人工林土壤肥力演变规律与趋势，维护、保持以至提高人工林土壤肥力，促进人工林的可持续发展有着极其重要的意义[9-10]。目前土壤健康或土壤质量评价方法主要有综合指数法、模糊数学综合评判法、灰色聚类法、主成分分析法、人工神经网络法等方法，不同森林土壤肥力评价方法和指标都具有不同的特点和优势，符合不同的生产目的或者评价需求[8,11]。

杉木Cunninghamialanceolata是我国南方特有的重要速生用材树种，是湖北低山丘陵地区主要造林树种和重要针叶用材树种，在全省30多个县市均有分布，栽培面积为25万hm2。针对杉木人工林纯林、连栽、短轮伐期等经营方式导致生态功能等级较低、地力衰退等问题，许多学者从不同林分类型、不同林龄结构或林分改造等方面对杉木人工林土壤的理化性质进行了大量的研究，如邓小军等[8]对包括杉木在内的不同用材林林地土壤肥力进行了综合评价和比较，黄宇等[10]对连栽杉木、杉阔混交等进行了土壤质量状况的比较分析和直观评价，王旭琴等[12]研究分析了天然次生林更新为杉木人工林后土壤性质的变化，吴永铃等[13]分析了不同杉木人工林不同发育阶段土壤性质的变化并对其土壤肥力进行综合评价，余明等[14]研究了林分改造对杉木林土壤化学性质的影响、不同坡位间的土壤化学性质差异及其响应。湖北属全国杉木分布的北部边缘产区，由于气候和水热条件一般，杉木人工林幼林期生长较快，但后期生长明显不足，大部分林分生长量指标难以达到速生丰产林的标准，导致单位面积木材产量和经济效益水平较低，造成林地资源浪费，极大地制约了人工林的建设和相关产业的发展。因此，立地选择和土壤肥力维持是该区域人工林高效栽培的重要基础和关键措施，但目前还未在该区域开展有针对性的杉木人工林林地土壤资源调研及土壤质量综合评价，关于林地土壤肥力状况及其对人工林经营的作用与影响方面的研究均为空白。本研究分别在分布区内的5个县市采集杉木人工林土壤样品，在进行不同区域空间分布和不同土层垂直变化比较分析的基础上，采用改进后的Nemerow法、主成分分析和隶属度函数相结合的模糊性综合评价方法，分别对研究区域林地土壤单项肥力和综合肥力以及不同县市土壤肥力进行综合评价，较为全面系统地了解湖北杉木人工林林地土壤肥力状况，为该区域杉木人工林林地立地选择、土壤管理及经营措施提供数据支持和技术参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

湖北省位于中国中部偏南、长江中游，地跨108°21′42″～116°07′50″E、29°01′53″～33°6′47″N。全省地势大致为东、西、北三面环山，中间低平，略呈向南敞开的不完整盆地，全省总面积中山地占56%，丘陵占24%，平原湖区占20%。全省除高山地区外，大部分为亚热带季风性湿润气候，光能充足，热量丰富，无霜期长，降水充沛，雨热同季。全省年平均气温15～17℃，夏季降水量300～700 mm，冬季降水量30～190 mm。湖北杉木人工林主要分布于鄂东南低山丘陵地区，本研究区域包括保康、谷城、咸安、通城、阳新5县市区，其中保康、谷城地处鄂西北，为湖北杉木一般产区，而咸安、通城、阳新地处鄂东南，为湖北杉木主要产区，以此为代表对全省杉木人工林林地土壤进行肥力调查和综合评价。保康、谷城属襄阳市管辖，两县接壤，境内主要山脉为荆山山脉，山峦重叠，地势起伏多变，山地、丘陵占总面积的90%，均属北亚热带大陆性季风气候，冬冷夏热，四季分明，降水集中，年均降水量800～1 200 mm，年均气温15.4℃，极端高温41.4℃，极端低温-19℃，年日照时数1 894.2 h，无霜期234 d；咸安、通城属咸宁市，阳新属黄石市，三县市区地处鄂东南，长江中游南岸，湘鄂赣三省交界处，属鄂东南低山丘陵区，是幕阜山向长江冲积平原的过渡地带，属北亚热带季风气候，四季分明，春暖夏热，秋凉冬寒，光照充足，雨热同季，热量丰富，雨量充足，冬季多西北风，夏季多西南风，年均气温16.8℃，1月平均气温4℃，7月平均气温29.2℃，≥10℃活动积温5 345.4℃，无霜期255～263 d。

1.2 数据来源

采取典型抽样方式，在林相完整、集中成片的杉木人工林中设置面积为600 m2（20 m×30 m）的标准地，记录地理位置、环境因子等基本信息，每木测量胸径、树高、枝下高、冠幅等生长指标。每块标准地中沿对角线按上中下设置3个样点，开挖深度1 m左右的标准土壤剖面，分别按10 cm分层采集各层土样，将3个土壤剖面相同土层的土样混合，混合土样不少于200 g，挂好标牌带回室内自然风干。土壤检测参数包括pH值（pH）、有机质（OM）、全氮（TN）、全钾（TK）、全磷（TP）、水解性氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、有效铁（AFe）、交换性钙（ACa）、交换性镁（AMg）等，检测方法按林业行业相关标准执行，其中pH值（pH）、有机质（OM）、全钾（TK）、速效钾（AK）的执行标准依次为LY/T 1239—1999、LY/T 1237—1999、LY/T 1256—1999、LY/T 1234—1999，全氮（TN）、水解性氮（AN）的执行标准为LY/T 1228—2015，全磷（TP）、有效磷（AP）的执行标准为LY/T 1232—2015，交换性钙（ACa）、交换性镁（AMg）的执行标准为LY/T 1245—1999，有效铁（AFe）按中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所土壤有效态成分分析标准（200905—202004）。取样地点、数量及基本情况见表1。

表1 样地分布及基本情况Table 1 Sample plots distribution and basic information

1.3 土壤肥力评价方法

1.3.1 改进后的Nemerow法

分别按式（1）～（2）计算各单项肥力指数和综合肥力指数[8,15]：

式中：Pi、P综分别为土壤指标i的单项肥力指标和综合肥力指标；Ci和Si分别为土壤指标i的实测值和参考标准值。pH单项肥力指数Pi分别取值1.0（pH≤5.0）或1.5（5.0＜pH≤5.5）。Pave和Pmin分别为土壤各指标单项肥力指标的平均值和最小值；n为土壤指标个数；当Pi＞3时以Pi=3计。

1.3.2 模糊综合评价法

指标权重：采用主成分分析法对肥力指标降维，根据特征值＞1.0提取主成分，用各肥力指标的得分系数与对应主成分特征值，按式（3）～（4）计算各指标权重[16-18]。

式中：βi、Wi分别为第i个指标的得分值和权重；αij、λj分别为第i个指标对第j个主成分的得分系数；m、n分别为指标和主成分个数。

隶属度值：确定曲线中转折点的相应取值，计算出各指标0.1～1.0之间的隶属度值，采用S型曲线为各指标隶属度函数（5）[1,16-17]：

式中：x为各指标测定值；x1、x2为评价指标在曲线中的转折值。

综合指数：将土壤各指标权重和隶属度值代入公式（6），得出各指标加权求和指数FQI并对土壤肥力进行综合评价[1]。

式中：Wi、Fi分别是第i个指标的权重和隶属度值；m为指标个数。

1.4 数据处理与分析

所得数据用Excel 2007软件进行统计处理，用SPSS 16.0软件进行方差分析和（One-way ANOVA）Duncan多重比较及主成分分析。

2 结果与分析

2.1 土壤肥力基本情况与差异性分析

计算不同指标各土层检测平均值，以标准地为单元进行统计，不同县市杉木人工林林地土壤pH值比较接近，变异系数最小（8.86%），平均值为4.38，均为较强酸性（表2）。全钾、速效钾、有效铁、全磷、水解性氮、全氮的变异系数依次增大，但均在30%～50%范围内，有机质、有效磷、交换性镁的变异系数为70%～90%，而交换性钙的变异系数甚至超过100%，差异非常明显，最大值是最小值的134倍。分别计算各样地0～10 cm和10～20 cm两土层各指标值之和，以及0～100 cm各土层各指标总和，0～20 cm土层中的有机质含量占总含量的37.4%，全氮、水解性氮、有效磷的比例分别为33.3%、33.2%、33.1%，其它指标占比范围为20.6%～27.1%，土壤有机质和主要养分有明显的表聚现象[19]。

表2 各样地林地土壤检测指标统计Table 2 Statistics of soil sample test indexes

将土层按20 cm重新分为0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm 5个 层 级，原10 cm分层的各检测值并入对应层级并计算其平均值，作为重新分层后该土层的单项肥力指标。方差分析结果（表3）表明，重新分层后所有单项肥力指标在不同县市间均存在极显著差异；除交换性钙、交换性镁、全钾、全磷4个指标外，其它指标在不同土层间均存在显著或极显著差异。

表3 不同地点、不同土层土壤肥力指标方差分析Table 3 Variance analysis of soil fertility indexes in different sites and soil layers

从多重比较结果（表4）可以看出，研究区域杉木人工林的pH值阳新、保康分别与其它地区存在显著差异，有机质、全氮和水解性氮含量较高的通城是咸安的2.5～3.0倍，通城的全磷含量最高并与含量其次的保康和较低的其它三县市均存在显著差异，有效磷则以谷城含量最高且比含量最低的咸安高出5倍多，保康、谷城的交换性钙含量是通城、咸安、阳新的3～5倍，通城的交换性镁含量最低并与最高的保康相差6倍左右，保康的全钾含量最高并与最低的谷城相差近2倍，速效钾则以咸安和阳新较高而保康和谷城较低，有效铁含量最高和最低的分别为谷城和咸安。不同土层之间pH值一般呈现随土层加深而以2%～6%的幅度逐渐增大的变化趋势，有机质、全氮在0～20 cm土层的含量比20～40 cm土层高30%～48%且两者差异显著，水解性氮、速效钾和有效磷的含量及其变化幅度均表现出随土层加深而减小的趋势且表层土与深层土间差异显著，交换性钙、交换性镁、全钾、全磷、有效铁含量变化幅度较小且变化规律不明显。

表4 各县市及不同土层土壤单项肥力指标多重比较†Table 4 Multiple comparison of single fertility indexes of different soil layers in different sites

续表4Continuation of table 4

2.2 土壤肥力综合评价

以各样点0～20 cm土层各检测参数值作为土壤肥力评价指标，参照《南方地区耕地土壤肥力诊断与评价》[15]、邓小军等[8]土壤肥力单项与综合指数法并确定各指标参考标准值，采用改进后的Nemerow法，按式（1）计算各单项肥力指数Pi（表5），其平均指数范围为0.02～3.68，单项肥力指数较高的前3项分别为有机质（3.68）、全氮（2.11）和水解性氮（1.60），较低的2项分别为全钾（0.6）、全磷（0.59），而最低的2项为交换性钙（0.08）和交换性镁（0.02），表明土壤有机质及氮肥含量较丰富，磷钾含量较低，而交换性阳离子（钙、镁）极度贫乏，总体肥力状况为富氮而缺磷钾，且因交换性阳离子贫乏而导致土壤偏酸性。按式（2）计算综合肥力指数P综为0.656，属土壤肥力等级Ⅲ级（P综＜0.9），土壤肥力偏低。

表5 各单项肥力指数与隶属度值计算结果†Table 5 The calculation results of each single fertility index and membership value

采用主成分分析法对11个指标进行降维，根据特征值＞1.0提取主成分，可提取4个主因子，前4个主因子的累计贡献率为85.229%，可解释原始数据的较多信息，满足提取要求（表6）。第1主成分中有机质、水解性氮、全氮得分系数均超过0.22，具有较大正向载荷，是影响土壤肥力的主要因素；第2主成分中较大正向载荷依次为交换性钙、pH值、有效磷、交换性镁，是土壤肥力的重要影响因子；第3主成分中以全磷和全钾为最大正向载荷，而第4主成分中速效钾为极大正向载荷，均为土壤肥力的重要影响因子。用各评价指标的得分系数与对应主成分特征值，按式（3）～（4）计算各指标权重[16]，结果见表7。

表6 各主成分特征值及方差贡献率Table 6 The characteristic value and variance contribution rate of principal components

根据骆伯胜等[17]、王玲玲等[1]已有研究成果确定隶属度函数曲线中转折点的相应取值（表7），利用公式（5）计算出各单项肥力指标隶属度值Fi（表5），平均隶属度值较高的指标分别为有机质、全氮、水解性氮，而全钾、速效钾、有效磷和有效铁均明显低于前3项，最低的单项仅为0.1左右，分别是全磷、交换性镁和交换性钙，说明土壤有机质和氮肥较丰富而磷肥和交换阳离子贫乏。将各指标权重和隶属度值代入公式（6），得出各指标加权求和指数FQI为0.358，参照骆伯胜等[14]的土壤肥力分级标准，本研究区域总体土壤肥力水平较低（Ⅳ级，0.2～0.4）。

表7 各成分得分系数矩阵及指标权重Table 7 The score coefficient matrix and index weight of each component

单项肥力指数Pi和隶属度值Fi对于本研究区域土壤单项肥力的评价结果及其总体变化规律基本一致，均表明土壤有机质、全氮、水解性氮含量丰富，而全磷、交换性阳离子（钙、镁）贫乏，尽管其它指标在两种评价方法中的排序并不完全一致，其中以pH值、有效铁、速效钾的变化较大，但均处于中等或偏低水平，对各单项肥力指标丰缺度的评判影响不大。两种方法的综合评价结果P综和FQI指数均表明土壤肥力处于较低等级。总体而言，本研究区域土壤富氮缺磷，且因交换性阳离子（钙、镁）贫乏而导致土壤偏酸，土壤肥力水平偏低。

2.3 不同县市土壤肥力评价与分析

利用0～20 cm土层各检测参数值分别计算各样点土壤肥力综合指数P综和加权求和指数FQI（图1），31个样点P综的范围为0.361～0.917，平均值为0.656，变异系数为22.46%，其中2个样点的P综＞0.9，土壤肥力为中等水平（Ⅱ级，0.9≤P综＜1.7），仅占样点总数的6.5%，其它样点土壤肥力均为较低水平（Ⅲ级，P综＜0.9）；FQI的范围为0.16～0.49，平均值为0.356，变异系数为16.85%，有5个样点FQI＞0.4，土壤肥力为中等水平（Ⅲ级，0.4～0.6），1个样地FQI＜0.2，土壤肥力为低水平（Ⅴ级，0～0.2），其它样点土壤肥力均为较低水平（Ⅵ级，0.2～0.4），分别占总数的16.1%、80.7%和3.2%。从图1可以看出，两种评价方法得出的土壤肥力综合指数的变化趋势基本一致，但P综的变化幅度明显大于加权求和指数FQI，前者的变异系数明显大于后者，这可能与不同评价方法对不同肥力指标的主观赋值的差异有关，而主成分分析的权重确定方法可能降低了综合评价过程的主观性[18]，隶属度函数对各指标进行无量纲化处理后更具可比性，加权求和指数FQI能更准确、客观反映土壤肥力综合状况。然而，两种评价方法中土壤肥力处于各水平等级的样点数量和比例存在一定差别，特别是仅有1个样点（谷城8）同时达到两种方法评价的中等水平（图1），表明不同评价方法对某一样点的评价结果存在差异或不一致，尽管可能与不同评价方法及其等级划分有关，但这一问题值得关注并作进一步的比较分析和研究。

图1 各样点土壤肥力综合指数比较Fig.1 Comparison of soil fertility indices at different sample plots

以不同方法对各县市土壤肥力进行综合评价（表8），综合指数P综范围为0.412～0.783，变异系数为21.88%，各县市土壤肥力均处于低肥力水平（Ⅲ级，P综＜0.9），其中仅谷城有2个样点土壤肥力为中等水平（Ⅱ级，0.9≤P综＜1.7），占该县样点总数的22.2%。各县市间存在极显著差异，谷城杉木人工林肥力综合指数最大，与除通城以外的其它县市差异显著，而咸安肥力综合指数最小，与其它各县市差异显著。各县市土壤肥力加权求和指数FQI范围为0.231～0.392，变异系数为19.25%，各县市土壤肥力均为较低水平（Ⅵ级，0.2～0.4），其中谷城、阳新、保康分别有2个、2个和1个样点土壤肥力为中等水平（Ⅲ级，0.4～0.6），分别占其样点总数的22.2%、50%和16.7%，而咸安有1个样点土壤肥力为低水平（Ⅴ级，0～0.2），占其总数的33.3%。各县市间存在极显著差异，谷城、阳新、通城和保康肥力综合指数均在0.35以上，相互之间无显著差异，而咸安最低，与其它县市差异显著。

表8 各县市土壤肥力综合评价指数Table 8 Comprehensive evaluation index of soil fertility in every site

尽管两种评价方法对于部分县市的评价结果和差异性并不完全相同，但总体评价结论和土壤肥力水平基本一致，除阳新和通城综合指数排序互换外，其它县市排序保持不变，且咸安与其它县市间均存在显著差异，表明两种评价方法均可对不同县市的土壤肥力状况作出适度的综合评价。相比较而言，加权求和指数FQI各县市间及其样点间的变异系数更小（除咸安外），其评价结果可能更客观。

本研究中咸安区杉木人工林以培育小径材为经营目标，造林密度一般在4 500株/hm2左右（表1），10 a左右主伐，全垦整地后连栽，形成具有典型地域特色、类似农作物种植的杉木超短周期栽培模式，其林分郁闭度较高，林下植被稀少，在0～20 cm土层各检测参数中，其有机质、全氮、水解性氮、有效磷和有效铁的含量均为最低值，且与其它地点存在显著差异（表3～4）。从几个主要肥力指标的单项肥力指数和隶属度值（图2）来看，咸安林地土壤有机质、全氮、有效氮、有效磷明显偏低。利用两种评价方法均得出咸安3个样点的土壤肥力综合指数明显低于其它县市的结论（图1），客观反映出该栽培模式对林地土壤肥力的消耗极大，其经营过程中的深耕整地、施足基肥、林粮间作、超短轮伐期等措施对于保证林地肥力供给具有重要作用。相比较而言，谷城、阳新、通城三地均为林龄超过25 a的成熟林（表1），且经过抚育间伐或自然稀疏导致林分密度较小（1 500 株/hm2或以下），土壤各检测参数及肥力指数相对较高，土壤肥力明显好于咸安。

图2 不同县市主要单项肥力指数（A）和隶属度值（B）比较Fig.2 Comparison of major single fertility index (A) and membership value (B) in different sities

3 讨 论

pH值能够显著影响土壤养分的有效性，而土壤有机质和土壤氮、磷、钾是植物生长过程中的重要因素，体现了它们影响森林发育的潜在能力，被广泛用作评价土壤营养状况的重要指标[20]。本研究区域林地土壤pH值平均为4.38，为酸性土壤，南方因降水量丰富而发生较强风化淋溶现象导致土壤呈酸性，与邓小军等[8]、余明等[14]的研究结论一致。本研究中，土壤有机质及氮肥含量较丰富，磷钾含量较低，所有单项肥力指标在不同县市间均存在极显著差异，可能与地域跨度较大、土壤类型不同、林分结构差异等不同因素的共同影响有关；除交换性阳离子、全钾、全磷外，其它指标在不同土层间均存在显著或极显著差异，0～20 cm土层中的有机质含量、全氮、水解性氮、有效磷的比例均在30%以上，土壤有机质和养分有明显的表聚现象，即表层土壤含量高于下层[19]。

采用改进后的Nemerow法对研究区域杉木林地0～20 cm土层土壤肥力进行综合评价，各单项肥力指数范围为0.02～3.68，土壤肥力综合指数为0.656，土壤肥力Ⅲ级（P综＜0.9），低于邓小军等[8]评价的大桂山林场杉木林地肥力综合指数（0.9）和肥力等级（Ⅱ级），尽管采用的肥力指标不尽相同，但也较客观地反映出边缘产区与中心产区杉木林地土壤肥力状况的差异。采用主成分分析方法将11个肥力指标提取4个主因子，累计贡献率为85.229%，通过转换计算出各指标权重（0.073～0.110），利用“S”隶属函数计算出各指标隶属度值（0.10～0.92），总体土壤肥力综合指数FQI为0.358，土壤肥力水平较低（Ⅳ级，0.2～0.4）。两种方法对研究区域林地土壤肥力的综合评价结果具有一致性，均表明土壤有机质和氮含量较富足，而全钾、全磷和交换性阳离子贫乏，土壤肥力处于低水平状态。氮、磷、钾是植物生长必需的大量元素，但磷、钾在南方林地土壤中含量普遍偏低[19]，在湖北杉木人工林高效栽培中补充磷、钾肥以及钙、镁肥是十分必要的。

改进后的Nemerow法避免了采用加和法、平均值法、加权平均法等主观因素的影响[21]，具有方法简单、实用性强等优势，不仅可以反映单项肥力指标，而且在考虑因子短板效应下进行土壤肥力综合评价，可根据生产需求和林木营养需求规律调整评价指标，提供更直观更适时的参考数据和指标[8]。主成分分析与模糊数学相结合建立各评价指标的隶属度函数近年来被广泛应用于土壤肥力的综合评价[1,22-23]，主成分分析可实现降维并使相互之间具有独立性[24]，而隶属度函数可对各指标进行模糊性评价，通过隶属度值实现指标量纲归一化和可比性，从而体现出各指标的优劣及其影响大小[1]。尽管两种评价方法对各单项肥力指数、综合肥力指数以及不同林地土壤肥力的评价结果并不完全相同，但总体评价结论和土壤肥力水平基本一致，两种评价方法均可对不同县市的土壤肥力状况作出适当的综合评价。相比较而言，改进后的Nemerow法更为简单实用，而模糊性评价结果可能更客观，但如何比较不同评价方法的差异或精度，以及如何选择更适合的评价方法，均还有待更深入的研究。

本研究分别采取两种评价方法对各县市0～20 cm土层土壤肥力进行综合评价，31个样点综合肥力指数P综和FQI范围分别为0.361～0.917和0.162～0.490，各县市平均综合指数P综和FQI范围分别为0.412～0.753、0.231～0.392，且均存在极显著差异，但各县市土壤肥力均处于低肥力水平（Ⅲ级，P综＜0.9；Ⅵ级，0.2～0.4），其中谷城综合指数最高而咸安最低，咸安与其它县市均存在显著差异，除不同样点或县市的立地条件差异外，不同林分年龄、林分结构与经营状况也可能是影响不同区域土壤肥力差异的重要因素，而咸安高密度、短周期栽培模式及其林地利用方法与其它区域具有明显差异，可能直接导致土壤肥力的大量消耗和土壤肥力不足。总体而言，湖北杉木人工林林地土壤处于低肥力水平，杉木栽培应以中小径材为主要经营目标，补充磷、钾肥是十分必要的，可有效促进林木生长和生产效益。

由于土壤质量评价具有目的性和针对性，不同研究者所利用的指标也有所不同[25]，但养分有效性指标的使用是比较稳定的[26]。本研究选择目前我国土壤质量评价中使用频率较高的有机质、速效N、有效P、速效K和全N、全P、全K等肥力因子作为主要评价指标[25]，但土壤综合肥力评价指标除了土壤化学性质外，还包括物理性质指标、生物化学（如酶活性、微生物）指标。本研究计算得出的林地土壤肥力综合指数只是对不同区域杉木林林地土壤潜在肥力的一种评价和比较，并不能完全代表林地实际生产力，更完善、更精确的土壤肥力评价还需将土壤理化性质与林地生产力相结合，开展土壤养分与植物营养及产量等相关研究，这也是笔者下一步研究的重点。

4 结 论

改进Nemerow法和主成分分析与隶属度函数相结合的模糊综合评价方法的评价结果基本一致，单项肥力指数Pi和隶属度值Fi分别为0.02～3.68和0.10～0.92，均反映出该区域杉木人工林土壤富氮缺磷钾且交换性阳离子贫乏的状况，而平均综合指数和FQI分别为0.656和0.358，说明湖北杉木人工林林地土壤肥力处于较低水平，杉木栽培应以中小径材为主要经营目标，栽培过程中补充磷、钾肥是十分必要的。各县市土壤肥力综合指数和FQI分别为0.412～0.783和0.231～0.392，均存在极显著差异，两种评价方法均表明谷城土壤肥力相对最好而咸安最差，可能与后者林分年龄小、密度大及其短周期经营模式有关。