福州市耕地土壤pH值空间分布及变化特征

詹鸿

摘 要：pH值是土壤重要的化学性质，对土地生产力会产生重要的影响。为掌握福州市土壤pH值近几年来变化情况，基于福州市第2次土壤普查（1984年）以及2019年全市耕地质量提升与化肥减量增效项目土壤pH数据，采用统计分析法对福州市35年来土壤pH变化进行研究。结果表明：福州市耕地土壤pH整体上呈现下降的趋势。全市耕地土壤pH均值由1984年的5.68降至2019年的5.52，下降2.8%;2019年全市耕地土壤pH变化规律呈现出自沿海向山区逐渐降低的空间分布，2019年耕地土壤pH空间分布规律与第2次土壤普查结果基本一致。相比第2次土壤普查，福州市耕地土壤呈现明显酸化趋势;2019年全市耕地土壤pH<5.50的点位占比达到64.70%，比第2次土壤普查高35.43%，其中赤红壤、潮土土壤pH降幅分别达到17.43%、15.81%，但水稻土土壤pH未发生明显变化。

关键词：耕地土壤;pH值;时空变化;福州

中图分类号：S 151   文献标志码：A   文章编号：0253-2301（2022）02-0071-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2022.02.013

Spatial Distribution and Variation Characteristics of the Soil pH of Cultivated Land in Fuzhou City

ZHAN Hong

（Fuzhou Technology Station of Farmland Construction and Soil Fertilizer， Fuzhou， Fujian 350007， China）

Abstract： The pH value was an important chemical property of soil， which would have an important impact on the land productivity. In order to grasp the change of soil pH value in Fuzhou in the recent years， based on the soil pH data from the second soil survey in Fuzhou （in 1984） and the project of farmland quality improvement and fertilizer reduction and efficiency improvement in Fuzhou in 2019， the changes of soil pH in Fuzhou in the recent 35 years were studied by using the method of statistical analysis. The results showed that the soil pH value of cultivated land in Fuzhou City decreased as a whole. The mean soil pH value of cultivated land decreased from 5.68 in 1984 to 5.52 in 2019， decreasing by 2.8%. In 2019， the spatial distribution of soil pH of cultivated land in the whole city showed a gradual decrease from the coastal areas to the mountainous areas. The spatial distribution of soil pH of cultivated land in 2019 was basically the same as the results of the second general survey of soil. Compared with the second general survey of soil， the cultivated soil in Fuzhou showed an obvious acidification trend. In 2019， the percentage of the soil pH<5.50 of cultivated land in Fuzhou City reached 64.70%， which was 35.43% higher than that in the second general survey of soil. Among them， the pH of latosolic red soil and moisture soil decreased by 17.43% and 15.81%， respectively， but the pH of paddy soil did not change significantly.

Key words： Cultivated soil; pH; Change of time and space; Fuzhou

土壤pH（酸堿度）是土壤形成和熟化培肥过程的一个重要指标[1]，对土壤中养分存在的形态和有效性、土壤的理化性质、微生物活动以及植物生长发育都有很大影响[2]。土壤pH过高会使土壤盐碱化，过低又会使土壤酸化且造成作物减产[3-4]，均不利于作物的生长和发育。随着农业集约化、工业化和城市化的快速发展，土壤资源数量不断减少且质量不断降低，导致土壤出现了酸化、侵蚀、盐渍化等土壤生态环境问题[5-6]，影响农业可持续发展，研究土壤pH变化对农业发展至关重要。

国内外学者近几年对土壤pH变化进行了深入研究，得出了许多研究成果。国外学者如akmak等[7]认为过量氮和硫排放及密集的农业生产活動会加速土壤酸化进程。国内学者如张驭航等[8]根据河南省第2次土壤普查数据及2015年土壤pH值数据，对土壤pH值时空变化进行分析，结果表明：河南省土壤pH值总体呈下降趋势，其中砂姜黑土pH值最低，褐土土壤pH值下降幅度最小;张世昌等[9]通过对福建省第2次土壤普查数据和2017年土壤pH数据进行动态分析，结果表明：福建省耕地土壤pH变化呈现出自沿海向山区逐渐降低趋势，土壤pH在时间分布上呈现出U形分布规律。福州市是福建省省会城市，位于我国东南沿海，常年高温多雨，近几年酸雨出现频繁，土壤脱硅富铁铝化作用明显，耕地土壤出现酸化现象[10-11]。目前有关福州市耕地土壤pH的空间分布及动态变化研究较少，难以有效地针对耕地土壤酸化进行改良。为此，本研究结合2019年福州市耕地质量提升与化肥减量增效项目，分析不同县区耕地土壤、不同耕地类型、不同土壤类型以及不同分级指标耕地土壤pH值空间分布及动态变化规律;并与1984年第2次土壤普查数据进行对比，旨在为福州市不同县区开展土壤酸化改良提供科学依据，进一步促进农业可持续发展。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

福州市地处中国东南沿海、福建省中东部的闽江口，位于北纬25°15′～26°39′，东经118°08′～120°31′，西邻南平市、三明市，北接宁德市，南接莆田市，东濒东海，居于亚太经济圈中东南的黄金海岸[12]。福州地形属于典型的河口盆地，盆地四周被群山环绕，海拔在600～1000 m。福州市属于海洋性亚热带季风气候，年平均气温在17～21.2℃，年降水量在900～2100 mm，年相对湿度约77%。

1.2 数据来源与处理

本研究数据来源于1984年和2019年2个时期的土壤采样点pH化验值。其中 1984年土壤数据来源于福建省土壤普查办公室第2次土壤普查分析数据，2019年数据来源于耕地质量提升与化肥减量增效项目土样分析数据。2个时期的土壤采样点均在大约100 m2的范围内采集5～10个耕地耕层（0～20 cm）土壤样品，并将土壤样品混合均匀，采用四分法取适量土样装袋带回实验室预处理，同时填写标签及相关信息。2个采样时期的土壤pH均采用点位法测定[13]。试验数据采用Excel软件进行统计及比较分析。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值变化特征

35年来福州市土壤pH值整体上呈现出降低的趋势，1984年福州市耕地土壤pH均值为5.68，最大值为8.5，最小值为3.6，标准差为0.5，变异系数为0.12。1984年福清市耕地土壤pH最高，永泰县耕地土壤pH最低。各县市区耕地土壤pH变化排序为晋安区<永泰县<罗源县<闽清县<闽侯县<连江县<长乐区<福清市。耕地土壤pH空间变化规律呈现出自沿海向山区逐渐降低的趋势。

2019年福州市耕地土壤pH均值为5.52，相比第2次土壤普查下降了2.8%，土壤pH最大值为8.26，最小值为3.21，标准差为0.91，变异系数为0.16。2019年福清市耕地土壤pH最高，晋安区耕地土壤pH最低。各县市区耕地土壤pH变化排序为晋安区<马尾区<永泰县<闽清县<闽侯县<罗源县<长乐区<连江县<福清市。耕地土壤pH空间分布规律与第2次土壤普查结果基本一致[14]，呈现出自沿海向山区逐渐降低的趋势。

2.2 不同耕地类型土壤pH值分布

从水田、旱地2种主要土地利用方式来看（表3），1984年旱地土壤pH最高，为6.30，水田土壤pH为5.64。2019年旱地、水田土壤pH分别降至5.97和5.40，较1984年分别降低0.33和0.24，降低幅度分别为5.24%和4.26%。该结论与Chen[15]等研究江汉平原土壤pH演变时发现旱地土壤pH略高于水田和水浇地相一致，与朱安繁等[16]研究江西省土壤pH时空变化发现旱地土壤pH高于水田土壤0.30单元相一致。

2.3 不同土壤类型pH值分布

由表4可知，1984年至2019年福州市大多数土壤类型pH平均值有所下降，呈现一定的酸化趋势。其中赤红壤降低幅度最高，达到17.43%，其次是潮土和滨海盐土，降低幅度15.81%和7.86%，风沙土和紫色土降低幅度为3.58%和3.08%。水稻土作为福州市占地面积最大的土壤类型，其pH均值未发生明显变化，均为5.50。红壤和黄壤pH有所上升，增加幅度为4.04%和2.04%。

2.4 耕地土壤pH等级指标

采用第2次土壤普查土壤pH等级指标进行分级评价，将2019年测定数据与第2次土壤普查进行对比，结果表明：2019年福州市有73个土壤样品pH小于4.50，占全市总土样6.24%，增加幅度5.89%，说明该区域土壤整体酸化程度相比第2次土壤普查大幅度提高;有684个土壤样品pH为4.60～5.50，占比58.46%，增加幅度29.53%;有290个土壤样品pH为5.60～6.50，占比24.79%，比第2次土壤普查结果下降了30.51%;有95个土壤样品pH为6.60～7.50，占比8.12%，与第2次土壤普查结果下降了3.06%;有28个土壤样品pH为7.60～8.50，占比2.39%。2019年全市耕地土壤pH<5.50的点位占比为64.70%，第2次土壤普查结果在该区间的占比为29.27%，两者相差35.43%，表明35年来土壤pH有明显酸化现象。

3 讨论

3.1 自然因素对土壤pH的影响

降水是影响福州市土壤酸化最主要的自然因素。福州市雨水充沛，全市年平均降水量为1366.69 mm，年平均气温在17.0～21.2℃。强降水和高温加剧了土壤淋溶作用，导致土壤水土流失，土壤中大量的盐基离子被带走，降低了土壤的缓冲能力，从而加剧了土壤酸化[17]。

3.2 人为因素对土壤pH的影响

3.2.1 施肥对土壤pH的影响 自1984年以来，福州市大量施用化肥，尤其是氮肥的投入，這是引起土壤pH值下降的主要原因。1984年化肥施用量为7.9×104 t，2004年化肥施用量达11.1×104 t。投入农田的化肥中包括氯化铵、尿素、过磷酸钙等酸性肥料，这些酸性肥料的长期施用，造成了土壤pH值下降[18]。福州市从2014年开始实施测土配方施肥项目，测土配方施肥技术不断推广，尤其是在2019年开始实施耕地质量保护与提升方案，减少化肥施用量，增施有机肥，对化肥施用总量有了明显的遏制，2019年化肥施用量为8.1×104 t。

3.2.2 种植方式对土壤pH的影响 福州市属于海洋性亚热带季风气候，光、热和水较为丰富，土壤宜种性广，农作物一年四季均可生长。福州市农作物复种类型除部分山区为一年一熟外，其他地区大多数为一年两熟至一年三熟。由于复种指数的增加，导致土壤中钾、钙、镁等矿物离子过度消耗，高产作物带走了更多的盐基离子，秸秆还田少且未进行合理休耕，使得农作物带走的大量盐基离子未得到有效及时的补充，从而加剧土壤酸化。

4 结论

通过比较1984年第2次土壤普查和2019年两个时期土壤pH数据，分析了福州市土壤酸度的变化情况，结论如下：（1）福州市耕地土壤pH值总体上呈下降趋势。pH值1984年和2019年均值分别为5.68和5.52。（2）2019年福州市各县市区耕地土壤pH变化排序为：晋安区<马尾区<永泰县<闽清县<闽侯县<罗源县<长乐区<连江县<福清市，总体呈现出自沿海向山区逐渐降低的空间分布，其空间分布规律与第2次土壤普查结果基本一致。（3）旱地土壤pH均值高于水田土壤pH均值;2019年旱地、水田土壤pH分别降至5.97和5.40，较1984年分别降低了0.33和0.24，降低幅度分别为5.24%和4.26%。（4）与1984年相比，土壤呈现明显酸化趋势，2019年全市耕地土壤pH小于5.5的点位占比64.70%，较第2次土壤普查提高了35.43%。35年来赤红壤土壤pH降幅最高，降幅达到17.43%，其次是潮土土壤，降幅达到15.81%，水稻土土壤pH未发生变化。

本研究从时间、空间、耕地类型等不同角度，分析了福州市1984年、2019年两个时期土壤pH值的变化特征，探讨影响土壤pH值变化的原因。建议福州市各区域应进一步加强土壤酸化改良力度，多种植绿肥，增施有机肥，推广测土配方施肥技术等措施，培肥土壤，提升耕地地力，促进农业可持续发展。

参考文献：

[1]许自成，王林，肖汉乾.湖南烟区土壤pH分布特点及其与土壤养分的关系[J].中国农业生态学报，2008，16（4）：830-834.

[2]曾希柏.红壤酸化及其防治[J].土壤通报，2000，31（3）：111-113.

[3]周娟，袁珍贵，郭莉莉，等.土壤酸化对作物生长发育的影响及改良措施[J].作物研究，2013，27（1）：96-102.

[4]杨劲松.土壤盐渍化研究展望[J].土壤，1995（5）：23-27.

[5]赵其国，骆永明，腾应，等.中国土壤保护宏观战略思考[J].土壤学报，2009，27（1）：1140-1145.

[6]赵其国.中国土壤科学战略发展研究的新思路：土壤学战略发展研究的顶层设计与路线图[J].生态环境学报，2013，27（1）：1639-1646.

[7]AKMAK D，BELOCACA J，PEROVI 'C  V，et al.Atmospheric Deposition Effects on Agricultural Soil Acidification State-Key Study： Krupanj Municibality[J].Archives of Ecosystems and Environment，2014，40（2）：13-14.

[8]张驭航，李玲，王秀丽，等.河南省土壤pH值时空变化特征分析[J].土壤通报，2019，50（5）：1091-1100.

[9]张世昌.福建耕地土壤pH空间分布及动态分析[J].中国农技推广，2019，35（2）：49-52.

[10]赵卫红.福建省城市酸性降水特征及变化趋势[J].环境科学与技术，2006，29（9）：41-43.

[11]刘三宏.浅议福州市山地土壤的开发利用[J].福建水土保持，1997（4）：21-24.

[12]陈秀玲，李志忠，靳建辉，等.福州城市土壤pH、有机质和磁化率特征研究[J].水土保持通报，2011，31（5）：176-181.

[13]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，1991.

[14]福建省土壤普查办公室.福建土壤[M].福州：福建科学技术出版社，1991.

[15]CHEN S，LIN B，LI Y，et al.Spatial and temporal changes of soil properties and soil fertility evaluation in a large grain-production area of subtropical plain，China[J].Geoderma，2020，357（3）：https：//doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.113937.

[16]朱安繁，邵华，张龙华，等.江西省耕地土壤酸化现状与改良措施[J].江西农业学报，2014，26（4）：43-45，49.

[17]范庆锋，张玉龙，陈重，等.保护地土壤酸度特征及酸化机制研究[J].土壤学报，2009，46（3）：466-471.

[18]宣立民，王淑艳，韩春玉，等.化学肥料的常见种类及使用方法[J].吉林农业，2015（3）：90.

（责任编辑：林玲娜）