臨汾市堯都區土壤有效磷的空間變異特徵及其環境風險評價論文

　　摘要：探析山西省臨汾市堯都區土壤有效磷的空間分佈，為合理利用磷素與識別農業面源磷汙染重點防控區提供依據。在區域內佈置取樣點1 186個，測定其耕作層(0～20 cm)土壤有效磷含量，並使用常規統計學方法與地統計學方法對其進行分析評價，其主要結果如下：位於堯都區中部的臨汾市城區土壤有效磷含量最低，西部山地較低，最高區域位於南部以果蔬生產的莊裡村南部、小王村北部、西溝村西南部，其餘為中等水平區域，佔全區面積85.00%，極值區域呈零星分佈;堯都區土壤有效磷含量平均程度為中等偏低，相比於歷史記錄呈增長趨勢，其分佈狀況複雜，分異程度較大，與土壤全磷含量呈正相關關係;土壤有效磷的空間分佈與高程、坡度坡向、施肥量及土地利用方式有關。

　　關鍵詞：土壤有效磷; 空間分佈; 臨汾市堯都區

　　磷是植物生長髮育所必需的三大元素之一，磷對植物體內磷、氮化合物及脂肪代謝起著重要作用。植物體中所需要的磷主要從土壤磷庫中獲得，土壤有效磷是指土壤中能為當季植物吸收的磷含量，作為鑑定土壤肥力高低的重要指標。

　　臨汾市堯都區位於山西省南部，臨汾盆地中央，總面積1 316.000 km2。其中耕地面積有434.200 km2，農作物以小麥、玉米、棉花為主。多年實踐及研究顯示，作物產量高低與耕作層土壤有效磷含量有密不可分的關係。近年來，隨著傳統耕作模式的轉變，政府對農業投入的'重視度增加，全國土壤有效磷平均含量發生了明顯的變化。1980年，全國缺磷耕地面積達到78.00%;據統計，2000年全國耕地有效磷含量增加了6.000 0～8.000 0 mg/kg，年均增加11.00%，缺磷面積降到50.00%，甚至在一些地區出現了磷素過剩的報道。土壤磷素的盈餘在給作物帶來高產穩產保障的同時，也給當地的生態環境造成了巨大的威脅。經統計，目前水體富營養化的重要原因之一便是農業磷汙染。因此，積極調查分析當地土壤有效磷的分佈狀況對優化合理使用磷素以及農業磷汙染控制點的識別與防治有重要的指導意義。

　　本研究採用常規統計學與地統計學方法，分析臨汾市堯都區耕作層土壤有效磷的空間分佈，根據國家第2次土壤普查確立的土壤有效磷分級標準劃分出磷素超標風險區域，旨在為臨汾市堯都區土壤有效磷科學合理利用與生態環境可持續發展作出依據。

　　1 材料與方法

　　1.1 研究區概況臨汾市堯都區地處山西省南部、臨汾市中部，地處臨汾盆地中央，汾河由北向南穿境而過，地處東經111°04′～111°49′，北緯35°53′～36°19′，土地總面積1 316.000 km2，東部為太嶽山脈，西為呂梁山餘脈，中部為平原，地勢呈四周高中間低趨勢，海拔高度415～1 791 m。全區山地面積627.000 km2，丘陵面積138.000 km2，臺地134.000 km2，平原417.000 km2。農副土特產豐富，糧食主產小麥，經濟作物以蔬菜為主，水果則以蘋果為主，畜牧業發達，作物熟製為一年2熟。氣候為暖溫帶大陸半乾旱季風氣候，多年平均氣溫9～13 ℃，無霜期197 d，多年平均降水494.19 mm。土壤型別主要為褐土、潮土，有少量沼澤土。

　　1.2 樣品採集與分析土壤資料來自於臨汾市土壤肥料工作站於2010年的取樣點。每個取樣點均實行GPS定位，在取樣點的耕作層(0～20 cm)採取土樣，帶回實驗室風乾磨細後，使用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法來測定土壤有效磷含量。由於儀器與操作過程中帶來的不可避免的誤差，故在做資料整理的過程中刪去不符合要求的點，從而確保統計分析的準確性。由於取樣點的選擇沒有涉及到汾河以西的地區，所以根據緩衝分析確定了一條分析區的隔斷線，因此僅對取樣區進行分析。

　　1.3 樣條插值方法為了能夠使離散的取樣點在地圖上顯示出堯都區土壤有效磷的空間分佈，所以必須採取插值法[1]。插值法是函式逼近的一種重要方法，理論上源於地理學相近相關的基本定律，即空間位置上越靠近的點，越可能具有相似的特徵值，從而利用離散的已知點資料來估算其他未知點資料以生成連續表面。空間插值方法中最具有代表性的有反距離權重法、樣條函式法、克里格法等。

　　1.4 資料處理及分析用SPSS(10.0)軟體進行常規統計分析。樣條函式插值分析、圖形繪製均採用ArcGIS 9.3軟體。圖形繪製首先根據堯都區土壤型別圖掃描成圖，按照地圖所示的中國國家大地座標北京1954系統進行影象配準，並且柵格向量化，從而便於進行空間分析。

　　2 結果與分析

　　2.1 臨汾市堯都區土壤有效磷的統計特徵值堯都區土壤有效磷含量平均值為23.017 9 mg/kg，根據我國第2次土壤普查土壤有效磷分級標準(豐40.000 0 mg/kg，稍豐20.000 0～40.000 0 mg/kg，中等10.000 0～20.000 0 mg/kg，稍缺5.000 0～10.000 0 mg/kg，缺3.000 0～5.000 0 mg/kg，極缺3.000 0 mg/kg)，處於稍豐級別。有效磷含量極大值(167.330 0 mg/kg)與極小值(0.800 0 mg/kg)之間巨大的差異，可能由2方面的因素造成，一是自然方面的因素，如不同的地形、不同的坡向以及植被型別，另一方面則是人為方面的因素，磷肥的過度施用，而磷又是一種移動性不活躍的元素，造成了大量的殘留，使其分佈不均，甚至大量富整合為磷汙染面源。

　　2.2 臨汾市堯都區土壤有效磷的空間分佈耕層土壤有效磷含量具有明顯的空間分異規律，整體表現為平原>山區。全區大部分地區有效磷含量水平居於中等，極缺與豐的區域則呈點狀零星分佈。有效磷極缺的區域主要分佈於