陈怀红

（贵州省安顺市西秀区农业农村局 土壤肥料站，贵州 安顺 561000）

土壤酸化是指土壤吸收性复合体接收了一定数量交换性氢离子或铝离子，使土壤中碱性（盐基）离子淋失的过程[1]，土壤酸化后会对植物产生酸毒害[2]。由于人为活动的影响，土壤的酸化进程大大加快，土壤酸化问题普遍[3]。正常情况下，土壤pH 为5.5～7.5农作物能正常生长，过酸或过碱土壤均会影响农作物根系对土壤养分的吸收利用[4]。目前，施用石灰是改良酸性土壤的常用方法，施用石灰等碱性物质可有效改良土壤酸度[2]。谢会雅等[1]对中国南方土壤酸化原因及土壤酸性改良技术研究，总结了耕地土壤酸化治理技术措施等相关研究成果，指出土壤酸化治理的工作迫在眉睫。安顺市西秀区在2011—2012年实施省、部级酸化土壤改良项目，采取施用石灰和土壤调理剂改良酸化土壤，同时开展了施用不同调理剂改良酸化土壤的试验研究，但目前针对安顺市西秀区耕地土壤的pH 空间分布特征的相关研究较少。因此，应用GIS 技术探究西秀区耕地土壤pH的空间分布特征，摸清土壤pH 变化趋势，充分掌握酸化土壤的分布情况和酸化程度，对安顺市西秀区酸化土壤改良治理和防止土壤酸化有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

西秀区位于贵州省安顺市中西部腹地，全区总面积为1 467.92 km2，总人口87 万人[5]。土壤类型主要为山地黄棕壤、黄壤、石灰土、紫色土、水稻土、潮土、沼泽土等，共有27个亚类，87个土属，142个土种[6]。

1.2 材料

土壤样品选择4个年份的土壤pH 为研究对象，分别为1983年开展全国第二次土壤普查时采集的785 个样本，次年进行测样分析，样点标注在纸质图件上，根据标注信息结合地形图、土壤图等图件在ArcGIS 10.0 操作平台进行样点矢量化，获取地理信息；2006年4 124 个样本和2012年501 个样本均来源于省部级测土配方施肥项目；2020年108 个样本来源于省级耕地质量等级变更调查评价与统计项目，2006年、2012年、2020年三次采样都使用GPS定位仪精确定位，当年采样，次年测试分析。

1.3 土壤样品采集与测定

土样采集均为先室内规划土样采集点位，然后按点位图确定采样地块，每个样点采用S 形布点采样，采集7～15 个分点样品混合，用四分法取1 kg 土样，采用电位法测定土壤pH。耕地资料矢量数据来源于自然资源部门。

1.4 指标评估

中值是处于数据排列位置中间的观测值；众数是出现频率最高的观测值，中值与众数均不受极端值影响[6]。平均值是样本数据总体的代表值，反映总体的典型特征或水平，可以作为对样本总体集中性的一种统计描述[7]，参照土壤酸碱性分级标准[7]，土壤pH 可划分为5 个等级，分别为强酸性土壤，pH＜4.5；酸性土壤，4.5＜pH＜5.5；弱酸性土壤，5.5＜pH＜6.5；中性土壤，6.5＜pH＜7.5；弱碱性土壤7.5＜pH＜8.5。

1.5 数据处理

应用ArcGIS 10.0 统计学分析模块对样本数据进行Kriging 插值分析，选择最优模型拟合，绘制土壤pH空间分布图[8]，运用空间分析模块的区域统计功能，提取土壤pH 各等级区域，计算面积。利用SPSS 21 对数据进行统计特征分析。

2 结果与分析

2.1 不同年份土壤的pH

由表1 可知，1983年土壤pH 最小值为3.8，最大值为8.4，平均值为6.26；2006年土壤pH 最小值为3.8，最大值为8.3，平均值为5.98；2012年土壤pH 最小值为4.2，最大值为7.8，平均值为5.99；2020年土壤pH 最小值为4.3，最大值为7.1，平均值为5.92。2020年土壤pH 平均值比1983年降低0.34，比2006年降低0.06，比2012年降低0.07。从平均值看，四个年份的土壤总体为弱酸性土壤，其平均值、中值、众数等比较接近，也反映了数据分布有集中性趋势。

表1 不同年份的土壤pH统计特征

2.2 土壤pH的空间分布

由图1 可知，中性耕地土壤在1983年主要连片集中分布在北部，2020年零散分布在8个乡镇，弱酸性耕地土壤明显扩散到全区范围。

图1 土壤pH等级空间分布

2.3 不同年份土壤pH的变化

由表2可知，2020年西秀区总耕地土壤面积为61 940 hm2，强酸性耕地土壤占比0.12%，酸性耕地土壤占比10.39%，弱酸性耕地土壤占比85.12%，中性耕地土壤占比4.37%；与1983年比较，经过37年的变化，弱酸性耕地土壤占比增加36.25百分点，中性耕地土壤减少31.77百分点，酸性和强酸性耕地土壤分别减少2.37百分点、0.03百分点；强酸性耕地土壤占比最小，弱酸性耕地土壤占比最大。从1983年到2020年，酸性和强酸性耕地土壤先上升后下降，酸性耕地面积从7 904.34 hm2下降到6 436.68 hm2；强酸性耕地面积从94.93 hm2下降到75.93 hm2；弱碱性耕地土壤从1 293.01 hm2逐渐减少到零；弱酸性耕地土壤逐渐增加，从30 267.13 hm2增加到52 722.66 hm2；中性耕地土壤逐渐减少，面积从22 380.59 hm2下降到2 704.73 hm2。

表2 不同年份的土壤pH耕地面积

3 结论

西秀区耕地土壤经过37年的耕种，土壤酸碱性发生了较大变化，其中，弱酸性耕地土壤从30 267.13 hm2增大到52 722.66 hm2，其占比增加36.25 百分点；中性耕地土壤从22 380.59 hm2减少到2 704.73 hm2，其占比减少31.77 百分点。西秀区酸性土占比10.39%；弱酸性土占比85.12%，耕地土壤向酸化发展。因此，为减缓西秀区的土壤酸化，应充分利用测土配方施肥项目技术成果，大力推广测土配方施肥技术，根据土壤酸化程度分别采取技术措施；由于强酸性耕地土壤数量少，可采取施石灰或土壤调理剂的方法，力求短期内改良强酸性耕地土壤；积极开展试验研究，探索高效的治理技术模式，力求在维持生产现状的基础上提升土壤pH。