新乡市农用地表层土壤碳氮生态化学计量特征时空分异研究

发布时间：2020-07-14 15:47

【摘要】：研究选取河南省粮食主产区—新乡市作为研究对象,整理区域内1980s和2010s两个时期土壤、气象、农业生产等基础数据,引入生态化学计量学理论,运用经典统计学和空间分析等方法,对研究区农用地表层土壤碳、氮生态化学计量特征展开研究,旨在揭示碳、氮等元素时空分异规律,解析限制耕地潜力提升的主要因素,以期为保护土壤生态环境、改善农田管理措施和制定相关决策提供数据支持。研究结果如下:(1)近三十年来,新乡农用地表层土壤有机碳、氮储量分别由1980s的72769.14t、8643.73t增长到2010s的115033.01t、12377.95t,增幅分别达到58.08%和43.20%。该时期除辉县市外,其他各县(市)碳、氮储量均有不同程度的增长,且二者的增幅表现出极显著的相关性(p0.01)。(2)研究期内,土壤有机碳、氮含量分别增长了60.47%、50%,达到9.58g·kg~(-1)、1.02g·kg~(-1),低于同期全国平均水平(C:13.75 g·kg~(-1)、N:1.42 g·kg~(-1)),变异系数分别由59.12%、52.94%降至30.16%、28.43%;1980s碳氮比均值为8.95,到2010s达到9.37,增长4.69%,变异系数由27.82降至6.83。(3)半变异函数结果表明,1980s和2010s碳、氮及碳氮比的块金效应分别为:31.23%、36.68%、49.76%和21.07%、24.34%、49.88%,均表现出较强的空间相关性;碳、氮含量的空间分布均受到结构性因素的主导,且影响显著;而碳氮比的空间分布则受到结构性因素和随机性因素的共同作用。空间分布上,新乡农用地表层土壤碳、氮含量高值区集中在以辉县市为主的北部和西北部地区;低值区主要分布在延津县和原阳县的大部分区域,在“东北—西南”方向上呈带状分布。碳氮比趋于集中,空间分布差异较小。(4)土壤类型方面,两个时期有机碳含量高低表现为:水稻土褐土砂姜黑土潮土风砂土;氮含量在1980s依次为:水稻土褐土砂姜黑土风砂土潮土,2010s为:水稻土褐土砂姜黑土潮土风砂土。农用地类型方面,两时期有机碳含量均表现为:果园旱地水浇地水田;氮含量在1980s表现为:果园旱地水浇地水田,2010s依次为:旱地果园水浇地水田。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S153.6
【图文】：

采样点,范围,位置,新乡

2 材料与方法2 材料与方法2.1 研究区概况新乡地处黄河中下游，华北平原南端，河南省北部。位于东经 113°30′～115°30′，北纬 34°55′～35°50′之间，东西横跨约 149.25 公里，南北纵贯约 106.5 公里，土地总面积 8249km2，其中耕地面积约 5062km2，占全市土地总面积的 61.36%，人均耕地 1.1 亩/人。新乡为省辖市，下辖长垣县、封丘县、原阳县、获嘉县、新乡县、延津县等六县，辉县和卫辉二市以及红旗区、卫滨区、牧野区、凤泉区等四区。全市有 150 个乡（镇）办事处，3606 个行政村，总人口 612.5 万人，其中农业人口 439.6 万人，非农业人口 166.0 万人。地理位置如图 2.1 所示：

空间分布,农用地,类型,新乡

2 材料与方法亿元，年均增速保持在 7%以上，均高于河南省平均水平。2011 年，地区生产总值达到 1501.04 亿元，财政一般预算收入突破 90 亿元，投资总量居全省第 4 位。2.1.2 农业生产新乡是一个农业大市，农村人口占全市人口的 70%以上，农业经济是农村经济的主要来源。农用地利用方式主要有水浇地、旱地、灌溉水田、菜地、果园、桑园等，其空间分布见图 2.2。土地利用程度较高。新乡是河南省重要粮棉集中产区之一，主要种植小麦、玉米、花生、大豆、水稻、棉花等作物，尤以小麦高产著称全国，优质专用小麦种植面积占小麦种植总面积的 80%以上。

土壤类型,平原,海拔

2 材料与方法山外围，一般海拔 200-300 米。南部为广阔的平原，面积为 7109.8 平方公里，占全市总面积的 85.14%，属我国最大的黄淮海平原的组成部分，海拔一般为60-90 米左右。在平原区，由于河流冲刷、沉淀，形成多种洼地以及自然堤、倾斜平地、扇形地、微高地、垄岗地、沙丘等多种小地貌单元。山区丘陵土壤及生物资源丰富，为发展多种经济提供了条件；广大平原灌溉方便，生产潜力很大，给农业发展奠定了良好基础。（3）土壤类型辖区内主要土壤类型有潮土、褐土、风沙土、砂姜黑土和水稻土（图 2.3）。

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