北京郊區(qū)土壤有機質(zhì)含量的時空變異及其影響因素-中國農(nóng)業(yè)科學

中國農(nóng)業(yè)科學 2006,39(4):764-771ScientiaAgriculturaSinica北京郊區(qū)土壤有機質(zhì)含量的時空變異及其影響因素胡克林1112,余艷,張鳳榮,王茹(1中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京100094；2北京市房屋與土地管理局土地整理中心，北京100013)摘要：【目的】揭示土壤有機質(zhì)時空變化規(guī)律及其影響因素，為土壤肥力評價和管理提供指導?！痉椒ā客ㄟ^收集和實測北京南郊—大興區(qū)1980、1990和2000年3個不同時期耕層土壤有機質(zhì)含量的資料，應用地統(tǒng)計學方法對其進行分析。【結(jié)果】3個時期土壤有機質(zhì)的平均含量分別為9.64、12.76和12.89g·kg-1，它們的空間相關(guān)距離分別為80.5、59.2和49.0km，呈遞減趨勢。大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量空間分布呈北高南低之勢。從1980年到2000年，有機質(zhì)含量表現(xiàn)為由低向高逐級累積的規(guī)律，具體變化為有機質(zhì)含量一級和二級的土地面積從無增加到分別占土地總面積的8.0%和14.3%，含量三級的土地面積從23.0%增加到37.1%，四級土地面積減少很少，約為2.19%，五級土地面積減少幅度最大，為50.4%?！窘Y(jié)論】秸稈還田和施用有機肥是有機質(zhì)含量普遍上升的原因，隨著作物產(chǎn)量的不斷提高，部分地區(qū)的有機質(zhì)入不敷出，呈下降的趨勢，應注意土壤的培肥管理。關(guān)鍵詞:耕層；土壤有機質(zhì)；地統(tǒng)計學；時空變異；影響因素TheSpatial-TemporalVariabilityofSoilOrganicMatterandItsInfluencingFactorsinSuburbanAreaofBeijingHUKe-lin1,YUYan1,ZHANGFeng-rong1,WANGRu2(1CollegeofResourceandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094 ;BeijingHouseandLandManagementBureau,Beijing100013)Abstract:【Objective】Theobjectiveofthisstudywastoexplorethespatial-temporalvariabilityofsoilorganicmatter(SOM)anditsinfluencingfactors,andtoprovideafirmscientificfoundationforsoilfertilityassessmentandmanagement.【Method】SOMcontentinarablelayerin1980,1990and2000inDaxingCountyofBeijingwasobtainedbycollectingdataintheSecondNationalSoilSurvey(SNSS)andrecentmeasures.Thegeneralstatisticsandgeostatisticsmethodswereusedtoanalyzethedata.【Result】TheaverageSOMcontentatdifferenttimeswere9.64g-1-1-1,12.76g·kg·andkg12.69g·,kgrespectively.Thesemivarianceanalysisshowedthattheirspatialcorrelationdistancesatdifferenttimeswere80.5km,59.2kmand49.0km,respectively,showingadescendingtrend.KrigingmethodwasappliedtoestimatetheunobservedpointsandasaresultSOMcontentcontourmapswerederived,andthemapindicatedadecreasingtrendfromnorthtosouthacrossthecountyforSOMcontent.TheSOMcontenthadbeenclassifiedintosixcategories(bellow6,6to10,10to12,12to15,15to20andabove20g -1)accordingtothestandards·kgsetbySNSS.TheSOMchangedslowlyfromlowtohighcategorybasedontheaccumulationofSOMinthelowcategoryfrom1980to2000.Duringthelast20years,theareawiththehighestandthesecondhighestcategoryofSOMcontentchangedfrom0to8.0%and14.3%ofthetotalarea.TheareawiththethirdcategoryforSOMcontentincreasedfrom23.0%to37.1%ofthetotalarea,respectively.TheareawiththeforthcategoryforSOMcontentdecreasedlittle,about2.19%ofthetotalarea.TheareawiththefifthcategoryforSOMcontentdecreasedsharply,about50.4%ofthetotalarea.【Conclusion】SOMcontentincreasingtrendmightbeattributetothewidespreadpracticesofmulchingandorganicmanureapplication.Withtheyieldimprovement,someregionshaveexhibitedSOMdeficitandattentionshouldbepaidtothefertilizationofSOM.Keywords: Arablelayer;Soilorganicmatter;Geostatistics;Spatio-temporalvariability;Affectedfactor收稿日期：2005-09-14；接受日期：2006-01-12基金項目：國家科技攻關(guān)計劃（ 2004BA520A14C02），國家自然科學基金項目（ 49871005）和長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃（ IRT0412）資助作者簡介：胡克林(1971-)，男，湖北鐘祥人，副教授，博士，研究方向為土壤空間變異和溶質(zhì)運移。 TelFaxE-mail:hukel@4期胡克林等：北京郊區(qū)土壤有機質(zhì)含量的時空變異及其影響因素7650引言大興區(qū)位于北京市城南，永定河下游東岸，屬于2，位于東經(jīng)華北平原的一部分。土地總面積1039km【本研究的重要意義】土壤有機質(zhì)是土壤肥力的116°13′～116°34′，北緯39°26′～39°51′之間?？偟牡刂匾笜?，是大氣二氧化碳的潛在碳源和匯，是植物勢自西北向東南略傾斜，海拔高程在15～45m之間，必需營養(yǎng)元素的主要來源。因而，土壤有機質(zhì)已經(jīng)成坡度在0.8%～1.0%左右，全區(qū)成土母質(zhì)為永定河沖積為土壤學、環(huán)境化學和地球化學的研究熱點之一[1,2]。物，大致分為3個地貌單元：北部為永定河洪積沖積揭示土壤有機質(zhì)的時空變異規(guī)律和掌握其分布狀況是扇；南部為永定河沖積平原；西部為永定河河床自然實現(xiàn)土壤可持續(xù)利用和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的前提?！厩叭说獭Ｓ晌飨驏|偏北，土壤質(zhì)地由砂變粘（圖1）。該區(qū)研究進展】國內(nèi)外已有一些研究者用地統(tǒng)計方法對農(nóng)屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年平均降雨量568.9mm，田尺度下土壤有機質(zhì)的空間變異特征進行了研究[3~6]。雨熱同季，但季節(jié)分配不均，76.2%雨水集中在夏季，研究結(jié)果表明，土壤有機質(zhì)的變異系數(shù)屬中等變異強既適合于冬小麥等喜涼作物生長，又適合于水稻、花度，存在明顯的空間自相關(guān)結(jié)構(gòu)，其空間相關(guān)距離明生等喜溫作物生長，是北京市重要的糧、菜、瓜、果顯要大于其它土壤養(yǎng)分，揭示了人為耕作管理措施的生產(chǎn)基地。差異是其空間變異的主要因素。對于區(qū)域尺度下土壤有機質(zhì)空間變異的研究主要集中在黃淮海沖積平原區(qū)[7]、黃土高原流域[8]、干旱荒漠區(qū)[9]、河北省遵化平原[10]、太湖流域典型地區(qū)[11]、四川盆地小流域[12]、亞熱帶低丘紅壤區(qū)[13,14]等地區(qū)，大多為縣級尺度，面積從幾十到幾千平方公里，主要揭示了區(qū)域因素如氣候、土壤類型、地形、地貌、土地利用類型、土壤侵蝕等對其空間變異的影響。其中一些研究者還對土壤有機質(zhì)的時間變異特征進行了研究，少數(shù)研究者將土地利用變化對土壤有機質(zhì)含量的影響也進行了簡要分析[10~12]，而對城市郊區(qū)土壤有機質(zhì)的研究還不多見。另外，由于資料難以搜集，研究兩個時間段，特別是研究20世紀80年代和20世紀末的土壤有機質(zhì)時空變異較多，而對于3個以上時間段城市郊區(qū)土壤有機質(zhì)空間變異性及其影響因素的研究在國內(nèi)外還鮮見報道。【本研究切入點】城市郊區(qū)是城鄉(xiāng)間的過渡帶，近年來隨著城市化進程的加快，導致其農(nóng)業(yè)集約化程度和土地利用強度不斷提高，尤其是土地利用類型、人為耕作管理措施都發(fā)生了較大的變化，這些變化都會對土壤有機質(zhì)的變化產(chǎn)生重要影響[15]。位于北京南郊的大興區(qū)，從一個以糧食生產(chǎn)為主的農(nóng)業(yè)縣演變成北京市重要的蔬菜水果生產(chǎn)基地，具有很強的代表性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以該區(qū)作為研究區(qū)，通過野外調(diào)查、采樣分析和資料搜集，運用地統(tǒng)計方法對其近20年來3個時期的土壤有機質(zhì)時空變化規(guī)律及其影響因素進行研究，旨在為城市郊區(qū)土壤肥力評價和土壤培肥管理提供參考。材料與方法1.1 研究區(qū)概況

細砂Finesand砂壤Sandloam輕壤Lightloam中壤Middleloam圖1 大興區(qū)土壤質(zhì)地Fig.1 DistributionmapofsoiltextureinDaxingCounty1.2 樣品的采集和分析通過收集第二次土壤普查資料和其它課題資料得到1980年和1990年土壤有機質(zhì)資料。對于2000年取樣方案如下：以第二次土壤普查為背景，盡量靠近原樣點采集土樣，樣點布局考慮了土地利用方式和土壤類型。采用GPS定位，每一樣點在直徑10m范圍內(nèi)選擇3～5個0～20cm耕層土樣混合，按四分法取分析樣品1.5kg，全區(qū)共布設(shè)了322個樣點（圖2）。土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外熱源法測定。1.3 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用地統(tǒng)計學軟件 GS+（5.3）處理，有機質(zhì)含量的空間分布圖采用 Sufer7.0軟件進行繪制。不同時段有機質(zhì)差值的計算方法是：通過限定相同的 x和y坐標原點，以及相同的間距，用GS+（5.3）軟件插值后，得到有1983個塊值的krg文件（大興界內(nèi)），用excel處理該文件，得到不同時段有機質(zhì)含量的差766 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 39卷年及含量差的表層土壤有機質(zhì)含量均近似服從正態(tài)分2布（χ檢驗）。3個時期土壤有機質(zhì)的變異系數(shù)相差不大，范圍為 0.26～0.30，屬中等變異強度，這與已有[7,10]的一些研究結(jié)論相同 。從1980到2000年，前10年土壤有機質(zhì)含量差的變異系數(shù)為 0.42，屬中等變異強度，后10年含量差的變異系數(shù)為 8.72，屬高變異強采樣點Samplingsite1980年、1990年和2000年土壤有機質(zhì)的平均含區(qū)政府Countyseat-1量分別為9.64、12.76和12.89g·kg。隨著時間的遞Km增，表現(xiàn)為遞增的趨勢，但增加的幅度不一樣，從1980年到1990年，平均增加了-13.09g·kg，而從1990年-1到2000年，僅增加了0.18g·kg。圖22000年取樣點分布圖3個不同時期土壤有機質(zhì)含量的范圍也不同，F(xiàn)ig.2Samplingsitesin20001980年的最大值為18.65g-1-1·kg，最小值為2.96g·kg，兩者相差約-16倍，極差為15.7g·kg；1990年的最大值，再用Sufer7.0軟件繪制差值的空間分布圖。-1-1值為23.2g·kg，最小值為4.0g·kg，相差約6倍，-1年的最大值達到了26.012結(jié)果與分析極差為19.2g·kg；2000-1，最小值僅為-1倍，極差為3.44g·kg，相差約8g·kg2.1大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量的統(tǒng)計特征值-122.6g·kg，隨著時間的遞增，最大值和最小值之差呈從表1中偏度和峰度系數(shù)知，1980、1990、2000上升趨勢。表1大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量的描述性統(tǒng)計Table1Thedescriptivestatisticsofsoilorganicmatter(SOM)inDaxingCounty(g-1)·kg項目1）樣點數(shù)分布類型偏度峰度最小值最大值均值±標準差變異系數(shù)ItemsSamplepointsTypeofdistributionSkewnessKurtosisMinMaxMean±SDCVOM1980294正態(tài)Normal0.420.512.9618.659.64±2.670.28OM1990179正態(tài)Normal0.36-0.234.0023.2012.76±3.780.30OM2000322正態(tài)Normal0.851.483.4426.0112.89±3.300.26OM1990-19801983正態(tài)Normal0.390.01-0.196.683.09±1.310.42OM2000-19901983正態(tài)Normal0.310.26-4.325.260.18±1.578.72OM2000-19801983正態(tài)Normal1.64-0.33-0.9511.253.28±2.130.651）OM1980、OM1990及OM1990-1980分別表示1980、1990年的土壤有機質(zhì)含量及其含量差，其余類似OM1980,OM1990andOM1990-1980standsfortheSOMcontentin1980,1990andthedifferencevaluesbetweenin1990and1980,respectively2.2大興區(qū)不同時期土壤有機質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)分析定范圍內(nèi)均存在空間相關(guān)性。1980年、1990年和2000在選取土壤有機質(zhì)的半方差模型時，首先計算出年土壤有機質(zhì)的空間相關(guān)距離分別為80.5、59.2和r(h)-h的散點圖，然后用不同類型的模型進行擬合，49.0km，明顯大于一些丘陵地區(qū)土壤有機質(zhì)的變程得到模型的參數(shù)，選取決定系數(shù)最好的模型類型，最值[13,14]。隨著時間的遞增，變程逐漸遞減，然而不同后用Cross-Validation方法來檢驗模型的擬合參數(shù)[16]。時段減小的幅度不一樣，從1980年到2000年，前10本研究選用了高斯型和球狀模型來描述土壤有機質(zhì)的年減小的幅度較大，約20km，后10年減小約10km?？臻g結(jié)構(gòu)，結(jié)果見表2。變程減小表示有機質(zhì)的空間相關(guān)范圍減小，這表明人表2中的C0為塊金值，表示由隨機部分引起的空為活動對其影響越來越大，事實也是如此，自從20間異質(zhì)性；Sill為基臺值；R2為決定系數(shù)，變程也叫世紀80年代實施家庭聯(lián)產(chǎn)承包制以來，各家各戶對土空間最大相關(guān)距離。所有半方差函數(shù)模型的決定系數(shù)地的使用和管理情況不同，土地利用方式發(fā)生了較大均在0.90以上，說明模型的選取符合要求。的改變。大興區(qū)80年代種植水稻較多，逐漸調(diào)整到以由表2可見，不同時期表層土壤有機質(zhì)含量在一種植小麥、玉米、瓜果和蔬菜等為主，而且秸稈還田4期胡克林等：北京郊區(qū)土壤有機質(zhì)含量的時空變異及其影響因素767數(shù)量、施肥狀況的差異很大，導致了其空間相關(guān)范圍性占總的空間異質(zhì)性的程度[3]，1980年、1990年和迅速下降，故變程減幅較大。到1990年以后，由于各2000年的該比值分別為17%、29%和26%，均小于家各戶種植制度、施肥管理措施相對穩(wěn)定，所以有機50%，說明土壤有機質(zhì)的空間異質(zhì)性由系統(tǒng)變異引起質(zhì)的變程減幅較小。的占主導地位，存在著明顯的空間自相關(guān)格局。1980表2中C0/（Sill）表示由隨機因素所引起的異質(zhì)年的該比值<25%，表明土壤有機質(zhì)有很強的空間相關(guān)表2大興區(qū)土壤有機質(zhì)的半方差函數(shù)模型性，1990年和2000年的該比值在25%和75%之間，表明具有中等程度的空間相關(guān)性，其相關(guān)性減弱，這Table2ThesemivariogrammodelsofSOMinDaxing和變程反映的結(jié)論是一致的。County有機質(zhì)模型類型C0Sill變程R22.3大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量的時空分布特征C0/Sill根據(jù)前面所得到的土壤有機質(zhì)半方差函數(shù)模型，SOMModelRangeOM1980高斯型4.2824.90.1780.50.96利用Kriging最優(yōu)內(nèi)插法，繪制了該區(qū)3個不同時期GaussianOM1990球型7.2524.80.2959.20.98及不同時段土壤有機質(zhì)含量差的等值線圖。OM2000Spherial4.2518.50.2649.00.99由圖3可見，3個不同時期土壤有機質(zhì)含量的空球型間分布規(guī)律基本一致，總體趨勢是北高南低，南部位Spheriala.1980 b.1990 c.2000d.1990-1980 e.2000-1990 f.2000-19801990-1980，2000-1990，2000-1980分別表示相應年份有機質(zhì)含量的差值1990-1980,indicatetheSOMdifferencecontentbetweenin1990and1980,theothersarethesame圖3大興區(qū)表層土壤有機質(zhì)含量（-1-1g·kg）及不同時段變化量（g·kg）的空間分布Fig.3 ContourmapsofSOMcontentandtheirchangesduringthelast20yearsinDaxingCounty于定福莊、大辛莊和榆垡鎮(zhèn)之間的一局部地區(qū)，其有 質(zhì)含量的最高區(qū)域主要分布在西北角，而含量最低的機質(zhì)含量明顯高于周圍的其它地區(qū)。 1980年土壤有機 區(qū)域主要集中在該區(qū)中心部位和最南邊的南各莊區(qū)768中國農(nóng)業(yè)科學39卷域。1990年和2000年土壤有機質(zhì)含量最高的區(qū)域轉(zhuǎn)壤有機質(zhì)含量動態(tài)變化規(guī)律為：1980年土壤有機質(zhì)含移到靠近城區(qū)東北角的地方，而含量最低的區(qū)域主要量的最高等級為三級。到1990年，新增二級地230.5集中在最南邊的一個區(qū)域。從1980年到1990年，全km2，占總面積的22.2%。到2000年，二級地面積減區(qū)土壤有機質(zhì)含量均有不同程度的提高，其中提高最少，部分變成了一級地（圖3-b和3-c），一級和二級快的區(qū)域主要分布在靠近城區(qū)東北角的地方，高達6土地分別占土地總面積的8.0%和14.3%，兩者總面積-1為2，基本上等于1990年二級土地的面積。g·kg，該區(qū)中心和東邊部分區(qū)域有機質(zhì)含量基本保持232.1km不變（圖3-d）。從1990年到2000年（圖3-e），土壤三級土地從1980年的238.9km2增加到1990年的有機質(zhì)含量有增有減，其中東半部分有機質(zhì)含量呈增385.1km2，到2000年其面積略有下降，減少到335.4加的趨勢，而西半部分有機質(zhì)含量呈下降的趨勢。東km2；四級土地面積呈增加趨勢，到2000年增加到半部分提高最快的區(qū)域主要分布在靠近城區(qū)東北角的38.3%；五級土地面積變化幅度最大，1980年有596.8-1km2，占全區(qū)面積的57.5%，1990年減少到2地方，高達5g·kg，西半部分降低最快的區(qū)域主要分48.2km，-1年總2，20年來總布在該區(qū)西北角，達4g·kg。從1980年至2000僅占4.6%，到2000年又增加到73.4km的來看（圖3-f），全區(qū)土壤有機質(zhì)含量總體呈上升趨的降低幅度為50.40%。從不同等級分布來看，1980勢，增加最快的區(qū)域主要分布在靠近城區(qū)東北角的地年五級地占絕大部分，四級和三級地占42.5%，1990方，增加最慢的區(qū)域主要分布在該區(qū)西北角。年和2000年四級和三級地占絕大部分，約占70%，由表3可知，在1980年到2000年這20年間，土一級和二級地約占22%。表3 不同時期土壤有機質(zhì)含量的空間分布統(tǒng)計結(jié)果Table3 ThestatisticalresultsofSOMcontentfordifferentcategoriesatdifferenttimesinDaxingCounty時間面積和比例不同等級的有機質(zhì)含量范圍SOM-1content（g·kg）fordifferentcategoriesTimeAreaandpercentageⅠⅡⅢⅣⅤⅥ>2015~2012~1510~126~10<61980面積Area(km2)--238.9202.3597.9-占總面積的比例Percentage(%)--23.019.5057.5-1990面積Area(km2)-230.5385.1375.248.2-占總面積的比例Percentage(%)-4.6-2000面積Area(km2)83.3148.8335.4398.273.4-占總面積的比例Percentage(%)8.014.332.338.37.1-由以上分析可知，從1980年到2000年，隨著時鎮(zhèn)的土壤有機質(zhì)含量明顯高于其它地區(qū)。這些地區(qū)還間的推移，土壤有機質(zhì)含量等級的變化表現(xiàn)為，由低與城區(qū)相鄰，基本上已經(jīng)城市化，消納了大量的城市向高逐級累積遞推的趨勢。首先由1980年的五級地轉(zhuǎn)糞便、垃圾和生活污水，也使此區(qū)的有機質(zhì)含量較高。變成四級地，四級地再轉(zhuǎn)變成三級地，到1990年，部有機質(zhì)含量次高區(qū)位于北部新鳳河和鳳河兩岸，該區(qū)分三級再轉(zhuǎn)變成了二級地，到2000年，部分二級地又質(zhì)地主要是輕壤，新鳳河是大興城區(qū)的主要排污河道，轉(zhuǎn)變成一級地，這也說明了土壤有機質(zhì)含量的提高是接納了附近造紙廠和肥料廠的大量污水，所以其兩岸一個漸進的過程，對于土壤有機質(zhì)的培肥過程也應遵灌區(qū)有機質(zhì)含量也較高。在南部的一局部地區(qū)，土壤循這一規(guī)律。質(zhì)地也主要為輕壤，也容易積累有機質(zhì)，這可能是該2.4大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量的影響因素區(qū)有機質(zhì)高于其它南部地區(qū)的原因之一；而其它區(qū)域在同一氣候條件下，有機質(zhì)含量主要受土壤質(zhì)地、土壤質(zhì)地主要是砂土，不利于有機質(zhì)的累積，導致有土地利用方式、人為耕作管理措施等因素的影響[17,18]。機質(zhì)含量較低。首先，土壤質(zhì)地與土壤有機質(zhì)含量密切相關(guān)。從前面其次，土地利用方式也是有機質(zhì)含量高低的主要的分析可知，大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量的空間分布趨勢影響因素之一，全區(qū)共有水田、水澆地、菜地、旱地、與土壤質(zhì)地的分布規(guī)律基本一致。大興區(qū)東部和北部果園、林地等9種土地利用類型[19]。由表4可見，大地區(qū)土壤質(zhì)地較重，多為中壤或輕壤（圖1），利于有興區(qū)土地利用類型在近15年中發(fā)生了很大的變化，水機質(zhì)的積累，位于此區(qū)的亦莊、紅星和鹿圈這3個鄉(xiāng)田面積大量下降，由1980年的273.2km2下降到19964期胡克林等：北京郊區(qū)土壤有機質(zhì)含量的時空變異及其影響因素769年的22.9km2，下降了10多倍，這與近年來永定河上有機質(zhì)含量偏低。大興區(qū)西半部分的砂土區(qū)，近年來游來水量減少（經(jīng)常斷流），該區(qū)大量開采地下水，導由于西瓜的種植面積不斷擴大，而有機肥施用很少，致地下水位下降迅速有關(guān)。水澆地面積大幅增加，從導致了其有機質(zhì)含量呈下降的趨勢。199.5km2增加到420.16km2，占到土地總面積的另外，人為耕作管理措施是影響土壤有機質(zhì)含量40.4%，成為該區(qū)主要土地利用類型，廣泛分布于各的另一個主要因素。從3個不同時期土壤有機質(zhì)的變鄉(xiāng)鎮(zhèn)。而旱地面積有所下降，菜地和林地都略有增加。程遞減來看，人為因素的影響越來越大。全國第二次菜地從2.9%增加到5.4%。果園面積增加幅度較大，土壤普查時有機質(zhì)的肥力水平是自然與人工復合作用從8.98km2增加到109.66km2。未利用耕地大大減少，的結(jié)果。自20世紀80年代以來，中國推行家庭聯(lián)產(chǎn)從172.56km2減少到25.24km2。承包責任制后，農(nóng)民的積極性得到了極大的提高，有1980年位于該區(qū)天堂河農(nóng)場和半壁店附近以及最機肥的施用量逐年增長較快，而且秸稈還田自1986南邊的南各莊兩個土地未利用區(qū)，經(jīng)過開墾后，其土年的2.5萬多公頃增加到1990的14.7萬公頃。此時段，壤有機質(zhì)含量都有所提高。1980年大興區(qū)北部多分布有機肥的施入量超過作物帶走的量，所以有機質(zhì)含量水田和菜地，由于水田多處于還原狀態(tài)，有機質(zhì)分解普遍呈上升趨勢，有機質(zhì)含量上升的幅度也最大。隨速度較慢，得到累積，含量普遍較高，1996年該區(qū)土著作物產(chǎn)量的不斷增加，到目前，大興的冬小麥產(chǎn)量地利用類型主要是菜地、水澆地、果園，由于大興區(qū)-1多在4500～6000kg·ha，夏玉米產(chǎn)量在6000～7000是北京市蔬菜主要供應地，農(nóng)民注重對菜地的投入和-1[18]kg·ha，消耗了大量的土壤有機質(zhì)，部分地區(qū)的有管理，因而菜地的有機質(zhì)含量普遍較高。旱地主要分機質(zhì)入不敷出，所以出現(xiàn)了自1990年到2000年西部布在大興區(qū)南部榆垡、南各莊、安定、半壁店的砂土大部分地區(qū)有機質(zhì)含量普遍降低的現(xiàn)象，此時段有機區(qū)，無論是土壤質(zhì)地還是土地利用類型，都決定了其質(zhì)的含量有盈有虧，總體含量基本不變。表41980年和1996年大興區(qū)土地利用類型Table4Thedifferentlandusepatternsin1980and1996inDaxingcounty(km2)年份水田水澆地旱地菜地果園林地建設(shè)用地水域未利用地YearPaddyfieldIrrigatedlandRainedlandVegetablesOrchardForestlandBuildinglandWaterbodyIdleland1980273.24199.5128.1830.1813.298.98132.9383.79172.56(26.2%)(19.1%)(12.3%)(2.9%)(1.3%)(0.9%)(12.7%)(8.0%)(16.6%)199622.94420.1635.3956.09109.6642.87246.5580.5825.24(2.2%)(40.4%)(3.4%)(5.4%)(10.6%)(4.1%)(23.7%)(7.8%)(2.4%)資料來源于北京農(nóng)業(yè)區(qū)劃辦公室DatacomefromtheregionalmanagementofficeofBeijing3討論的事實，本文的研究很好地反映了這一點。由于土壤有機質(zhì)的變化是一個長期漸變的過程，研究發(fā)現(xiàn)大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量主要受土壤質(zhì)對其時空變異規(guī)律的研究也應是長期的。另外，土地地、土地利用方式、人為耕作管理措施等因素影響。利用方式及其變化對土壤有機質(zhì)含量的影響是一個十土壤質(zhì)地越重，越利于有機質(zhì)的累積，其含量就越高，分復雜的過程，這些都需要進一步深入研究。這與黃紹文等[20]的研究結(jié)果一致。大興區(qū)各種土地利4結(jié)論用類型中水田、菜地和果園土壤的有機質(zhì)含量較高，這與已有的研究結(jié)果也一致[17]?；牡亟?jīng)過開墾后，其1980年、1990年和2000年大興區(qū)表層土壤有機有機質(zhì)含量在一定程度上得到了提高，這與以往的研-1質(zhì)的平均含量分別為9.64、12.76和12.89g·kg，其究結(jié)果不一樣[13]，主要是本研究區(qū)的荒地主要是沙中前10年其含量平均增加了-13.09g·kg，后10年僅地，與開墾后施用有機肥有關(guān)。-1增加了0.18g·kg；它們的空間相關(guān)距離分別為80.5、以往對于兩個時期土壤有機質(zhì)時空變異特征的研59.2和49.0km，呈遞減趨勢，說明人為因素的影響在究，雖然反映出近20年土壤有機質(zhì)含量呈上升的總趨增強。勢[7,19]，但有可能掩蓋了近年來局部地區(qū)由于土地集3個時期大興區(qū)土壤有機質(zhì)含量的空間分布特征約化程度和利用強度高所導致的土壤有機質(zhì)含量下降均呈北高南低之勢。從1980年到2000年，有機質(zhì)含770 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學 39卷量表現(xiàn)為由低向高逐級累積遞推的規(guī)律，具體變化為有機質(zhì)含量為一級和二級的土地從無到有，增加面積分別占土地總面積的8.0%和14.3%；含量為三級的土地面積從23.0%增加到37.1%，四級土地面積變化很小，減少的面積約占土地總面積的2.2%，五級土地面積減少幅度最大，減少的面積占土地總面積的50.4%。自從推行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制后，秸稈還田和施用有機肥是有機質(zhì)含量普遍上升的原因，隨著作物產(chǎn)量的不斷提高，部分地區(qū)的有機質(zhì)入不敷出，呈下降的趨勢，應注意土壤的培肥管理。

變異及其影響因子 .自然科學進展，2004，14：294-299.QiuY,FuBJ,WangJ,ChenLD.Spatio-temporalvariabilityofsoilnutrientandinfluencingfactorintheLoessPlateauofChina.DevelopingofNaturalScience,2004,14:294-299.(inChinese)黃元仿，周志宇，苑小勇，張紅艷.干旱荒漠區(qū)土壤有機質(zhì)空間變異特征.生態(tài)學報，2004，24：2776-2781.HuangYF,ZhouZY,YuanXY,ZhangHY.Spatialvariabilityofsoilorganicmatterinaridhungriness.ActaEcologicaSinica,2004,2776-2781.(inChinese)郭旭東，傅伯杰，陳利項，馬克明,李俊然.河北省遵化平原土壤養(yǎng)分的時空變異特征—變異函數(shù)與Kriging插值分析.地理學ReferencesFangJY,ChenAP,PengCH,ZhaoSQ,CiLJ.ChangesinforestbiomasscarbonstorageinChinabetween1949and1998.Science,2001,292:2320-2322.李文芳，楊世俊，文池夫.土壤有機質(zhì)的環(huán)境效應.環(huán)境科學動態(tài)，2004，（4）：31-33.LiWF,YangSJ,WenCF.Environmentalactionofsoilorganicmatter.DynamicofEnvironmentalScience,2004,(4):31-33.(inChinese)CambardellaCA,MoormanTB,NovakJM,ParkinTB,KarlenDL,TurcoRF,KonopkaAE.Field-scalevariabilityofsoilpropertiesincentrallowasoils.SoilScienceSocietyofAmericaJournal,1994,58:1501-1511.YanaiJ,MishimaA,FurakawaS,AkshalovK,KosakiT.Spatialvariabilityoforganicmatterdynamicsinthesemi-aridcroplandsofnorthernKazakhstan.SoilSciencePlantNutrient,2005,51(2):261-269.胡克林，李保國，林啟美，李貴桐，陳德立.農(nóng)田土壤養(yǎng)分的空間變異性特征.農(nóng)業(yè)工程學報，1999,15(3):33-38.HuKL,LiBG,LinQM,LiGT,ChenDL.Spatialvariabilityofsoilnutrientinwheatfield.TransactionsoftheCSAE,1999,15(3):33-38.(inChinese)黃紹文,金繼運.土壤特性空間變異研究進展.土壤肥料，2002,(1)：8-14.HuangSW,JinJY.Advanceinstudyonspatialvariabilityofsoilproperties.SoilsandFertilizer,2002,(1):8-14.(inChinese)張世熔，黃元仿，李保國，高峻.黃淮海沖積平原區(qū)土壤有機質(zhì)時空變異特征.生態(tài)學報，2002，22：2041-2047.ZhangSR,HuangYF,LiBG,GaoJ.Thespatio-temporalvariabilityofsoilorganicmatterinHuanghuaihaialluvialarea.ActaEcologicaSinica,2002,22:2041-2047.(inChinese)[8] 邱揚，傅伯杰，王 軍，陳利項.黃土高原流域土壤養(yǎng)分的時空

報，2000，55：555-566.GuoXD,FuBJ,ChenLX,MaKM,LiJR.Thespatio-temporalvariabilityofsoilnutrientsinZunhuaPlainofHebeiProvince:SemivariogramandKriginganalysis.ActaGeographicaSinica,2000,555-566.(inChinese)陳浮，濮勵杰，曹慧，彭補拙，楊桂山，周生路.近20年太湖流域典型區(qū)土壤養(yǎng)分時空變化及驅(qū)動機理 .土壤學報,2002,39:237-245.ChenF,PuLJ,CaoH,PengBZ,YangGS,ZhouSL.SpatialandtemporalchangesofsoilnutrientsandtheirmechanisminintypicalareaofTaihulackvalleyduringthepasttwodecades. ActaPedologicaSinica,2002,39:237-245.(inChinese)王洪杰，史學正，李憲文,于東升,孫維俠,曹志洪.小流域尺度土壤養(yǎng)分的空間分布特征及其與土地利用的關(guān)系 .水土保持學報，2004，18（1）：15-18.WangHJ,ShiXZ,LiXW,YuDS,SunWX,CaoZH.Thespatialdistributingofsoilnutrientandtheconnectionwithsoilutilizeinsmallscale.JournalofSoilandWaterConservation,2004,18(1):15-18.(inChinese)SunB,ZhouSL,ZhaoQG.EvaluationofspatialandtemporalchangesofsoilqualitybasedongeostatisticalanalysisinthehillregionofsubtropicalChina.Geoderma,2003,115:85-99.程先富，史學正，于東升，潘賢章.江西省興國縣土壤全氮和有機質(zhì)的空間變異及其分布格局.應用與環(huán)境生物學報，2004,10(1):64-67.ChengXF,ShiXZ,YuDS,PanXZ.SpatialvariabilityanddistributingstructureofsoilorganicmatterandtotalnitrogeninXingguocity,JiangxiProvince.ChineseJournalofApplicationandEnvironmentalBiology,2004,10(1):64-67.(inChinese)FuBJ,MaKM,ZhouHF,ChenLD.TheeffectoflandusestructureonthedistributionofsoilnutrientsinthehillyareaoftheLoessPlateau,China.