不同覆土厚度下粉煤灰充填复垦土壤肥力综合评价

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1、不同覆土厚度下粉煤灰充填复垦土壤肥力综合评价　　摘要：以安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场为例，选取土壤有机质、容重、土壤粘粒、含水量等指标作为评价因子，利用ArcGIS10.1软件和模糊数学方法对土壤肥力进行了综合评价，揭示不同覆土厚度下粉煤灰重构土壤肥力状况。结果表明：该区土壤肥力综合指数为0.50～0.65，肥力以中低产田为主，整体相对偏低。土壤肥力指标在不同覆土厚度整体表现出显著差异，覆土越厚，土壤肥力等级相对较高，且覆土厚度超过30cm后各土壤肥力指标变化缓慢，而覆土厚度达到40-50cm时，复垦土壤肥力综合指标基本不再变化，此时，复垦土壤肥力水平最高

2、。相关研究成果为复垦土地管理和改良提供依据。　　关键词：粉煤灰充填；覆土厚度；复垦土壤；肥力指标；评价　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.171　　1引言　　土壤肥力是土地生产力的基础。土壤肥力是土壤的本质属性，是土壤各种性质的综合表现。土壤肥力反映了土壤为植物提供适宜条件的能力[1-2]。对于以粉煤灰充填基质的复垦土壤的覆土厚度与土壤肥力的关系研究较少。　　因此，本文以安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场为例，以土壤有机质（soilorganicmatter，SOM）、土壤容重（soilbulkdensity，BD）、

3、土壤黏粒含量（Clay）、土壤含水量（soilmoisturecontent，SMC）等为评价因子，基于ArcGIS10.1软件和模糊数学方法对土壤肥力进行了综合评价，分析不同覆土厚度下粉煤灰重构土壤肥力状况。以期为粉煤灰作为充填基质的复垦模式及复垦土地的治理改良提供依据。　　2研究区概况与数据处理　　研究区为安徽省淮南市平圩电厂粉煤灰堆场，该堆场启用于1986年，面积为231.95公顷，分东西两坑。复垦方式包括直接复垦、覆土复垦两类。西坑于2005年复垦，复垦年限10年以上，西坑粉煤灰平均堆深为9m。覆土复垦区种植模式为小麦-玉米轮作，直接利用的复垦区种植

4、灌木。　　采样点布设采用网格采样与分层抽样相结合的方法，本次共确定0、10（土灰混合体）、10-20、20-30、30-40、40-50和50-60cm等不同覆土厚度复垦区采样点35个，1个粉煤灰堆场样，1个周边正常土样（图1），采样深度为0-20cm。利用SPSS16.0软件对研究区实际采样点属性数据进行常规统计分析，以地统计方法对各属性值进行空间插值，结合ArcGIS10.1的空间分析工具得到土壤肥力综合评价图。　　3土壤肥力评价方法　　3.1隶属度函数确定　　隶属度函数实际上是评价指标与作物生长效应曲线之间关系的数学表达式，根据各评价因子对作物产量的效

5、应将隶属度函数分为两种类型，即S型和抛物线型。　　S型隶属度函数：此类函数参评因子指标值越高，作物生长效果越好，但是达到一定临界值后效用趋于稳定，土壤有机质等养分因子就属于这类函数。　　抛物线型：属于这类函数的参评因子对作物的效应表现为在一定范围内作物生长效应最好，但是超出这个范围时作物生长效应变差，如土壤物理粘粒含量、含水量、容重等属于这种类型。　　根据研究区土壤实际特点并听取有关专家意见，本研究中有机质的转折x1=2x2=5、容重的转折点x3=0.1x4=3、含水量的转折点x1=10x2=20x3=30x4=40、土壤粘粒的转折点x1=1x2=10x3=

6、20x4=30。　　3.2权重确定　　本研究采用相关系数法确定指标权重，有效避免了人为主观性的影响。首先求得单项肥力指标间的相关系数，构建相关系数矩阵，然后根据相关系数矩阵求得某项肥力指标与其他指标间的相关系数平均值，将该平均值与所有指标相关系数平均值总和的比作为该项因子的权重[2]。BD、Clay、SMC和SOM的权重分别为0.27、0.17、0.25和0.31。　　3.3复垦土壤肥力综合评价　　按照公式（1）、（2）求得各指标隶属度后，根据以下公式计算复垦土壤肥力综合指数，式中ai、bi分别表示第i个样点指标的权重和隶属度值。根据全国农业地力等级划分标准

7、，结合该地区实际生产情况，将土壤肥力划分为高、中、低和极低4个等级，综合指数分别为>62、62-58、58-54、<54。　　4结果与分析　　基于ArcGIS10.1绘制土壤肥力综合指数分布图，土壤肥力综合指数空间分布格局差异比较明显，随着从北到南覆土厚度大体上是依次增加，土壤肥力综合指数也依次增加。A区土壤肥力综合指数最低，土壤肥力极低，这些区域主要为土灰混合覆盖的区域，通过现场调查，这些区域作物长势较差；B、C区有覆土40-50cm、30-40cm、20-30cm、10-20cm、10cm（土灰）不同地块，这个区域有些覆土厚度较厚，但肥力等级却较差，主要

8、可能是由于覆土方式造成，这个区域主要采用泥浆泵法覆土