敦煌市不同土地利用類型土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

高張+張福平+馬倩倩+燕玉超+雷聲劍+劉筱+李肖娟

摘要：以果園地、農(nóng)田地、天然林地、灌木林地和荒地5種土地利用類型為研究對(duì)象，在對(duì)其土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的基礎(chǔ)上，應(yīng)用最小數(shù)據(jù)集、土壤質(zhì)量綜合指數(shù)和土壤質(zhì)量相對(duì)指數(shù)等方法對(duì)其土壤質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，為敦煌市土壤保水保肥、鹽堿化荒地改良與植被修復(fù)提供一定的參考。結(jié)果表明：（1）研究區(qū)各土地利用類型下土壤含水量極低，低于0.15%；荒地鹽分含量達(dá)到56.88 g/kg，鹽堿化嚴(yán)重。（2）適用于土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)最小數(shù)據(jù)集（DMS）的包括：速效鉀、含水量和物理性粘粒等9項(xiàng)指標(biāo)。（3）對(duì)土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分析，得出土壤質(zhì)量排序?yàn)楣嗄玖值?天然林地>果園地>農(nóng)田地>荒地。（4）依據(jù)全國(guó)地力等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，荒地為4級(jí)地力，果園地和農(nóng)田地為3級(jí)地力，天然林地和灌木林地為2級(jí)地力。（5）對(duì)土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)分析，灌木林地的土壤質(zhì)量高于天然林地，果園地、農(nóng)田地和荒地的土壤質(zhì)量低于天然林地。

關(guān)鍵詞：敦煌市；土壤理化性質(zhì)；最小數(shù)據(jù)集；土壤質(zhì)量綜合指數(shù)；土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S159文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2017）03-0100-06

AbstractChoosing five kinds of land use types， orchard land， farmland， natural forest land， shrub land and wasteland， as the materials， the soil physical and chemical properties were detected. The soil quality was evaluated and analyzed by applying the minimum data set （MDS）， soil quality synthesized index and soil quality relative index. It could provide some theoretic basis for soil water and fertilizer retention， wasteland salinization improvement and vegetation restoration in Dunhuang City. The results showed that the soil moisture content in every land use type was very low， below 0.15%. The salt content of wasteland had reached up to 56.88 g/kg， which showed that the soil salinization was very serious. The MDS fit for soil quality assessment included nine indexes， such as available potassium， moisture content， physical clay and so on. The synthesized assessment on soil quality showed that the rank of soil quality was shrub land > natural forest land > orchard land > farmland > wasteland. According to the national fertility grading standard， the wasteland fertility belonged to grade 4， the orchard land and farmland fertility belonged to grade 3， the natural forest land and shrub land fertility belonged to grade 2. The soil quality relative index analysis showed that the soil quality of shrub land was higher than that of natural forest land， while the soil quality of orchard land， farmland and wasteland were lower than that of natural forest land.

KeywordsDunhuang City； Soil physical and chemical properties； The minimum data set； Soil quality synthesized index； Soil quality assessment

我國(guó)內(nèi)陸西北干旱地區(qū)由于其特殊的地形地貌以及極端惡劣的氣候條件，一直以來是我國(guó)備受關(guān)注的生態(tài)脆弱區(qū)[1]。近年來，隨著西部大開發(fā)計(jì)劃的實(shí)施與推廣，西北地區(qū)資源得到重點(diǎn)開發(fā)和利用。隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，人類對(duì)土壤資源不合理的開發(fā)和利用也給西部地區(qū)原本脆弱的土壤造成了嚴(yán)重的破壞。內(nèi)陸河床干涸，水土流失加重，荒地沙化、鹽堿化嚴(yán)重，土壤退化等成為西部地區(qū)亟待解決的問題[2]。敦煌市地域遼闊，土地資源豐富，但沙漠戈壁占總面積的95.5%，綠洲地被沙漠戈壁所包圍，屬于極端干旱區(qū)。其中，耕地面積僅有2.13×104 hm2，草原面積3.73×104 hm2，天然林地6.26×104 hm2，還有27.1×104 hm2可開墾荒地。然而，敦煌市光照充足，是甘肅省以及河西走廊最大的棉花生產(chǎn)基地和瓜果之鄉(xiāng)[3]，其土壤質(zhì)量的好壞制約著整個(gè)大西北農(nóng)業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)狀況[4]。土壤質(zhì)量退化的控制和修復(fù)對(duì)敦煌市農(nóng)業(yè)用地發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、荒地土壤重建、植被修復(fù)有著舉足輕重的作用。因此，了解敦煌市土壤理化性質(zhì)，評(píng)價(jià)其土壤質(zhì)量，對(duì)合理用水、防止水分流失以及鹽堿化荒地土壤改良有著重要意義。

土壤質(zhì)量主要受成土因素和人類活動(dòng)的影響[5]，是近年來土壤學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究。土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法多種多樣，主要有土壤質(zhì)量指數(shù)法、土壤質(zhì)量模型、土壤相對(duì)質(zhì)量法以及多元線性回歸等[6]，近年來，最小數(shù)據(jù)集也被逐漸引入土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建之中[7]。趙振亞等[8]基于層次分析和模糊數(shù)學(xué)法對(duì)公烏素鎮(zhèn)進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)價(jià)；盧鐵光等[9]利用土壤相對(duì)質(zhì)量法對(duì)黑龍江省富錦市進(jìn)行了土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)；王飛等[10]利用最小數(shù)據(jù)集的思路，完成了福建冷浸田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)因子最小數(shù)據(jù)集的構(gòu)建。然而，敦煌市地理位置重要，其土壤質(zhì)量在極端惡劣的氣候條件下面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，其評(píng)價(jià)工作前人卻未有涉及。本研究以極端干旱區(qū)敦煌市作為研究對(duì)象，通過對(duì)敦煌市5種不同土地利用類型進(jìn)行調(diào)查和實(shí)地采樣，在對(duì)其土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用最小數(shù)據(jù)集、土壤質(zhì)量指數(shù)法以及土壤相對(duì)質(zhì)量法，進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)，為敦煌市土壤保水保肥、鹽堿化荒地土壤改良與植被修復(fù)提供一定的參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

敦煌市位于河西走廊最西端，地處甘肅、青海、新疆三省交匯處，東經(jīng)92°13′～95°30′，北緯39°53′～41°35′。地勢(shì)南北高、中間低，自西南向東北傾斜，平均海拔不足1 200 m。全市總面積3.12×104 km2，其中綠洲面積1 400 km2，僅占總面積的4.5%。敦煌市氣候干燥，年平均降水量39.9 mm，蒸發(fā)量2 486 mm；年平均氣溫為9.4℃，月平均最高氣溫為24.9℃，月平均最低氣溫為-9.3℃；全年日照時(shí)數(shù)為3 246.7 h，屬典型溫帶干旱性氣候。

1.2數(shù)據(jù)的采集與處理

本研究數(shù)據(jù)來源為野外實(shí)地采樣，在敦煌市南泉、陽光、玉門和黨河上游綠洲4個(gè)研究區(qū)域?qū)Σ煌恋乩妙愋屯寥肋M(jìn)行布點(diǎn)采樣。確定采樣點(diǎn)深度為1 m，每10 cm為一個(gè)土層，每個(gè)土層取土樣約50 g，封裝包好，移入實(shí)驗(yàn)室待處理。用GPS記錄采樣點(diǎn)周圍地貌特征，特殊點(diǎn)經(jīng)過拍照處理以便后期核對(duì)。果園地采樣點(diǎn)為8個(gè)，農(nóng)田地采樣點(diǎn)為5個(gè)，天然林地采樣點(diǎn)為4個(gè)，灌木林地采樣點(diǎn)為8個(gè)，荒地采樣點(diǎn)為4個(gè)，共29個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)10個(gè)土樣，共290個(gè)土樣。

依據(jù)易度量、重現(xiàn)性好的原則，借鑒前人建立的指標(biāo)體系[11]，結(jié)合敦煌市的實(shí)際情況，在進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，選擇物理性粘粒、土壤含水量、鹽分、pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效磷、速效鉀、堿解氮和C/N等12項(xiàng)指標(biāo)。其中，土壤物理性粘粒和土壤含水量分別用Mastersizer 2000（激光粒度分析儀）和烘干稱重法進(jìn)行測(cè)定；土壤鹽分、土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分，分別用離子色譜法、PHSJ-4A型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)、重鉻酸鉀氧化-外加熱法和HTYF200型微電腦多功能養(yǎng)分速測(cè)儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3研究方法

1.3.1土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集的構(gòu)建計(jì)算選用的12個(gè)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的主成分載荷矩陣，選取特征值大于1的主成分中因子載荷大于0.5的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)分為一組。某種土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的因子載荷在不同的主成分中都大于0.5，則將其歸并到與其它土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)相關(guān)性較低的那一組。分組后，確定每組中土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)性，某種指標(biāo)與該組中其它指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)都小于0.3，說明其它指標(biāo)均不能代表該指標(biāo)中所包含的土壤質(zhì)量信息，將該指標(biāo)從該組中分離出來獨(dú)立形成一組。分別計(jì)算各組各指標(biāo)的Norm值，Norm值在最高總分值10%范圍內(nèi)[7]的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)被選中，進(jìn)一步對(duì)每組中選中的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)大于0.5，選擇Norm值最高的指標(biāo)進(jìn)入最小數(shù)據(jù)集（DMS），指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)小于0.3，將這些指標(biāo)都選入DMS。Norm值的計(jì)算公式如下：

式（4）和（5）中，a和b分別為土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的閾值，分別為各個(gè)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的最小值和最大值。

2結(jié)果與分析

2.1不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)

由表1可以看出，研究區(qū)土壤含水量介于0.07%～0.15%之間，土壤含水量極低，限制了植被對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收。灌木林地和荒地土壤鹽分含量大于20 g/kg，屬于鹽土[12]，其含量分別為68.41 g/kg和56.88 g/kg，遠(yuǎn)高于其它3種用地類型下的土壤鹽分。在干旱區(qū)，pH值大于7.5，土壤顯堿性[13]，研究區(qū)pH值介于7.61～9.17之間，pH值過高，影響了土壤酶的活性。農(nóng)田地土壤氮含量相對(duì)偏低，全氮和堿解氮僅為0.43 g/kg和70.68 mg/kg，是因?yàn)槊藁▽?duì)氮的需求量大，吸收利用了土壤中的氮元素。研究區(qū)果園地、農(nóng)田地、灌木林地和荒地的C/N值小于15，土壤C/N含量偏低，限制植物根系的生長(zhǎng)，也限制了植物通過深根方式汲取地下水分。物理性粘粒、全磷和速效磷在各土地利用類型下含量差異不顯著，有機(jī)質(zhì)、全鉀和速效鉀在研究區(qū)分布存在較大的波動(dòng)。

2.2土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集的構(gòu)建

通過主成分分析對(duì)12個(gè)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行歸納分組，結(jié)果表明，前4個(gè)主成分的特征值都大于1且累積貢獻(xiàn)率為91.69%。綜合前述方法，將所有土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)歸納為6個(gè)小組（表3），物理性粘粒、含水量、pH值、全氮、全磷、速效磷、速效鉀、堿解氮和C/N 這9個(gè)指標(biāo)共同構(gòu)成了本研究土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集（表3）。這9項(xiàng)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)都小于0.5（表2），指標(biāo)間沒有冗余并且很好地代表了研究區(qū)土壤質(zhì)量信息。其中，物理性粘粒具有很好的保水保肥性質(zhì)，是土壤廢物降解的介質(zhì)，也是土壤中理化反應(yīng)的場(chǎng)所；土壤含水量的高低直接影響著干旱區(qū)植被對(duì)養(yǎng)分的利用，是土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要影響因素；全氮、全磷、速效磷、速效鉀和堿解氮等土壤養(yǎng)分直接關(guān)系到土壤質(zhì)量的好壞；土壤C/N含量的高低與植被根系的生長(zhǎng)密切相關(guān)。

2.3土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

選擇表3進(jìn)入最小數(shù)據(jù)集的9個(gè)土壤質(zhì)量指標(biāo)，結(jié)合公式（3）計(jì)算得出每個(gè)指標(biāo)所占的權(quán)重（表4）。判斷各個(gè)指標(biāo)數(shù)量級(jí)最大的因子載荷值的正負(fù)確定指標(biāo)隸屬度函數(shù)的升降性，pH值指標(biāo)為降型隸屬度函數(shù)，其余的8項(xiàng)指標(biāo)為升型隸屬度函數(shù)，得到各個(gè)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)在不同利用類型下的隸屬值（表5）。由表4得出的最小數(shù)據(jù)集中各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重以及表5得出的隸屬度值，結(jié)合公式（2）計(jì)算得出不同土地利用類型的土壤質(zhì)量綜合指數(shù)。其中，果園地、農(nóng)田地、天然林地、灌木林地和荒地的土壤質(zhì)量綜合指數(shù)分別為0.59、0.58、0.71、0.74和0.32，土壤質(zhì)量排序?yàn)楣嗄玖值?天然林地>果園地>農(nóng)田地>荒地。根據(jù)全國(guó)地力等級(jí)劃分[14]，采用等間距法將土壤質(zhì)量分為5個(gè)等級(jí)，土壤質(zhì)量綜合指數(shù)值小于0.2，為5級(jí)；介于0.2～0.4之間，為4級(jí)；介于>0.4～0.6之間，為3級(jí)；介于>0.6～0.8之間，為2級(jí)；大于0.8，為1級(jí)。其中，荒地為4級(jí)地力，果園地和農(nóng)田地為3級(jí)地力，天然林地和灌木林地為2級(jí)地力。

依據(jù)實(shí)地調(diào)查，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，灌木林地的土壤質(zhì)量最高，隸屬度值為0.74，其通過枯枝落葉腐解來提高土壤養(yǎng)分，其全氮、全磷和速效鉀的隸屬度值都為1，堿解氮的隸屬度值為0.93，土壤養(yǎng)分含量高，對(duì)改善土壤質(zhì)量起到重大作用；同時(shí)枯枝落葉覆蓋在在土壤表層，有助于防止水分蒸發(fā)，灌木林地土壤含水量相對(duì)較高，其隸屬度值為0.93。和灌木林地屬于同一級(jí)地力的用地類型是天然林地，其土壤質(zhì)量相對(duì)來說較高，是由于天然林地通過根部吸收水分和養(yǎng)分調(diào)節(jié)土壤水鹽平衡。天然林地生長(zhǎng)的植被主要為喬木紅柳，其C/N值大于15，有助于根系的生長(zhǎng)，可以通過深根方式汲取地下水分，緩解表層土壤水分壓力，其土壤含水量隸屬度值為0.90。果園地和農(nóng)田地同屬第3級(jí)地力，其土壤質(zhì)量相對(duì)來說較低。果園地土壤翻耕周期長(zhǎng)，粘粒性土壤含量少，土壤容易板結(jié)，雨季水分難以入滲，旱季地表蒸發(fā)大，果園地水分缺乏較為嚴(yán)重，僅次于荒地。果園地C/N的隸屬度值僅為0.1，也不利于植被吸收深層地下水。農(nóng)田地出現(xiàn)退化，主要是缺乏養(yǎng)分，全氮和速效鉀的隸屬度值僅為0.65和0.39，全磷和堿解氮的隸屬度值都為0.10。因?yàn)槎鼗褪兄饕N植棉花，棉花對(duì)氮肥的需求量極高，土壤氮含量極低，通常農(nóng)民采用大量施用氮肥的方法解決這一問題。調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料顯示，農(nóng)業(yè)用地每年對(duì)氮肥的施用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷肥、鉀肥以及復(fù)合肥，長(zhǎng)此以往會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分元素失調(diào)甚至引起化肥污染降低土壤質(zhì)量；加之，敦煌市農(nóng)業(yè)主要采用棉花連作的方式，棉花種植面積逐年擴(kuò)大，豆類作物因?yàn)楫a(chǎn)量低而不被考慮，長(zhǎng)期種植棉花會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量降低?；牡赝寥蕾|(zhì)量最低，隸屬度值僅為0.32，屬4級(jí)地力，荒地鹽堿化嚴(yán)重，植被難以生長(zhǎng)，水土流失嚴(yán)重，土壤質(zhì)量長(zhǎng)期得不到改善而處于不斷惡化的狀況。

引入土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)[15]，通過設(shè)定天然林地的土壤為理想土壤，將果園地、農(nóng)田地、灌木林地和荒地的土壤質(zhì)量綜合指數(shù)與之進(jìn)行對(duì)比分析，計(jì)算出果園地、農(nóng)田地、灌木林地和荒地的土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)，分別為-16.56%、-18.28%、5.23%和-56.41%。灌木林地的土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)為正值，是因?yàn)楣嗄玖值貙?duì)土壤質(zhì)量有改善作用，種植天然植物對(duì)提高土壤質(zhì)量的作用是最大的；果園地、農(nóng)田地和荒地的土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)均為負(fù)值，是因?yàn)槿斯しN植、人為耕作和撂荒會(huì)降低土壤質(zhì)量，果園地、農(nóng)田地和荒地的土壤質(zhì)量均有退化趨勢(shì)。

3討論

土壤含水量是干旱區(qū)土壤質(zhì)量的關(guān)鍵限制因子，對(duì)干旱區(qū)土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量的影響不可忽視[16]。敦煌市土壤含水量極低，介于0.07%～0.15%之間，遠(yuǎn)小于8%，屬于干土[17]，不利于棉花等作物的萌芽[18]和生長(zhǎng)。研究區(qū)農(nóng)田采取大規(guī)模灌溉，同時(shí)由于灌溉技術(shù)落后、灌溉效率低下的原因，70%的灌溉水都白白地浪費(fèi)掉了[19]。我國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家，尤其是在敦煌市極端干旱地區(qū)，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)勢(shì)在必行。鑒于李和平等對(duì)塔里木河中下游棉花地膜下滴灌技術(shù)研究，成功節(jié)省了該區(qū)域78%的農(nóng)業(yè)用水的經(jīng)驗(yàn)[20]，在敦煌市發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)刻不容緩。果園地地表植被覆蓋少，水分蒸發(fā)量大，借鑒灌木林地地表層枯枝落葉的原理，可以在果園地地表鋪一層作物秸稈，不僅可以減少水分蒸發(fā)，秸稈腐化后還可以作為有機(jī)肥提高土壤養(yǎng)分。在農(nóng)田地和果園地開溝建渠，可以防止降雨侵蝕帶走表層肥沃土壤。

不考慮C/N這項(xiàng)指標(biāo)，果園地、農(nóng)田地、天然林地、灌木林地和荒地的土壤質(zhì)量綜合指數(shù)分別為0.65、0.62、0.67、0.75和0.32。果園地和農(nóng)田地從3級(jí)地力升為2級(jí)地力，和天然林地屬同一級(jí)地力。果園地和農(nóng)田地受人為活動(dòng)的影響十分強(qiáng)烈，其土壤質(zhì)量也只有在人為活動(dòng)的維護(hù)下才能持續(xù)，一旦離開這種狀態(tài)，果園地和農(nóng)田地的土壤質(zhì)量會(huì)立刻出現(xiàn)嚴(yán)重的退化甚至崩潰。所以，果園地和農(nóng)田地地力等級(jí)的提升削弱了它們自身的脆弱性，也減弱了它們對(duì)土壤質(zhì)量的破壞。同時(shí)，天然林地土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)的降低，嚴(yán)重削弱了天然林地小型喬木紅柳深根吸水的作用，進(jìn)一步減弱了土壤水對(duì)干旱區(qū)土壤質(zhì)量的限制，也忽視了人為用地對(duì)土壤質(zhì)量的影響。因此，本研究認(rèn)為C/N這項(xiàng)指標(biāo)在干旱區(qū)進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)十分必要。

研究區(qū)土壤質(zhì)量退化主要表現(xiàn)為土壤含水量偏低與荒地鹽堿化嚴(yán)重，鹽堿化也是干旱區(qū)土壤質(zhì)量的關(guān)鍵限制因子[16]。在進(jìn)行最小數(shù)據(jù)集的構(gòu)建過程中，鹽分沒有成為土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，與鹽分對(duì)干旱區(qū)土壤質(zhì)量有重要的影響并不矛盾。果園地和荒地由于人為作用的影響，其土壤鹽分含量分別為0.78 g/kg和1.05 g/kg，土壤未表現(xiàn)出鹽漬化；天然林地因?yàn)樯罡畬?duì)土壤鹽分進(jìn)行調(diào)節(jié)，土壤鹽分含量為6.44 g/kg，土壤鹽化并不嚴(yán)重；灌木林地生長(zhǎng)耐鹽堿地的黑果枸杞，土壤并未出現(xiàn)退化；而荒地由于鹽堿化嚴(yán)重，土壤質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重退化，這進(jìn)一步說明鹽堿化對(duì)干旱區(qū)土壤質(zhì)量的影響不容忽視。鹽分與pH值和速效磷的相關(guān)系數(shù)分別為0.80和-0.78，相關(guān)性顯著，這兩項(xiàng)指標(biāo)包含了鹽分的土壤質(zhì)量信息。由于研究區(qū)特殊的用地類型，鹽分在果園地、農(nóng)田地、天然林地和灌木林地的作用不顯著，在荒地中，pH值和速效磷的隸屬度值分別為0.10和0.45，涵蓋了鹽分所包含的土壤質(zhì)量信息，從而替代了鹽分進(jìn)入最小數(shù)據(jù)集。敦煌市荒地鹽分含量為56.88 g/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于20 g/kg，植被難以生長(zhǎng)，進(jìn)一步導(dǎo)致土壤中水分和養(yǎng)分的流失，土壤質(zhì)量持續(xù)惡化。研究區(qū)和荒地鹽堿化最接近的用地類型是灌木林地，灌木林地中黑果枸杞的大量生長(zhǎng)改善了土壤質(zhì)量。王龍強(qiáng)等[21]認(rèn)為黑果枸杞通過在體內(nèi)累積有機(jī)滲透物質(zhì)以適應(yīng)鹽堿地；林麗等[22]認(rèn)為黑果枸杞可以改善鹽堿地的生態(tài)環(huán)境。這些研究都證明黑果枸杞在改善荒地鹽堿化方面切實(shí)可行，因此可以在鹽堿化嚴(yán)重的荒地種植黑果枸杞以對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行修復(fù)。

4結(jié)論

4.1對(duì)土壤理化性質(zhì)綜合分析，得出土壤物理性粘粒、土壤含水量和鹽分等12項(xiàng)指標(biāo)的含量范圍。其中，土壤含水量介于0.07%～0.15%，土壤含水量極低；荒地鹽分含量為56.88 g/kg，鹽堿化嚴(yán)重，土壤質(zhì)量退化主要表現(xiàn)為土壤含水量偏低與荒地鹽堿化嚴(yán)重。

4.2對(duì)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集的構(gòu)建，得出速效鉀、含水量、物理性粘粒、全氮、pH值、速效磷、全磷、堿解氮和C/N這9個(gè)指標(biāo)共同構(gòu)成了本次研究評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)最小數(shù)據(jù)集。

4.3對(duì)土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)分析，得出果園地、農(nóng)田地、天然林地、灌木林地和荒地的土壤質(zhì)量綜合指數(shù)分別為0.59、0.58、0.71、0.74和0.32，土壤質(zhì)量排序?yàn)楣嗄玖值?gt;天然林地>果園地>農(nóng)田地>荒地。在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)全國(guó)地力等級(jí)劃分，荒地為4級(jí)地力，果園地和農(nóng)田地為3級(jí)地力，天然林地和灌木林地為2級(jí)地力。

4.4引入土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)，通過設(shè)定天然林地的土壤為理想土壤，計(jì)算出果園地、農(nóng)田地、灌木林地和荒地的土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)，分別為-16.56%、-18.28%、5.23%和-56.41%，灌木林地的土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)為正，灌木林地對(duì)土壤質(zhì)量有改善作用；果園地、農(nóng)田地和荒地的土壤相對(duì)質(zhì)量指數(shù)為負(fù)，果園地、農(nóng)田地和荒地的土壤質(zhì)量均有退化趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣霞，倪健.西北干旱區(qū)10種荒漠植物地理分布與大氣候的關(guān)系及其可能潛在分布區(qū)的估測(cè)[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，29（1）：98-107.

[2]李福興.我國(guó)西部地區(qū)耕地退化現(xiàn)狀及其防治對(duì)策[J].水土保持學(xué)報(bào)，2002，16（1）：1-5.

[3]李虹，馬駿，王春玲，等.酒泉市棉花壟作雙膜栽培技術(shù)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011，63（12）：58-59.

[4]張志成，崔增團(tuán)，姜生林，等.淺談敦煌市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思路及措施[J].甘肅水利水電技術(shù)，2010，46（11）：42-43.

[5]魏建斌，張多勇，康利軍.歷史時(shí)期哈密綠洲的時(shí)空分布特征與動(dòng)力機(jī)制[J].干旱區(qū)研究，2014，31（1）：182-187.

[6]黃勇，楊忠芳.土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)國(guó)外研究進(jìn)展[J].地質(zhì)通報(bào)，2009，39（1）：130-136.

[7]李桂林，陳杰，孫志英，等.基于土壤特征和土地利用變化的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)最小數(shù)據(jù)集確定[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（7）：2715-2724.

[8]趙振亞，姬寶霖，宋小園，等.基于層次分析和模糊數(shù)學(xué)法的公烏素土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)[J].干旱區(qū)研究，2014，31（6）：1010-1016.

[9]盧鐵光，楊廣林，王立坤.基于相對(duì)土壤質(zhì)量指數(shù)法的土壤質(zhì)量變化評(píng)價(jià)與分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，34（1）：56-59.

[10]王飛，李清華，林誠(chéng)，等.福建冷浸田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)因子的最小數(shù)據(jù)集[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，26（5）：1461-1468.

[11]孫波，趙其國(guó).紅壤退化中的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法[J].地理科學(xué)進(jìn)展，1999，19（2）：118-128.

[12]王玉剛，李彥，肖篤寧.土地利用對(duì)天山北麓土壤鹽漬化的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2009，23（5）：179-183.

[13]王翠玲.蘭州地區(qū)葡萄缺鐵黃化病的研究[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[14]張亞麗，周揚(yáng)，翟曉藝，等.縣域-市域耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果尺度轉(zhuǎn)換方法及應(yīng)用研究[J].水土保持學(xué)報(bào)， 2015，29（4）：327-331.

[15]劉夢(mèng)云，安韶山，常慶瑞，等.寧南山區(qū)不同土地利用方式土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[J].水土保持研究，2005，12（3）：35-37.

[16]巨龍，王全九，王琳芳，等.灌水量對(duì)半干旱區(qū)土壤水鹽分布特征及冬小麥產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23（1）：86-90.

[17]尹佳宜.東北黑土區(qū)切溝溝壁崩塌物理模型研究[D].北京：北京師范大學(xué)，2007.

[18]楊鳳梅.不同灌溉處理對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].塔里木大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，20（2）：29-32.

[19]劉紅梅，王克強(qiáng)，黃智俊.農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術(shù)激勵(lì)機(jī)制的研究[J].中國(guó)水利，2006，23（19）：33-35.

[20]李和平，李國(guó)振，田長(zhǎng)彥.塔里木河孔雀河中下游地區(qū)棉花膜下滴灌節(jié)水技術(shù)研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2006，24（3）：82-84.

[21]王龍強(qiáng)，藺海明.黑果枸杞苗期耐鹽機(jī)制研究[J].科技導(dǎo)報(bào)，2011，29（10）：29-33.

[22]林麗，張裴斯，晉玲，等.黑果枸杞的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥房，2013，24（47）：4493-4497.