黑龍江省耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化研究

楊厚翔,雷國(guó)平,徐 秋

(東北大學(xué)土地管理研究所，遼寧 沈陽 110004)

耕地質(zhì)量關(guān)乎國(guó)計(jì)民生[1-3]，土壤肥力是耕地質(zhì)量的重要組成部分[4，5]，用于衡量土壤提供作物生長(zhǎng)所需各種養(yǎng)分的能力[4-7]，土壤養(yǎng)分是肥力的構(gòu)成要素，是比較容易控制的。Pay D等[8]指出世界上尤其是撒哈拉以南的非洲國(guó)家耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化會(huì)越發(fā)嚴(yán)重；張?zhí)伊諿9]指出中國(guó)大部分地區(qū)土壤均出現(xiàn)不同程度的肥力退化現(xiàn)象。趙其國(guó)、韓光中等[10-11]指出土壤養(yǎng)分貧瘠化已經(jīng)成為土壤退化的原因之一。

土壤養(yǎng)分貧瘠化是指土壤養(yǎng)分補(bǔ)給不足以彌補(bǔ)農(nóng)作物對(duì)其的損耗，造成土壤養(yǎng)分元素虧缺，導(dǎo)致土壤肥力下降[12]。土壤養(yǎng)分貧瘠化研究目的是掌握土壤養(yǎng)分區(qū)域分布特征，診斷并指出區(qū)域土壤資源開發(fā)利用中可能出現(xiàn)的養(yǎng)分問題[13]，為更好地利用土地資源，為施肥、作物布局調(diào)整以及土地開發(fā)整理提供科學(xué)的依據(jù)，對(duì)提高耕地質(zhì)量、保證糧食安全、實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用具有重要意義[14]。

近年來，土壤養(yǎng)分貧瘠化相關(guān)研究已取得較多成果，主要集中在評(píng)價(jià)體系構(gòu)建，以及評(píng)價(jià)方法選擇方面，研究越發(fā)趨于定量化和標(biāo)準(zhǔn)化，評(píng)價(jià)結(jié)果也更為準(zhǔn)確、客觀[13，15-17]。錢樂祥等[15]基于ArcGIS平臺(tái)，利用多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析原理，構(gòu)建了土壤養(yǎng)分貧瘠化綜合評(píng)價(jià)模型，開展了土壤養(yǎng)分貧瘠化區(qū)域分異特征分析；孫波等[16]運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)和多元數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析原理，建立了一個(gè)綜合評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分貧瘠化的方法，對(duì)我國(guó)東南丘陵山區(qū)土壤養(yǎng)分貧瘠化現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)；劉金山[17]采用最小數(shù)據(jù)集和模糊數(shù)學(xué)法對(duì)湖北省水旱輪作區(qū)域土壤肥力質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)；盧樹昌[18]通過調(diào)查和土壤樣品采集測(cè)定法對(duì)天津市23685塊農(nóng)田土壤肥力質(zhì)量狀況及變化進(jìn)行了研究；楊奇勇等[13]在GIS技術(shù)支持下，綜合利用采樣點(diǎn)養(yǎng)分要素和空間信息數(shù)據(jù)，利用層次分析(AHP)等方法改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)等級(jí)評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分貧瘠化評(píng)價(jià)定量化，引入障礙因子診斷模型診斷了禹城市土壤養(yǎng)分貧瘠化障礙因子；董杰等[19]通過野外調(diào)查和室內(nèi)分析相結(jié)合，利用土地特性系列比較法對(duì)三峽庫(kù)區(qū)紫色土坡地土壤貧瘠化特征進(jìn)行了研究。以上研究豐富了土壤貧瘠化研究體系，但仍有不足。一是研究多基于土壤本身，忽視了土壤與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，并未從土壤形成的歷史與所處環(huán)境等因素來全面定位與診斷貧瘠化問題；二是研究或?yàn)橥寥鲤B(yǎng)分貧瘠綜合性評(píng)價(jià)，或?yàn)閱我蜃迂汃せ\斷，并未反映土壤養(yǎng)分貧瘠化的地域性和差別化，不利于以土壤養(yǎng)分管理為核心的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略的實(shí)施。

基于以上認(rèn)識(shí)，本文以黑龍江為例，在GIS和SPSS支持下，開展土壤養(yǎng)分貧瘠化研究，評(píng)價(jià)分析耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化狀況與區(qū)域生態(tài)問題，診斷識(shí)別耕地土壤養(yǎng)分障礙因子與最佳量化表征性指標(biāo)，空間表達(dá)土壤養(yǎng)分障礙類型區(qū)，并在此基礎(chǔ)上統(tǒng)籌考慮區(qū)域宏觀生態(tài)問題與微觀養(yǎng)分虧缺情況，開展耕地土壤養(yǎng)分貧瘠治理措施的討論，為土壤養(yǎng)分貧瘠障礙因子消除、土壤培肥及土壤資源的可持續(xù)利用提供參考依據(jù)。

1 評(píng)價(jià)過程與方法

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

評(píng)價(jià)指標(biāo)選取直接影響到評(píng)價(jià)的真實(shí)性、合理性和科學(xué)性[20]，因此參評(píng)指標(biāo)既要兼顧養(yǎng)分指標(biāo)的全面性、重要性，還要符合最小數(shù)據(jù)集、指標(biāo)易獲取性等原則。已有文獻(xiàn)表明，土壤養(yǎng)分因素很多，但與植物生長(zhǎng)關(guān)系最大的主要是C、N、P、K這4種大量元素[15]，主要包括有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀、全磷和有效磷。有機(jī)質(zhì)是土壤重要組成成分，能為植物生長(zhǎng)提供長(zhǎng)效、穩(wěn)定和全面的營(yíng)養(yǎng)，還關(guān)系到土壤物理構(gòu)型，保肥能力和緩沖性能[21-22]；氮元素是蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素、酶和一些激素的重要構(gòu)成元素，直接影響作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，主要包括全氮和堿解氮，全氮含量代表著土壤氮素的總貯量和供氮潛力，堿解氮反映土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)情況[22]，但易受土壤水熱條件和生物活動(dòng)影響而發(fā)生變化[23]；磷元素是植物細(xì)胞核的重要組成成分，對(duì)植物細(xì)胞分裂、器官組織分化發(fā)育和植物體內(nèi)生理代謝均具有重要作用，主要包括全磷和有效磷，全磷含量只表明土壤磷元素的儲(chǔ)備，并不能作為土壤磷素供應(yīng)的指標(biāo)，植物直接或間接吸收利用的是有效磷部分[22]；鉀元素可促進(jìn)碳水化合物的轉(zhuǎn)變、蛋白質(zhì)的合成和細(xì)胞的分裂，減少蒸騰作用，調(diào)節(jié)植物組織中的水分平衡，增強(qiáng)植物的抗性，主要包括全鉀和速效鉀，全鉀反映土壤鉀元素的總儲(chǔ)量，但其90%～98%為無效態(tài)鉀[22]。綜上，本研究選擇土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀作為土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)參評(píng)指標(biāo)(表1)。

1.2 土壤養(yǎng)分初始化

根據(jù)土壤各種養(yǎng)分元素與作物生長(zhǎng)效應(yīng)曲線建立相應(yīng)的隸屬函數(shù)計(jì)算其隸屬度。已有研究表明土壤中C、N、P、K四種元素作物效應(yīng)曲線為S型[7，13，16]，所以有機(jī)質(zhì)含量、全氮、有效磷和速效鉀的隸屬函數(shù)也為S型。研究以黑龍江省土壤養(yǎng)分分級(jí)表為依據(jù)，將2級(jí)養(yǎng)分低值端點(diǎn)作為養(yǎng)分豐富端點(diǎn)值，將4級(jí)區(qū)間中值作為貧瘠轉(zhuǎn)折點(diǎn)(表1)。由于土壤中不可能沒有養(yǎng)分元素，故將隸屬函數(shù)的最小值定為0.1。相應(yīng)的隸屬函數(shù)：

其中,N(x)為評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度；ui為評(píng)價(jià)指標(biāo)貧瘠(差)水平下限養(yǎng)分含量；ut為評(píng)價(jià)指標(biāo)豐富(優(yōu))水平上限養(yǎng)分含量。

1.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

土壤養(yǎng)分構(gòu)成的灰色系統(tǒng)里，各養(yǎng)分因子之間有著復(fù)雜關(guān)系，它們對(duì)土壤養(yǎng)分貧瘠化狀況的作用是不同的，因此指標(biāo)權(quán)重的確定非常重要。目前確定權(quán)重的方法很多，主要有：特爾斐法、熵權(quán)法、因素成對(duì)比較法、灰色關(guān)聯(lián)度法、層次分析法、主成分分析法、回歸分析法等。本研究統(tǒng)籌考慮主客觀方法確定權(quán)重的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，最終選取專家咨詢結(jié)合層次分析的方法，通過層次分析法科學(xué)量化專家經(jīng)驗(yàn)，使指標(biāo)權(quán)重更趨于實(shí)際。具體步驟為：(1)構(gòu)建層次決策樹，包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層；(2)構(gòu)建參評(píng)指標(biāo)重要性決策矩陣；(3)明確規(guī)則，兩者比較相對(duì)重要程度分為7級(jí)，專家以兩兩比較的方式確定相對(duì)重要級(jí)別；(4)參考已有文獻(xiàn)及有關(guān)部門各專家的意見統(tǒng)計(jì)分析專家打分方案，形成綜合方案；(5)優(yōu)化調(diào)整確定方案；(6)yaahp測(cè)算權(quán)重；(7)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性檢驗(yàn)結(jié)果<0.1，則通過檢驗(yàn)，表明權(quán)重測(cè)算結(jié)果可用。

表1 耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化評(píng)價(jià)指標(biāo)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)及權(quán)重

經(jīng)測(cè)算有機(jī)質(zhì)為0.3905，全氮為0.2761，有效磷為0.1953，速效鉀為0.1381，經(jīng)檢驗(yàn)一致性比率為0.0454<0.1，具體見表1。

1.4 評(píng)價(jià)方法

1.4.3 疊加整合分析法 耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化障礙類型采用疊加整合分析法。疊加整合分析法是一種基本的土地評(píng)價(jià)方法，是指在統(tǒng)一空間參考系統(tǒng)下，通過對(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列集合運(yùn)算，產(chǎn)生新的空間關(guān)系和屬性特征關(guān)系，以此發(fā)現(xiàn)多層數(shù)據(jù)間的相互差異、聯(lián)系和變化等特征的分析方法。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

黑龍江省位于中國(guó)東北部，介于北緯43°26′～53°33′，東經(jīng)121°11′～135°05′之間，是中國(guó)位置最北、緯度最高的省份。全省土壤分9個(gè)土綱、13個(gè)亞綱、17個(gè)土類、49個(gè)亞類、127個(gè)土屬、254個(gè)土種；全省耕地1 590多萬hm2，占土地總面積的33.86%；建國(guó)以來累計(jì)為國(guó)家提供商品糧4 500多億kg，承擔(dān)著我國(guó)糧食安全重任，被稱為中國(guó)“戰(zhàn)略糧倉(cāng)”，但由于耕作方式不合理、森林過度采伐、草原過度放牧和盲目開墾等原因，全省有相當(dāng)一部分耕地長(zhǎng)期處于超負(fù)荷利用狀態(tài)，有機(jī)質(zhì)含量下降，土壤肥力退化。2012年3月4日國(guó)務(wù)院批復(fù)的《東北振興“十二五”規(guī)劃》明確提出，“十二五”時(shí)期東北振興的重點(diǎn)任務(wù)是保障國(guó)家糧食安全。《高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)規(guī)范》中的建設(shè)內(nèi)容部分可以概括為“田、水、路、林”四項(xiàng)建設(shè)，旨在通過改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，提高土地生產(chǎn)率，但在具體執(zhí)行過程中，因工程與地力脫節(jié)，土壤肥力退化無明顯改善。

2.2 數(shù)據(jù)來源與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立

土壤類型數(shù)據(jù)來源為中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)；土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)來源為《東北黑土區(qū)耕地質(zhì)量主要性狀數(shù)據(jù)集》，該成果依據(jù)全國(guó)耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程的多點(diǎn)混合的方法采集表層土壤樣品34 652個(gè)，樣品風(fēng)干后，剔除未分解的植物根系及殘?bào)w、昆蟲尸體、石塊等雜物，磨碎、碾細(xì)，取足量裝入紙質(zhì)小袋測(cè)定其有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀。有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法，全氮采用半微量凱氏法，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法；耕地?cái)?shù)據(jù)、行政區(qū)劃來源、矢量數(shù)據(jù)來源為黑龍江省農(nóng)用地分等成果。

利用Arcgis的Clip和Identity功能處理中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)、行政區(qū)劃矢量圖層、農(nóng)地分等數(shù)據(jù)耕地圖斑，形成黑龍江省耕地土壤數(shù)據(jù)庫(kù)；借助Arcgis平臺(tái)，依據(jù)《東北黑土區(qū)耕地質(zhì)量主要性狀數(shù)據(jù)集》，對(duì)照土壤數(shù)據(jù)說明中的土壤類型代碼表，對(duì)各土壤類型進(jìn)行屬性字段添加與賦值，賦值內(nèi)容包括有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀，形成黑龍江省耕地土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化狀況及生態(tài)問題分析

根據(jù)土壤養(yǎng)分貧瘠化綜合指數(shù)公式計(jì)算出土壤養(yǎng)分貧瘠化的綜合性指標(biāo)值，研究區(qū)土壤貧瘠化綜合評(píng)價(jià)指數(shù)范圍為 0.00～0.79，研究把土壤養(yǎng)分的貧瘠化狀況劃分成不貧瘠(0.00～0.05)、輕度貧瘠(0.05～0.35)、中度貧瘠 (0.35～0.60)、重度貧瘠(0.60～1.00)四級(jí)，利用 ArcGIS9.3中的地統(tǒng)計(jì)模塊和空間分析功能繪制土壤養(yǎng)分貧瘠化狀況評(píng)價(jià)圖(圖1)，對(duì)貧瘠化水平進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)(表2)，圖中空白部分為非耕地地類，不屬于研究范圍。

由圖1、表2可以看出，黑龍江省土壤養(yǎng)分貧瘠化程度總體上呈現(xiàn)從西南到東北逐漸減弱的趨勢(shì)，全省70.58%處于輕度貧瘠及以上程度。其中，耕地土壤養(yǎng)分重度貧瘠區(qū)主要分布在松嫩平原西部，面積為0.47萬km2，占耕地面積的2.95%，該區(qū)域存在的農(nóng)田生態(tài)問題是土壤沙化嚴(yán)重、土壤養(yǎng)分易流失。中度貧瘠區(qū)主要分布在松嫩平原中部及三江平原西北部，面積為6.55萬km2，占耕地面積的41.09%，其中松嫩平原中部構(gòu)造上屬于斷陷的中央凹陷區(qū)，地勢(shì)低洼，地下水位較高，主要農(nóng)田生態(tài)問題是易積水且土壤鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)較大，三江平原西北部處于山前平原向平原過渡帶，坡降由急變緩，變化幅度較大，主要生態(tài)問題是易積水，土壤養(yǎng)分增加緩慢；輕度貧瘠區(qū)主要分布在松嫩平原東部、東北和東南地區(qū)，少量分布在三江平原西部、西北和西南部，面積為4.23萬km2，占耕地面積的26.54%，該區(qū)為波狀起伏的山前平臺(tái)，屬于溫帶半濕潤(rùn)氣候，年降水量在450 mm，土壤母質(zhì)為黃土狀亞黏土，發(fā)育后形成肥力高、養(yǎng)分足的黑土，主要生態(tài)問題是因不合理的開發(fā)利用，造成水土流失等土壤侵蝕問題，使得區(qū)域土壤養(yǎng)分有所降低；不貧瘠區(qū)主要分布在三江平原東北部和東部地區(qū)，面積為4.69萬km2，占區(qū)域耕地面積的29.42%。

3.2 土壤貧瘠化養(yǎng)分障礙因子診斷與最佳量化表征性指標(biāo)識(shí)別

3.2.1 障礙因子診斷 利用障礙因子診斷模型計(jì)算各單項(xiàng)因素的障礙度，其中有機(jī)質(zhì)障礙度為0.5787，全氮為0.3050，有效磷為0.0603，速效鉀為0.0559。土壤養(yǎng)分障礙因素的由主到次排序?yàn)闉橛袡C(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀，其中有機(jī)質(zhì)和全氮為主要障礙因素，占比達(dá)88.37%。

3.2.2 最佳量化表征性指標(biāo)識(shí)別 借助SPSS相關(guān)分析功能，對(duì)貧瘠化指數(shù)與有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量進(jìn)行相關(guān)性分析。分析表明，貧瘠化指數(shù)與土壤養(yǎng)分因子在0.01水平上均呈顯著負(fù)相關(guān)，其中與有機(jī)質(zhì)相關(guān)性為-0.960，全氮為-0.930，有效磷為-0.460，速效鉀為-0.688，按照相關(guān)性大小進(jìn)行排序由大到小依次為有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、有效磷，可見有機(jī)質(zhì)是耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化最佳量化表征性指標(biāo)。

為了進(jìn)一步分析土壤養(yǎng)分因子之間最佳表征性指標(biāo)，研究借助SPSS相關(guān)分析功能對(duì)有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。通過表3可以看出，有機(jī)質(zhì)含量與全氮、有效磷和速效鉀含量相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)分別為0.984、0.333、0.672，因此有機(jī)質(zhì)作為全氮、有效磷、速效鉀最佳量化表征性指標(biāo)最為合適。

圖1 土壤養(yǎng)分綜合貧瘠化狀況Fig.1 Depletion of soil nutrients

貧瘠化水平Depletion level貧瘠化指數(shù)INDI面積 Area/104km2比例 Ratio/%不貧瘠 Fertile0.00～0.054.6929.42輕度貧瘠 Mildly infertile0.05～0.354.2326.54中度貧瘠 Moderately infertile0.35～0.606.5541.09重度貧瘠 Severely infertile0.60～1.000.472.95

3.3 土壤養(yǎng)分貧瘠化障礙類型劃分

依據(jù)表1黑龍江省土壤養(yǎng)分貧瘠化劃分標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值在(0，ui)區(qū)間的為貧瘠等級(jí)，在[ui,ut)區(qū)間的為較貧瘠等級(jí)。借助Arcgis平臺(tái)的屬性字段計(jì)算功能，對(duì)有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀貧瘠化狀況進(jìn)行分級(jí)，利用疊加分析功能劃分，繪制土壤養(yǎng)分障礙類型區(qū)分布圖(圖2)，圖中空白部分為非耕地地類，不屬于研究范圍；借助Excel建立黑龍江省耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化障礙類型雷達(dá)圖(圖3)。貧瘠等級(jí)用H，較貧瘠等級(jí)用M，有機(jī)質(zhì)用C，全氮用N，有效磷用P，速效鉀用K代替。

表3 土壤養(yǎng)分因子含量相關(guān)性

注：**在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

Note: ** indicates that the correlation is significant atP=0.01.

圖2 黑龍江省耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化障礙類型分布圖Fig.2 Obstacle type distribution pattern of soil nutrient depletion in cultivated land of Heilongjiang Province

圖3 黑龍江省耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化障礙類型雷達(dá)圖Fig.3 Obstacle type radar chart of soil nutrients depletion in cultivated land of Heilongjiang Province

由圖2、圖3可以看出，黑龍江省半數(shù)以上耕地土壤養(yǎng)分因子處于輕度或無障礙狀況，占耕地面積的52.08%，其余47.92%耕地存在中度及以上貧瘠化障礙因子，經(jīng)進(jìn)一步分析可知，耕地土壤養(yǎng)分障礙類型共計(jì)14種，其中以雙因素MC-MN，三因素MC-MN-MP、MC-MN-MK為主，其中MC-MN集中分布在松嫩平原東北、東部、東南地區(qū)；MC-MN-MP分布在松嫩平原中部低洼區(qū)；MC-MN-MK分布在松嫩平原東北、東部、東南丘陵谷地，松嫩平原西北部，三江平原西北部地區(qū)。由此可以看出，障礙類型區(qū)在空間上具有區(qū)域特性，內(nèi)部表現(xiàn)為一定的自集聚性。

4 結(jié)論與討論

研究選取有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用專家經(jīng)驗(yàn)法定性確定參評(píng)因子重要程度，借助層次分析法確定參評(píng)因子權(quán)重，利用隸屬度模型對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，在Arcgis空間分析功能和SPSS數(shù)理統(tǒng)計(jì)功能支持下，進(jìn)行黑龍江省耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化評(píng)價(jià)與生態(tài)問題分析、障礙因子診斷與最佳量化表征性指標(biāo)識(shí)別以及土壤養(yǎng)分障礙類型區(qū)空間表達(dá)。

(1)區(qū)域土壤養(yǎng)分貧瘠化程度總體上呈現(xiàn)從西南到東北逐漸減弱的趨勢(shì)，全省70.58%耕地處于輕度貧瘠及以上程度，其中重度貧瘠區(qū)主要分布在松嫩平原西部，占耕地面積的2.95%，農(nóng)田生態(tài)問題是土壤沙化嚴(yán)重；中度貧瘠區(qū)主要分布在松嫩平原中部構(gòu)造上屬于斷陷的中央凹陷區(qū)、三江平原西北部處于山前平原向平原過渡帶，占耕地面積的41.09%，農(nóng)田生態(tài)共性問題為易積水，其中松嫩平原還存在土壤鹽漬化問題；輕度貧瘠區(qū)主要分布在松嫩平原東部、東北和東南地區(qū)，少量分布在三江平原西部、西北和西南部，占耕地面積的26.54%，農(nóng)田生態(tài)問題是水土流失。區(qū)域主要障礙因子是有機(jī)質(zhì)和全氮，兩者累積障礙度達(dá)到88.37%。有機(jī)質(zhì)是耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化指數(shù)及養(yǎng)分因子含量最佳量化表征性指標(biāo)，對(duì)耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化狀況及土壤養(yǎng)分因子含量具有很好的“指示”作用。區(qū)域47.92%的耕地存在中度及以上障礙因子，障礙類型區(qū)共計(jì)14類，以雙因素MC-MN，三因素MC-MN-MP、MC-MN-MK占比最大，累積占比率為39.84%，各障礙類型區(qū)在空間具有一定的區(qū)域性，內(nèi)部表現(xiàn)為一定的自集聚性。

(2)研究成果具有很好的應(yīng)用價(jià)值。土壤肥力主要取決于土壤及其相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境直接影響土壤肥力的保持與發(fā)揮。因此，就耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化治理而言，不應(yīng)僅針對(duì)養(yǎng)分缺失的表象問題，還應(yīng)從改變區(qū)域宏觀農(nóng)田生態(tài)環(huán)境入手，結(jié)合養(yǎng)分補(bǔ)給來治理。研究從較宏觀與較微觀兩個(gè)層面開展耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化研究，較宏觀層面是對(duì)耕地土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)及生態(tài)問題分析，反映貧瘠化程度、區(qū)域分布和區(qū)域農(nóng)田生態(tài)問題，即相對(duì)宏觀的水土流失、土壤沙化、土壤鹽漬化和積水等耕地退化問題；較微觀層面是對(duì)耕地土壤養(yǎng)分貧瘠類型進(jìn)行劃分，反映較微觀的耕地土壤養(yǎng)分貧瘠具體情況。因此對(duì)耕地土壤養(yǎng)分貧瘠化進(jìn)行治理，要從較宏觀層面采取工程措施對(duì)區(qū)域存在的水土流失、土壤沙化、土壤鹽漬化和積水等耕地問題進(jìn)行治理，以改變外部生態(tài)環(huán)境，還要從較微觀層面針對(duì)養(yǎng)分貧瘠具體情況開展精準(zhǔn)合理的地力培肥措施。