土默川平原鹽漬化土地不同利用方式的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

高 娃，景宇鵬，樊明壽，郜翻身，鄭海春，陳玉海

（1．內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2．內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院資源環(huán)境與檢測(cè)技術(shù)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；3．內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤肥料和節(jié)水農(nóng)業(yè)工作站，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011）

土壤質(zhì)量是表征土壤條件動(dòng)態(tài)變化最敏感的指標(biāo)，對(duì)退化土地恢復(fù)、區(qū)域土地資源管理和持續(xù)利用具有重要意義［1-2］。而土地利用方式作為人類(lèi)利用土地各種活動(dòng)的綜合反映，是影響土壤質(zhì)量變化的最直接最深刻的因素［3-4］。土地利用方式的變化必然會(huì)導(dǎo)致土壤性質(zhì)和土地生產(chǎn)力的改變［5］。近年來(lái)，眾多學(xué)者針對(duì)不同土地利用方式下土壤物理特性［6-10］、化學(xué)特性［11-18］、微生物特性［19-20］變化和土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)［2-5，21-24］方面做了大量的研究，并取得了顯著成果。因地制宜的土地利用方式可以改善土壤理化性狀、土壤微生物及其群落結(jié)構(gòu)，維持和提高土壤質(zhì)量。反之，不適宜的土地利用方式會(huì)對(duì)土壤產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，加劇土壤退化［25］。

土默川平原是內(nèi)蒙古主要糧食生產(chǎn)基地之一［26］，也是黃河上中游鹽堿區(qū)的重要組成部分，鹽漬土面積約15.3×104hm2。該地區(qū)土壤鹽漬化和次生鹽漬化嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。隨著土壤退化和土地資源的緊缺，鹽漬化土壤作為后備土地資源，其開(kāi)發(fā)與利用逐漸受到人們的重視。而在鹽漬化土地資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須尋求科學(xué)合理的方法進(jìn)行改良利用［27-28］，從而提高土地利用效率，降低二次退化風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究土地利用方式對(duì)鹽漬化土壤質(zhì)量的影響，對(duì)科學(xué)管理和開(kāi)發(fā)利用鹽漬化土壤資源，提高土地生產(chǎn)力，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。目前我國(guó)在不同土地利用方式下鹽漬化土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方面的研究大多集中在西北鹽堿區(qū)［29-34］、東北鹽堿區(qū)［35］、濱海鹽堿區(qū)［36-38］，而在黃河上中游鹽堿區(qū)的研究尚未有報(bào)道。為此，本文以土默川平原5 種典型的鹽漬化土地利用方式為研究對(duì)象，獲取不同土地利用方式下的土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)指標(biāo)，采用主成分分析方法確定土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用SMAF 模型綜合評(píng)價(jià)不同利用方式下的土壤質(zhì)量，以期為該地區(qū)建立可持續(xù)的土地利用模式及區(qū)域生態(tài)恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于土默特左旗內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)海流圖現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)科技園區(qū)（40°41′30″N，111°22′30″E），地處土默川平原中部，屬于典型的中溫帶大陸性半干旱氣候，年平均氣溫5.8℃，≥10℃年積溫1700～3200℃，無(wú)霜期90～132d［39］；年平均降水量417.5mm，70%降水集中在7～9月，年平均蒸發(fā)量為1800～2000mm，蒸降比為4.69；常年以西北風(fēng)為主［40］。該園區(qū)建于2008 年，占地面積520hm2，園區(qū)自然植被以中旱生和濕生性植物為主，常見(jiàn)優(yōu)勢(shì)種有黃蒿、冰草、狗尾草等，非地帶性鹽生植被有鹽爪爪、堿蓬、鹽角草、芨芨草、馬藺、山苦荬、蘆葦?shù)?；土壤?lèi)型為蘇打鹽化潮土。園區(qū)內(nèi)土壤成土母質(zhì)、植被類(lèi)型等環(huán)境條件基本一致。

1.2 樣地選擇

2016 年8 月在園區(qū)的5 種土地利用方式（鹽荒地、改良地、牧草地、林地、農(nóng)田地）地塊中進(jìn)行取樣。除鹽荒地外，其余4 種土地利用類(lèi)型均統(tǒng)一施用脫硫石膏和有機(jī)肥后進(jìn)行自然植被恢復(fù)、牧草種植（紫花苜蓿）、林木育苗（楊樹(shù)）和農(nóng)田開(kāi)發(fā)（種植玉米）（表1）。文中以沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用的鹽荒地為對(duì)照，分析不同土地利用方式下土壤質(zhì)量。

表1 取樣點(diǎn)基本情況

1.3 樣品采集

在每種土地利用方式下分別按照隨機(jī)設(shè)點(diǎn)方式挖取4 個(gè)土壤剖面，每個(gè)剖面點(diǎn)距離約200～300m。按照0～10、10～20、20～40cm 土層進(jìn)行分層土壤取樣。將采集的土壤樣品分為4 份，一份置于鋁盒內(nèi)用于土壤含水量測(cè)定；一份置于4℃冰箱，用于土壤微生物數(shù)量測(cè)定；一份取原狀土置于硬質(zhì)保鮮盒，帶回實(shí)驗(yàn)室，掰成10mm 的小土塊自然風(fēng)干，用于土壤結(jié)構(gòu)分析；一份裝入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，用于土壤化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定；同時(shí)在挖掘剖面時(shí)用環(huán)刀采集原狀土壤用于土壤物理指標(biāo)的測(cè)定。

1.4 土壤樣品及數(shù)據(jù)分析

1.4.1 樣品測(cè)定

參照土壤農(nóng)化分析標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定土壤物理、化學(xué)指標(biāo)。土壤容重、毛管孔隙度及土壤水分物理性質(zhì)用環(huán)刀法測(cè)定，土壤團(tuán)聚體用干篩法測(cè)定；土壤pH 值用土水比（1∶5）pH 計(jì)法測(cè)定；土壤鹽分離子采用土水比為1∶5 浸提，Cl-用AgNO3滴定法、和用雙指示劑中和滴定法、用EDTA 容量法、Ca2+和Mg2+用EDTA 絡(luò)合滴定法測(cè)定，Na+和K+用差減法計(jì)算，土壤陽(yáng)離子交換量用乙酸鈉-火焰光度法測(cè)定；土壤交換性鈉含量用乙酸銨-氫氧化銨交換-火焰光度法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀外加熱法，全氮用凱氏定氮法，堿解氮用堿解擴(kuò)散法［41］，銨態(tài)氮用2mol·L-1KCl 浸提-靛酚藍(lán)比色法，硝態(tài)氮用雙波長(zhǎng)紫外分光光度法［42］，有效磷用碳酸氫鈉浸提-比色法，土壤速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法［41］；細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基-平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法，放線菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基用高氏1 號(hào)培養(yǎng)基-平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法，真菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基用馬丁氏培養(yǎng)基-平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法［43］。

土壤堿化度=（交換性鈉含量／陽(yáng)離子交換量）×100%。

土壤全鹽（g·kg-1）=8 種鹽分離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)（g·kg-1）之和。

0～40cm 土層的土壤物理、化學(xué)、微生物指標(biāo)值為0～10、10～20、20～40cm3 個(gè)土層土壤測(cè)試數(shù)據(jù)平均值。

1.4.2 土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

利用土壤管理評(píng)價(jià)框架工具SMAF 模型，對(duì)不同土地利用方式下的土壤質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)［44］。

（1）評(píng)價(jià)指標(biāo)確定：利用主成分分析和相關(guān)性分析方法確定土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

（2）評(píng)價(jià)指標(biāo)賦分值確定：分別利用線性和非線性賦分函數(shù)法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦分［45］計(jì)算得出的賦分值范圍為0～1。其中計(jì)算線性土壤質(zhì)量指數(shù)（SQI-1 和SQI-3）時(shí)采用線性賦分函數(shù)法，計(jì)算非線性土壤質(zhì)量指數(shù)（SQI-2 和SQI-4）時(shí)采用非線性賦分函數(shù)法。具體公式如下：

線性賦分函數(shù)：

應(yīng)用公式（1）確定指標(biāo)含量越多越好型的土壤指標(biāo)，如：土壤有機(jī)質(zhì)、田間持水量等；應(yīng)用公式（2）確定指標(biāo)含量越少越好型的土壤指標(biāo)，如土壤全鹽量、堿化度等。式中，SL為線性賦分值；X 為每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的含量，Xmax為最大值，Xmin為最小值。

非線性賦分函數(shù)：

式中，SNL為非線性賦分值；X 為每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的含量，Xm為該評(píng)價(jià)指標(biāo)含量的平均值；a 為評(píng)價(jià)指標(biāo)所能得到的最大值，本文中確定a 為1；b 為斜率，根據(jù)每個(gè)指標(biāo)特性來(lái)分別確定，將指標(biāo)含量越少越好型的土壤指標(biāo)的b 值設(shè)定為+2.5，指標(biāo)含量越多越好型的設(shè)定為-2.5。

（3）評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定：采用主成分分析方法確定。即評(píng)價(jià)指標(biāo)的主成分的特征根與所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的特征根加和的比值。

（4）土壤質(zhì)量指數(shù)：對(duì)所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)完成賦分后，應(yīng)用公式（4）計(jì)算得出的土壤質(zhì)量指數(shù)為土壤評(píng)價(jià)指標(biāo)賦分值的平均值，應(yīng)用公式（5）計(jì)算得出的土壤質(zhì)量指數(shù)是土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)賦分值與相應(yīng)權(quán)重相乘的加和值［44，46］。

式中，SQIA為無(wú)權(quán)重土壤質(zhì)量指數(shù)，SQIw為有權(quán)重土壤質(zhì)量指數(shù)，Si為i 指標(biāo)的賦分值；Wi為i指標(biāo)的權(quán)重值；n 為評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步結(jié)合線性賦分和非線性賦分值分別計(jì)算線性無(wú)權(quán)重土壤質(zhì)量指數(shù)SQI-1、非線性無(wú)權(quán)重土壤質(zhì)量指數(shù)SQI-2、線性有權(quán)重土壤質(zhì)量指數(shù)SQI-3、非線性有權(quán)重土壤質(zhì)量指數(shù)SQI-4。通過(guò)分析這4 種土壤質(zhì)量指數(shù)的差異，判斷這4 種土壤質(zhì)量指數(shù)在鹽漬化土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中的可行性及準(zhǔn)確度，為更準(zhǔn)確地判斷鹽漬化土地利用方式變化對(duì)土壤質(zhì)量的影響提供科學(xué)信息。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用方式下土壤物理性質(zhì)比較

不同土地利用方式下0～40cm 土壤物理性質(zhì)見(jiàn)表2。土壤含水量表現(xiàn)為農(nóng)田地和改良地土壤含水量明顯高于其他3 種利用方式，這與該地區(qū)灌溉有很大關(guān)系。土壤飽和持水量以林地最高，為（29.73±0.56）%，鹽荒地最小，為（22.74±0.43）%。土壤毛管持水量表現(xiàn)為牧草地、林地和農(nóng)田地較高，均大于23.0%，鹽荒地和改良地較小，小于21.0%。土壤田間持水量表現(xiàn)為牧草地最大，農(nóng)田地次之，改良地最小。

土壤容重而言，與鹽荒地比，其他4 種土地利用類(lèi)型下降了11.2%～15.9%?？偪紫抖扰c容重相反，其他4 種利用類(lèi)型較鹽荒地提高了21.0%～26.1%。

2.2 不同土地利用方式下土壤化學(xué)性質(zhì)比較

不同土地利用方式下0～40cm 土壤化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表2。不同土地利用方式下土壤有機(jī)質(zhì)最高為林地，含量為（18.20±0.52）g·kg-1，最小為鹽荒地，含量為（5.39±0.54）g·kg-1。

土壤全氮也表現(xiàn)為林地最高，鹽荒地最小。從土壤速效養(yǎng)分看，土壤堿解氮、速效鉀變化規(guī)律一致，均以林地最高，牧草地次之，鹽荒地最小，而土壤有效磷表現(xiàn)為林地最高，農(nóng)田地次之，鹽荒地最小。林地的速效養(yǎng)分含量高于其他利用類(lèi)型，這與林地凋落物增加了土壤腐殖質(zhì)含量，從而提高了土壤速效養(yǎng)分的含量［47］有關(guān)。土壤硝態(tài)氮變化規(guī)律與堿解氮一致，土壤銨態(tài)氮?jiǎng)t以牧草地最高，林地次之，鹽荒地最小。不同土地利用方式下的土壤不同粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量變化規(guī)律基本一致，林地、農(nóng)田地、牧草地、改良地均顯著高于鹽荒地。

土壤pH 值而言，鹽荒地土壤pH 值最大，達(dá)（10.29±0.17），改良地次之，為（9.12±0.36），農(nóng)田地最小，為（7.78±0.16）。不同土地利用方式的土壤全鹽量和土壤堿化度的變化規(guī)律與pH 值一致。說(shuō)明林地、農(nóng)田地、牧草地和改良地4 種土地利用方式均能有效地降低土壤鹽漬化程度，以林地、農(nóng)田地和牧草地的效果更為顯著。

2.3 不同土地利用方式下土壤微生物性質(zhì)比較

從微生物數(shù)量來(lái)看（表2），細(xì)菌數(shù)量以農(nóng)田地最高，達(dá)（83.55±5.02）×104cfu·g-1，林地次之，為（69.67±13.57）×104cfu·g-1，其余依次為牧草地、鹽荒地、改良地，分別為（64.33±11.55）×104、（48.89±8.50）×104、（42.44±4.30）×104cfu·g-1。真菌和放線菌數(shù)量均以林地最高。從微生物總量來(lái)看，林地、農(nóng)田地、牧草地顯著高于鹽荒地和改良地。

表2 不同土地利用方式下0～40cm 土層土壤指標(biāo)值

2.4 土壤質(zhì)量指標(biāo)主成分分析

采用主成分分析對(duì)32 項(xiàng)土壤質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分析，有6 個(gè)主成分的特征根值大于1，且其累積貢獻(xiàn)率達(dá)到92.10%（表3），因此，用這6 個(gè)主成分來(lái)構(gòu)建土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。主成分1 中具有高載荷的土壤指標(biāo)為9 個(gè)，分別為土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、＜0.25mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、0.25～0.5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、0.5～1mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、1～2mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳和＞5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳，主要反映了土壤養(yǎng)分特征；主成分2 中具有高載荷的土壤指標(biāo)為3 個(gè)，分別為鈣離子、硫酸根離子、全鹽量，主要反映了土壤鹽漬化特征；主成分3 中具有高載荷的土壤指標(biāo)為4 個(gè)，分別為土壤含水量、飽和含水量、毛管持水量和田間持水量，主要反映了土壤水分物理特征；主成分4 中具有高載荷的土壤指標(biāo)為碳酸根離子和細(xì)菌，主要反映土壤鹽漬化特征和生物特征；主成分5 和6 中具有高載荷的土壤指標(biāo)均有一個(gè)，分別為銨態(tài)氮和氯離子，分別反映了土壤養(yǎng)分特征和鹽漬化特征。最終，選擇上述20 個(gè)高載荷的土壤指標(biāo)來(lái)構(gòu)建土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.5 土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重確定

根據(jù)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)因子代表性和相對(duì)獨(dú)立性原則，對(duì)主成分分析得出的20 個(gè)高載荷土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)做進(jìn)一步的相關(guān)性分析（表4）。結(jié)果表明：第1 主成分的9 個(gè)土壤指標(biāo)間均極顯著正相關(guān)，且2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳與其它指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)的加和（13.47）高于有機(jī)質(zhì)（12.03）、全氮（12.15）、 有 效 磷（11.58）、＜0.25mm 團(tuán) 聚體 有 機(jī) 碳（12.67）、0.25～0.5mm 團(tuán) 聚 體 有 機(jī)碳（12.43）、0.5～1mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳（13.29）、1～2mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳（13.02）和＞5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳（12.48），因此選擇2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳代表主成分1 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)；第2 主成分的3 個(gè)土壤指標(biāo)間均極顯著正相關(guān)，且全鹽量與其它指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)的加和（10.62）高于鈣離子（7.93）、硫酸根離子（5.15），因此選擇全鹽量代表主成分2 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)；第3 主成分的4 個(gè)土壤指標(biāo)間均呈顯著相關(guān)，且飽和含水量與其它指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)的加和（11.75）高于毛管持水量（10.49）、田間持水量（8.60）、含水量（7.14），因此選擇飽和含水量代表主成分3 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)；第4 主成分的2 個(gè)土壤指標(biāo)間極顯著負(fù)相關(guān)，且細(xì)菌與其它指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)的加和（10.69）高于碳酸根（5.15），因此選擇細(xì)菌代表主成分4 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)；主成分5 和6 中均僅有1 個(gè)具有高載荷的土壤指標(biāo)，因此選擇銨態(tài)氮和氯離子分別代表主成分5 和6 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表3 土壤質(zhì)量指標(biāo)的主成分分析結(jié)果

表4 土壤指標(biāo)的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析

最終，確定2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、全鹽量、飽和含水量、細(xì)菌、銨態(tài)氮和氯離子6 個(gè)土壤指標(biāo)構(gòu)成本研究中土壤質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，其分別代表了鹽漬化特征（全鹽量、氯離子）、土壤水分物理特征（飽和含水量）、養(yǎng)分特征（2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、銨態(tài)氮）和微生物特征（細(xì)菌）4 個(gè)方面。

根據(jù)表3 中給出的6 個(gè)主成分的特征根，計(jì)算2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、全鹽量、飽和含水量、細(xì)菌、銨態(tài)氮和氯離子6 個(gè)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。其分別為0.35、0.23、0.17、0.10、0.08 和0.06?？梢?jiàn)，2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳和全鹽量的權(quán)重較大，說(shuō)明對(duì)土壤質(zhì)量指數(shù)貢獻(xiàn)較大，細(xì)菌、銨態(tài)氮和氯離子的權(quán)重均小于0.1，其貢獻(xiàn)較小。

另外，根據(jù)線性和非線性賦分函數(shù)確定各指標(biāo)的賦分值。6 個(gè)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)中，2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、飽和含水量、細(xì)菌、銨態(tài)氮屬于越多越好型，而全鹽量和氯離子屬于越少越好型?；谏鲜龇治觯⑼寥蕾|(zhì)量指數(shù)方程為：

2.6 不同土地利用方式下土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

不 同 土 地 利 用 方 式 下0～10、10～20、20～40cm 土層4 種土壤質(zhì)量指數(shù)見(jiàn)圖1。0～10cm 土層4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)中林地、牧草地和農(nóng)田地土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地。其中SQI-1 和SQI-2 的分析結(jié)果表明，牧草地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地，而牧草地與農(nóng)田地、林地?zé)o顯著差異，鹽荒地和改良地?zé)o顯著差異；SQI-3 和SQI-4分析結(jié)果表明，牧草地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地，而牧草地與農(nóng)田地、林地?zé)o顯著差異，改良地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地。10～20cm 土層不同土地利用方式4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)規(guī)律一致，均表現(xiàn)為農(nóng)田地＞林地＞牧草地＞改良地＞鹽荒地。其中SQI-1 分析結(jié)果表明，農(nóng)田地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地，改良地顯著高于鹽荒地，農(nóng)田地和林地?zé)o顯著差異，牧草地與改良地?zé)o顯著差異；SQI-2 的分析結(jié)果表明，農(nóng)田地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地，改良地顯著高于鹽荒地，農(nóng)田地與林地、牧草地?zé)o顯著差異；SQI-3 和SQI-4 的分析結(jié)果表明，農(nóng)田地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于林地、改良地和鹽荒地，林地顯著高于改良地和鹽荒地，改良地顯著高于鹽荒地，而林地和牧草地之間無(wú)顯著差異。20～40cm 土層4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)中林地和農(nóng)田地的土壤質(zhì)量指數(shù)最大，鹽荒地最小，但不同耕地質(zhì)量指數(shù)有差異。其中SQI-1 分析結(jié)果表明，林地土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于牧草地、改良地和鹽荒地，但與農(nóng)田地?zé)o顯著差異，牧草地和改良地的土壤質(zhì)量指數(shù)則顯著高于鹽荒地。SQI-3 分析結(jié)果表明，農(nóng)田地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于改良地和鹽荒地，改良地顯著高于鹽荒地，農(nóng)田地與林地和牧草地?zé)o顯著差異。SQI-2 和SQI-4 分析結(jié)果表明，農(nóng)田地、林地、牧草地、改良地的土壤質(zhì)量指數(shù)均顯著高于鹽荒地。

圖1 不同土地利用方式的4 種土壤質(zhì)量指數(shù)

不同土地利用方式下0～40cm 土層4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)間均有一定程度的變異。其中SQI-4 的變異系數(shù)（0.26）最大，其余依次為SQI-3（0.20）、SQI-2（0.17）、SQI-1（0.14）。SQI-1、SQI-2 和SQI-4 分析結(jié)果均表明，農(nóng)田地、林地、牧草地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于改良地和鹽荒地，改良地的顯著高于鹽荒地；SQI-3 分析結(jié)果表明，農(nóng)田地的土壤質(zhì)量指數(shù)為最高，顯著高于其它土地利用類(lèi)型，林地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于改良地和鹽荒地，而與牧草地?zé)o顯著差異。改良地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著高于鹽荒地。

3 討論

不同土地利用方式，由于地面覆被差異和人為干擾使得土壤養(yǎng)分富集和再分配作用不同。本研究表明，土壤理化及微生物指標(biāo)對(duì)土地利用方式響應(yīng)不同，存在一定差異。將鹽荒地開(kāi)發(fā)為林地、牧草地、農(nóng)田地和改良地后可降低全鹽量50.3%～83.5%，增加土壤有機(jī)質(zhì)49.75%～237.7%。較多研究表明，鹽堿地上種植人工林［36-37］、牧草［35］、農(nóng)作物［34］后可有效降低土壤容重、含鹽量，增加有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分含量，提高土壤質(zhì)量。從測(cè)定的32 項(xiàng)土壤指標(biāo)選取了2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、全鹽量、飽和含水量、細(xì)菌、銨態(tài)氮和氯離子作為土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別代表了鹽堿特征（全鹽量、氯離子）、土壤水分物理特征（飽和含水量）、養(yǎng)分特征（2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、銨態(tài)氮）、微生物特征（細(xì)菌）4 個(gè)方面。鑒于目前土默川平原鹽漬化土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方面的研究較少，本研究確定的鹽漬化土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)于今后該區(qū)域的土壤質(zhì)量研究和實(shí)踐具有參考意義。土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)中，2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳和全鹽量對(duì)土壤質(zhì)量指數(shù)的貢獻(xiàn)較大，分別為35%和23%，這與研究區(qū)的基礎(chǔ)情況有直接關(guān)系。由于研究區(qū)內(nèi)的基礎(chǔ)土壤有機(jī)碳含量較低［2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳平均為（2.12±0.11）g·kg-1］，且鹽漬化程度較重［鹽荒地全鹽含量為（4.96±0.20）g·kg-1］，因此土壤質(zhì)量對(duì)2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳含量和全鹽量的變化非常敏感，是該區(qū)域土壤質(zhì)量最主要的限制因子。4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)均能反應(yīng)研究區(qū)內(nèi)不同土地利用方式下土壤質(zhì)量的變化情況，但也存在一定的差異性。從4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)在不同土地利用方式間的變異系數(shù)看，大小依次為SQI-4（0.26）＞SQI-3（0.20）＞SQI-2（0.17）＞SQI-1（0.14），說(shuō)明增加評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算土壤質(zhì)量指數(shù)方法（SQI-4 和SQI-3）可提高各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)土地利用方式變化的敏感性，更好地區(qū)分不同土地利用方式下的土壤質(zhì)量差異。這與禹樸家［35］在松嫩堿化草地上的研究結(jié)果一致；較線性賦值方法（SQI-3、SQI-1）而言，非線性賦值方法（SQI-4、SQI-2）對(duì)土壤質(zhì)量變化更為敏感。但有研究認(rèn)為，線性賦分函數(shù)法優(yōu)于非線性賦分函數(shù)法［46］，這可能與不同區(qū)域選取的土壤質(zhì)量敏感性指標(biāo)不一樣有關(guān)。4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)的分析結(jié)果均表明，鹽荒地的土壤質(zhì)量指數(shù)顯著低于其他土地利用類(lèi)型。說(shuō)明將鹽荒地開(kāi)發(fā)為農(nóng)田地、林地、牧草地和改良地均有利于鹽荒地土壤可持續(xù)利用。其中農(nóng)田地、林地和牧草地的土壤質(zhì)量指數(shù)較高，改良地次之。農(nóng)田地土壤質(zhì)量指數(shù)高可能與每年大量使用有機(jī)肥以及頻繁的耕作制度有關(guān)。從0～40cm 土層的綜合結(jié)果來(lái)看，農(nóng)田地、林地和牧草地的土壤質(zhì)量指數(shù)均較高，且差異很小，表明農(nóng)田地、林地和牧草地均屬于研究區(qū)內(nèi)合理的土地利用方式。

4 結(jié)論

（1）不同土地利用方式的土壤物理、化學(xué)、生物性狀存在一定差異。綜合來(lái)看，林地、牧草地、農(nóng)田地和改良地均能有效降低土壤鹽漬化程度，改善土壤物理性狀，增加土壤養(yǎng)分和微生物數(shù)量。

（2）結(jié)合主成分分析和相關(guān)性分析確定的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)為2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、全鹽量、飽和含水量、細(xì)菌、銨態(tài)氮和氯離子，分別代表鹽堿特征（全鹽量、氯離子）、土壤水分物理特征（飽和含水量）、養(yǎng)分特征（2～5mm 團(tuán)聚體有機(jī)碳、銨態(tài)氮）、微生物特征（細(xì)菌）4 個(gè)方面，對(duì)該區(qū)域鹽漬化土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)研究具有重要參考意義。

（3）4 個(gè)土壤質(zhì)量指數(shù)均能反應(yīng)研究區(qū)內(nèi)不同土地利用方式下土壤質(zhì)量的變化情況，均表現(xiàn)為農(nóng)田地、林地和牧草地的土壤質(zhì)量指數(shù)較高，改良地次之，鹽荒地最小。