基于土壤质量指数面积法和土壤敏感性-抗性法的非粮化耕地土壤健康评价：以宁波市为例

作     者：杨亚婷 秦方锦 王双 王聪 祝贞科 李刚 金树权 葛体达 

作者机构：广西大学林学院广西森林生态与保育重点实验室亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室 宁波大学植物病毒学研究所农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室 宁波市农业技术推广总站 浙江省城市环境过程与污染控制重点实验室宁波(北仑)中科海西产业技术创新中心 宁波市农业科学研究院 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：宁波市“科技创新2025”重大专项(2022Z169) 2023年宁波市重点研发计划暨“揭榜挂帅”项目(2023Z114) 浙江省“尖兵”、“领雁”研发攻关项目(2023C02016) 

主　　题：耕地非粮化 土地利用方式 雷达图面积法 敏感性-抗性法 土壤多功能性 土壤质量 

摘      要：为了解宁波市非粮化耕地土壤健康状况，明确非粮化耕地土壤主要障碍因子，探究非粮化对土壤质量的影响，构建宁波市非粮化耕地土壤健康评价综合体系。以宁波市对照耕地和典型的非粮化耕地土壤为研究对象，采集对照耕地、果园和苗木等利用方式下0～20cm表层土壤样品268个，测定土壤物理、化学、生物以及重金属等22项指标，运用主成分分析、相关性分析结合Norm值的方法构建最小数据集，采用土壤质量指数面积法和土壤敏感性-抗性法构建宁波市土壤健康评价体系，结合土壤多功能性判断宁波市非粮化耕地的健康状况。结果表明：①与对照耕地土壤相比，果园和苗木两种非粮化种植方式下，土壤容重（BD）显著增加（P0.05），有机碳（SOC）、全氮（TN）、速效磷（AP）、有效铜（ACu）、土壤胞外酶活性和土壤微生物生物量碳（MBC）显著降低（P0.05）。②宁波市非粮化耕地土壤健康评价的最小数据集由BD、电导率（EC）、SOC、可溶性有机碳（DOC）、铵态氮(NH4+-N)、TN、有效铁（AFe）、有效锰（AMn）和酸性磷酸酶（Phos）这9个指标构成，经全数据集验证所构建的最小数据集可体现宁波市非粮化耕地土壤健康状况的有效信息。③基于土壤质量指数面积法可知，非粮化利用下耕地土壤SOC、TN、AFe、AMn和Phos含量低于对照耕地。④根据敏感性-抗性分析可知土壤敏感指标包括SOC、DOC、NH4+-N、TN、AFe和AMn，抗性指标为BD和EC。⑤随机森林模型分析表明，TN、SOC、N-乙酰基-β-D葡糖苷酶（NAG）和Phos是土壤多功能性的主要驱动因子，AFe、AMn、Phos和DOC是土壤质量的主要驱动因子。总体上，两种非粮化种植方式下土壤质量指数、土壤多功能性指数均显著低于对照耕地土壤。因此，研究摸清了宁波市非粮化土壤的健康状况，明确了非粮化耕地土壤主要障碍因子，可为宁波市非粮化耕地分类整治和保障粮食安全提供了一定的数据支撑和理论基础。