从表 2可以看出，1982年全氮密度最高的是水稻土，达(0.26±0.08) kg/m²，最低的是紫色土，仅(0.15±0.03) kg/m²，其他土类介于0.17—0.21 kg/m²之间；2008年全氮密度最高的仍是水稻土，达(0.34±0.15) kg/m²，最低的是赤红壤，为(0.17±0.02) kg/m²，其他土类介于0.22—0.33 kg/m²之间。从全氮密度的变化情况来看，近30年来福建省耕地除赤红壤全氮密度稍有下降以外，其他土类均有所升高，且以紫色土上升最多，增幅达116.57%，红壤、黄壤和潮土的全氮密度也上升较多，增幅均超过0.10 kg/m²，水稻土和滨海盐土全氮密度上升较少，增幅分别为0.08 kg/m²和0.04 kg/m²。

1982年和2008年全氮储量均以是水稻土最大，分别达2.75 Tg和3.99 Tg，占全省总储量的86.22%和90.45%，赤红壤、红壤和潮土的全氮储量也较大，1982年分别为0.20、0.19 Tg 和0.02 Tg，2008年分别达0.07、0.27 Tg和0.07 Tg，全氮储量较小的是滨海盐土、黄壤和紫色土，1982年分别为0.01、0.02、0.0021 Tg，2008年分别为0.0014、0.01、0.01 Tg。从储量的动态变化来看，近30年来全氮储量上升最多的是水稻土，达1.24 Tg，潮土、红壤和紫色土全氮储量上升幅度也较大，分别增加了0.05、0.07 Tg和0.0031 Tg，黄壤、赤红壤和滨海盐土全氮储量略有下降，分别减小了0.01、0.13 Tg和0.01 Tg。

从表 3可以看出，1982年全氮密度高于0.25 kg/m²的亚类有潜育水稻土、渗育水稻土和潴育水稻土，分别达(0.29±0.08) kg/m²、(0.26±0.08) kg/m²和(0.26±0.08) kg/m²，最低的是酸性紫色土，全氮密度仅(0.15±0.03) kg/m²，其他亚类介于0.17—0.24 kg/m²之间。 2008年全氮密度高于0.35 kg/m²的有潜育水稻土和渗育水稻土，分别达(0.36±0.13) kg/m²和(0.36±0.16) kg/m²，最低的是赤红壤，全氮密度仅(0.17±0.02) kg/m²，其他亚类介于0.18—0.34 kg/m²之间。近30年来福建省耕地土壤全氮密度上升最多的是酸性紫色土、红壤和灰潮土，增幅分别达到0.18、0.12 kg/m²和0.13 kg/m²，氮素富集比较明显；赤红壤和淹育水稻土氮素含量稍有下降，全氮密度均减少了0.01 kg/m²，其余土壤全氮密度有所上升，增幅介于0.02—0.10 kg/m²之间。

1982年全氮储量最大的是渗育水稻土和潴育水稻土，分别达1.13 Tg 和1.11 Tg，合计占全省总储量的70.37%，滨海盐土和酸性紫色土全氮储量最小，分别仅0.01 Tg 和0.0021 Tg，合计占全省总储量的3.18%，其余亚类介于0.02—0.36 Tg。2008年全氮储量最大的仍是渗育水稻土和潴育水稻土，分别达1.94 Tg和1.45 Tg，合计占全省总储量的76.56%，酸性紫色土和滨海盐土最小，分别仅0.01 Tg和0.0015 Tg，合计占全省总储量的2.61%，其他亚类介于0.02—0.39 Tg。从储量的动态变化来看，近30年来全氮储量上升最多的是渗育水稻土和潴育水稻土，分别增加了0.80 Tg和0.34 Tg，增幅达70.80%和30.76%，赤红壤、滨海盐土、黄壤、漂洗水稻土和盐渍水稻土全氮储量有所下降，其中赤红壤下降的最多，达0.13 Tg，降幅为66.12%，其他亚类全氮储量增幅介于0.0013—0.13 Tg之间。

从表 4可以看出，1982年全氮密度较高的是石灰泥田和青泥田，分别达(0.33±0.03) kg/m²和(0.31±0.06) kg/m²，全氮密度最低的是猪肝土，仅(0.15±0.03) kg/m²，其余土属介于0.16—0.29 kg/m² 之间。2008年全氮密度最高的是石灰泥田，达(0.42±0.01) kg/m²，较低的是埭田、赤土、红泥砂田和赤砂土，分别为(0.19±0.01)、(0.18±0.03)、(0.18±0.03) kg/m²和(0.17±0.02) kg/m²，其余土属介于0.20—0.38 kg/m²之间。 从全氮密度的动态变化来看，1982—2008年只有赤土和赤砂土全氮密度稍有下降，分别减小了0.01 kg/m²和0.0013 kg/m²，其余土属全氮密度均有所上升，其中猪肝土上升最多，增幅达0.18 kg/m²，耕作灰砂土、耕作砂泥土、红泥土、红泥砂土、黄泥田和黄泥土全氮密度也上升较多，增幅介于0.10—0.15 kg/m²之间。

1982年全氮储量最大的是灰泥田和黄泥田，合计达1.72 Tg，占全省总储量的54.11%，最小的是石灰泥田，仅0.0007 Tg，其它土属介于0.0017—0.26 Tg之间。2008年全氮储量最大的是灰泥田和黄泥田，合计达2.79 Tg，占全省总储量的63.18%；石灰泥田最小，仅0.0011 Tg；其它土属介于0.0013—0.32 Tg之间。从储量的动态变化来看，1982—2008年全氮储量上升最多的是黄泥田和灰泥田，分别增加了0.71 Tg和0.36 Tg，红泥砂田和黄泥砂田也上升较多，分别增加了0.13 Tg和0.10 Tg；黄泥砂土、白鳝泥田、砂埭土、黄泥土、紫泥田、赤土、埭田、赤砂土和灰砂泥田全氮储量有所下降，损失量介于0.0004—0.08 Tg之间。

从福建省不同典型县耕地土壤全氮密度均值来看(表 1)，近20多年来闽侯、同安、武平和永定4个县83.56%的耕地土壤全氮密度有所上升，氮素富集明显，这一结果与很多研究者的“第二次土壤普查以来我国土壤表层全氮含量大体呈上升趋势”观点相一致^{[20, 21]}。福建省氮素富集的主要驱动力是氮肥的大量施用。1982年闽侯、同安、武平和永定4个典型县的化学氮肥施用量分别仅为137.57、86.68、111.10 kg/hm²和103.48 kg/hm²，而2008年分别达到341.14、525.76、206.37 kg/hm²和252.06 kg/hm²，增幅达147.97%、506.94%、85.76%和143.59%(图 4)。从图 4也可以看出，4个典型县近30年化学氮肥投入量总体呈上升趋势，这与全氮密度变化的规律基本吻合(同安区除外)。1982—2008年同安区氮肥大量施用并未引起全氮密度明显上升是因为该地区年均气温普遍高于闽侯、武平和永定，而降水量却整体低于这3个县(图 4)，高温少雨的气候条件加快了土壤有机氮的分解，导致氮素难以积累^[22]。

图 4 1982—2008年4个典型县化学氮肥施用量、年均气温变化和降水量 Fig.4 Aapplication rate of precipitation,chemical nitrogen fertilizer and changes of annual precipitation in four typical counties from 1982 to 2008

图选项

从4个典型县尺度上推的福建省耕地全氮密度来看(表 2—表 4)，水稻土高于其他土类，这主要与该土类受人为活动影响较大有关。一般情况下，水稻土多分布于村镇附近，氮肥和有机肥施用较多；此外，该土类长期处于淹水还原状态，通气性不良导致土壤有机氮(有机态氮占土壤全氮总量的95%以上)的矿化作用较弱而易于积累。紫色土土类是由紫色砂砾岩风化发育而成，土壤砂粒多，黏粒少，氮素难以持续积累，导致全氮密度较低。福建省赤红壤主要分布在气温较高而降雨量较少的漳州、泉州和厦门等南亚热带气候区，根据第二次土壤普查结果，这3个地级市的赤红壤面积占全省赤红壤总面积的84.53%^[11]。本研究中4个典型县的赤红壤也主要集中分布在属于南亚热带气候区的厦门市同安区，该区1982—2008年年均气温为20.68 ℃，高于闽侯的20.20 ℃、武平的20.22 ℃和永定20.21 ℃，而年均降水量(1341.05 mm)却低于这3县(闽侯为1374.86 mm、武平为1649.29 mm和永定为1668.47 mm)(图 4)，高温少雨的气候条件不利于氮素的积累，所以全氮密度较低^[22]。在福建省主要耕地类型的水稻土亚类中，潜育水稻土通常分布于地下水位较高的低洼地区，土体长期处于水饱和状态导致氮素分解缓慢而全氮密度较高^[23]。渗育水稻土和潴育水稻土全氮密度也较高，有研究表明^{[24, 25]}，土壤表层中约有80%—97%的氮存在于有机质中，1982年这两类土壤的有机碳密度分别达到3.02 kg/m²和2.89 kg/m²，2008年达到3.24 kg/m²和3.17 kg/m²，均明显高于全省平均水平，故较高的有机碳含量也导致了全氮密度较大(图 5)。从土属来看，石灰泥田主要分布在石灰岩盆谷地，2008年黏粒含量达17.56%，质地较为粘重，氮素分解速度缓慢，所以全氮密度高于其他土属^[26]。埭田、赤土、红泥砂田和赤砂土的砂粒含量较高，分别达63.95%、66.71%、68.49%和68.99%，氮素分解速度较快，所以全氮密度较低^[27]。

图 5 1982和2008年4个典型县各图斑有机碳密度与全氮密度线性回归分析 Fig.5 Linear regression between organic carbon density and total nitrogen density in four typical counties in 1982 and 2008

图选项

从近20多年来福建省不同土壤类型耕地的全氮富集程度来看(表 2—表 4)，紫色土土类、酸性紫色土亚类和猪肝土土属全氮密度上升最多，而赤红壤土类、淹育水稻土亚类和赤土土属全氮密度下降最多，这可能与有机碳密度变化有关。1982—2008年紫色土、酸性紫色土和猪肝土的有机碳密度均上升了0.63 kg/m²，明显高于全省平均增幅(0.24 kg/m²)，赤红壤、淹育水稻土和赤土有机碳密度降幅较大，达到0.11、0.33 kg/m²和0.11 kg/m²，这也与陈安磊等认为的“土壤全氮年际变化与土壤有机碳含量的年际变化趋势呈正相关关系”的规律相一致^{[24, 28]}(图 5)。总体来看，福建省耕地初始全氮含量较低的土壤类型氮素富集相对明显，这可能与贫瘠土壤区往往需要投入更多的肥料和更加精细的管理才能保证粮食产量有关。

从4个典型县尺度上推的福建省耕地全氮储量来看(表 2—表 4)，全省耕地土壤全氮储量的高低由密度和面积决定，但主要受面积大小的控制，且在0.01水平(双侧)上与其成显著相关(图 6)。1982年水稻土土类、渗育水稻土亚类、潴育水稻土亚类、黄泥田土属和灰泥田土属面积分别为1.07×10⁶、4.36×10⁵、4.33×10⁵、3.25×10⁵ hm²和3.31×10⁵ hm²，分别占全省耕地总面积的82.63%、33.68%、33.46%、25.09%和25.59%，且全氮密度均高于全省平均水平，所以全氮储量明显高于其他土壤类型；而滨海盐土、黄壤和紫色土面积较小，合计仅占耕地总面积的1.25%，所以全氮储量普遍较小；石灰泥田虽然全氮密度最高，达0.33 kg/m²，但分布面积最小，仅196.93 hm²，导致全氮储量最低。2008年各土壤类型的全氮储量分布规律与1982年基本一致。水稻土1982—2008年的全氮密度和面积分别增加了0.08 kg/m²和1.16×10⁵ hm²，所以储量上升最多。潮土和紫色土近20多年来面积和全氮密度分别增加了10067.94 hm²和0.13 kg/m²、210.54 hm²和0.18 kg/m²，导致这2个土类的全氮储量均有所增加。红壤近20多年来尽管面积减小了9347.06 hm²，但全氮密度上升0.12 kg/m²，导致全氮储量有所增加。赤红壤面积和全氮密度近20多年来分别减少了69376.00 hm²和0.13 kg/m²，所以全氮储量下降较多。黄壤和滨海盐土近20多年来面积减少了6415.17 hm²和3439.36 hm²，导致全氮储量有所下降。

图 6 1982和2008年4个典型县不同土属全氮储量与面积、密度线性回归分析 Fig.6 Linear regression between total nitrogen storage and area,total nitrogen density based on soil genus in four typical counties in 1982 and 2008

图选项

特别注意的是，近20多年来黄泥田、灰泥田、红泥砂田、黄泥砂田、耕作灰砂土和潮砂田土属的面积增加幅度均超过5000 hm²。黄泥田和灰泥田面积增加较多是因为这两个土属是福建省耕地分布面积最大且相对肥沃的土壤类型，近些年随着“沃土工程”等农业措施的实施，其他部分土类逐渐演变成这两个土属所致。红泥砂田、黄泥砂田、耕作灰砂土和潮砂田近20多年来面积增加较多可能是由于局部平原地区的农用地被转化为建设用地，基于“占补平衡”的需求很多分布在丘陵坡地和河流两岸(或山前平原)荒地被开垦为这些土属，导致其面积增加较多。

(1)近30年福建省耕地土壤氮素富集明显，全氮密度平均上升了0.08 kg/m²，但不同土壤类型的富集程度差异较大，其中紫色土土类、酸性紫色土亚类和猪肝土土属氮素富集最明显，全氮密度均上升了0.18 kg/m²；赤红壤土类、淹育水稻土亚类和赤土土属氮素损失较多，全氮密度均下降了0.10 kg/m²。

(2)近30年福建省耕地土壤全氮储量动态变化由密度和面积决定，但主要受面积控制，全氮储量总体增加了1.22 Tg，其中水稻土土类、渗育水稻土亚类和黄泥田土属全氮储量增加最多，分别达1.24、0.80 Tg和0.71 Tg；赤红壤土类、赤红壤亚类和灰砂泥田土属全氮储量下降最多，分别达0.13、0.13 Tg和0.08 Tg。

因此，今后的农田氮素管理一方面要重点考虑面积较大的土壤类型，另一方面应根据不同土壤类型氮素富集程度指导农民科学施肥，以提高氮肥利用率并防止多余氮素流失而导致水体富营养化。

尽管本研究基于大样本采样数据和精度较高的1 ∶ 5万数据库探讨了福建省不同耕地土壤类型氮素富集程度差异，但在影响土壤全氮密度变化的因素方面的分析还不够深入，基于地统计学的半方差函数模型和地理信息系统软件的空间分析扩展模块，并运用统计软件(如，SPSS)从人为活动影响(施肥、土地利用变化、农田管理措施)和自然环境条件(气温、降水量、海拔、地形)两个方面定量分析1982—2008年福建省耕地土壤全氮含量时空变异驱动力是今后研究的主要内容。