论文标题：Soil Quality Assessment in Reclaimed Coastal Paddy Fields: A Case Study from Eastern China

论文链接： https://www.mdpi.com/2571-8789/10/9/99

期刊名: Soil Systems

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/soilsystems

一、研究背景

耕地是粮食生产的命脉。我国人均耕地资源紧张，向海洋要耕地成为拓展农业生产空间的重要途径。据统计，1950—2008年我国围垦滨海湿地约13,380平方千米，2012—2020年间又新增围垦计划与实施面积约2,470平方千米。大规模围垦形成的滨海稻田普遍存在土壤盐分偏高、有机质积累缓慢、结构较差等问题，其土壤质量状况直接关系到新垦耕地的粮食产能与可持续利用。近期，温州市农业科学研究院分析测试中心团队联合浙江农林大学在Soil Systems期刊发表题为“Soil Quality Assessment in Reclaimed Coastal Paddy Fields: A Case Study from Eastern China”的研究论文，以温州平原四个典型围垦区为对象，系统评估了滨海围垦稻田的土壤质量，并解析了其关键驱动机制。

二、研究结果

研究选取温州平原四个典型围垦区——乐清（YQ）、龙港（LG）、瑞安（RA）和龙湾（LW）的稻田为研究对象（图1），测定了土壤理化性质、微生物数量与多样性以及七类胞外酶活性，采用主成分分析（PCA）筛选最小数据集（MDS），构建加和型（SQIa）与加权型（SQIw）土壤质量指数，并结合随机森林模型解析土壤质量的关键驱动因子。结果表明，四个样点的土壤化学性质差异显著：乐清样点的土壤有机碳（22.82 g kg?¹）、全氮、水溶性盐总量（3.09 g kg?¹）、阳离子交换量（21.77 cmol(+) kg?¹）以及有效态铁、锰、铜、锌含量均为最高，这可能与乐清作为我国重要电气产业基地、长期受人类活动输入影响有关；但所有重金属含量均低于GB 15618—2018风险筛选值，尚不构成安全风险。

相关性分析（图2）显示，土壤有机碳、全氮、碱解氮、阳离子交换量与多数酶活性及微生物多样性指标呈显著正相关，而容重、盐分与养分指标总体呈负相关，揭示了围垦稻田“养分—微生物—酶活性”相互耦合的基本格局。

图1. 研究区位置及四个围垦稻田采样点分布图（YQ：乐清；LG：龙港；RA：瑞安；LW：龙湾）

土壤质量指数评估结果显示（图3），瑞安样点的土壤生物学活性最为突出，其β-葡萄糖苷酶（32.79 nmol g^-1 h^-1）、β-D-纤维二糖苷酶（5.88）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（18.00）、亮氨酸氨肽酶（27.01）和酸性磷酸酶（54.50）活性均显著高于其他样点，加权型土壤质量指数（SQIw = 0.49）与加和型指数（SQIa = 0.48）亦为四地最高。四个样点土壤质量总体排序为：瑞安 > 龙湾（0.47）> 龙港（0.41–0.43）> 乐清（0.38–0.41），整体处于中等偏低水平，围垦稻田土壤质量仍有较大提升空间。基于MDS与全数据集（TDS）构建的指数之间高度一致（R² = 0.84–0.91），表明最小数据集法在该区域土壤质量评价中具有良好的代表性。

图2. 围垦稻田土壤各理化与生物学指标间的Pearson相关系数矩阵

图3. 基于最小数据集（MDS）与全数据集（TDS）构建的加和型（SQIa）与加权型（SQIw）土壤质量指数及其回归关系

图4. 随机森林模型识别的土壤质量指数关键预测因子（A、B）及其与土壤性质的Pearson相关性（C）

随机森林分析（图4）进一步表明，模型可解释土壤质量指数63.02%（SQIa）和60.78%（SQIw）的方差变化，其中木聚糖酶（XYL）是最强的预测因子，其次为β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶等碳氮循环关键酶。综合而言，围垦滨海稻田的土壤质量受微生物代谢活性（胞外酶活性、真菌丰度与多样性）、养分状况（全氮、有机碳、碱解氮）与盐分含量的共同调控。需要指出的是，本研究基于2024年11月收获后的单次采样，后续还需结合多季节、多年度动态监测加以验证。

三、主要结论

该研究以我国东部典型围垦区为例，构建了适用于滨海围垦稻田的土壤质量最小数据集评价框架，明确了“酶活性—养分—盐分”协同调控土壤质量的核心机制，并识别出木聚糖酶等可作为土壤质量快速诊断的指示指标。研究结果提示：围垦稻田整体土壤质量中等偏低，应有针对性地开展增施有机肥、培肥土壤等培育措施；同时，对人类活动输入较多区域的重金属累积风险需保持长期监测。该成果为我国滨海新垦耕地的质量评价、障碍消减与可持续利用提供了科学依据与方法借鉴。

期刊介绍

主编：Prof. Dr. Heike Knicker, Instituto de la Grasa (IG-CSIC), Spain

期刊专注于土壤系统科学各领域的研究成果，已被ESCI（Web of Science）、Scopus等数据库收录。期刊接收综述、研究论文等多种类型稿件，涵盖土壤化学、土壤物理、土壤生物学、土壤生态及土壤—植物—微生物互作等研究方向。

2025 Impact Factor：4.1

2025 CiteScore：6.9

Time to First Decision：33 Days

Acceptance to Publication：5 Days