（一）样地土壤理化性质时间变化分析方法
1.土壤物理性质变化分析方法
土壤的物理性质是土壤肥力的重要影响因素。影响耕地质量的土壤物理性质很多，如土壤结构、土壤水、土壤热、颗粒组成、孔隙度、容重、机械强度、土层厚度、渗透率、田间持水量等。土壤的这些物理性质主要是受到自然成土因素的影响，但同时人类活动的因素也不可忽略，尤其是耕种模式对其影响比较大。本研究主要从采样点的土壤剖面结构进行纵向分析，研究标准样地实际采样点剖面结构与土壤志记载的剖面结构的异同，并分析原因。
2.土壤养分化学性质变化分析方法
土壤养分化学性质主要包括有机质，氮、磷、钾等营养元素以及土壤的酸碱度。结合土壤志所记载的资料，选取土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾及pH值等常规项目为本研究的分析项目，将实验测定值与土壤志记载值进行比较，分析造成变化的原因。由于自然因素条件从第二次土壤普查以来相对稳定，造成土壤有机质，氮、磷、钾等营养元素以及土壤pH值变化的原因主要是人类活动的影响。
由于微量元素在作物的生长过程中起着必不可少的作用，在分析土壤养分时微量元素也是必须考虑的因素。本研究选取有效态的硼为代表进行分析。
（二）样地土壤物理性质变化分析
本研究主要通过各样地土壤剖面的结构变化进行对比分析。
1.丹阳界牌样地剖面结构变化分析
丹阳界牌样地土壤剖面结构第二次土壤普查土壤志记载数据与当前实地调查数据对比，见图5-1。
图5-1 丹阳界牌样地土壤志记载与当前实地调查剖面结构对比图
从图5-1可以看出，实地采样的土壤剖面结构与土壤志所描述的该区域该土种的土壤剖面结构基本相同。但实际采样犁底层P和渗育层W 分界线划分的深度为27厘米，渗育层W 和粉沙层Cs分界线划分的深度为66厘米，而土壤志记载犁底层P和渗育层W 分界线划分深度为28厘米，渗育层W 和粉沙层Cs分界线划分的深度为68厘米。产生这种差异的原因估计是层次划分存在一定主观性。除此之外，采样点犁底层P的紧实度较记载有所增加，这应该是现代化机械耕种使土壤不能深翻所致。
2.六合玉带样地剖面结构变化分析
六合玉带样地土壤剖面结构第二次土壤普查土壤志记载数据与当前实地调查数据对比，见图5-2。
图5-2 六合玉带样地土壤志记载与当前实地调查剖面结构对比图
从图5-2可以看出，与丹阳界牌样地的情况类似，该剖面结构的基本特征也与土壤志的描述基本相同，只是各层次的上下限有所变动，如犁底层P实地调查数据为16～32厘米，而土壤志记载为16～30厘米；渗育层W 实地调查数据为32～62厘米，而土壤志记载为30～65厘米；渗育层Wbca实地调查数据为62～100厘米，而土壤志记载为65～100厘米。造成差异的原因也应该是层次划分的主观性。
3.东台台东样地剖面结构变化分析
东台台东样地土壤剖面结构第二次土壤普查土壤志记载数据与当前实地调查数据对比，见图5-3。
图5-3 东台台东样地土壤志记载与当前实地调查剖面结构对比图
从图5-3不难看出，相对前两个采样点来说，该采样点的剖面各层次的上下限变动较大。如果说耕作层A和犁底层P的差异还有可能是由层次划分的主观性导致的话，那么渗育层W、埋藏黑土层D和潜育淀积层G在深度上的差异则不可能是主观性造成的。因为它们与原始资料记载相差较大，超出了主观因素造成误差的范围。造成渗育层W、埋藏黑土层D和潜育淀积层G深度差异的应该是地下水位的变化、人类活动的扰动等因素。
从上述采样点剖面结构特征的比较可以发现，三个采样点中除东台台东镇采样点外，其余两个剖面结构特征与土壤志资料的记载相差不大，证明在近几十年来自然因素条件相对稳定的情况下，人类活动对土壤的剖面结构影响比较有限。原先一些科学研究所证明的由于现代化的机械耕种模式导致土壤不能深翻，以致耕作层厚度减少和犁地层紧实度增强的现象在本次所采的三个样点中并没有明显体现。只有丹阳界牌采样点犁地层的紧实度有所增强。
（三）样地土壤养分化学性质变化
1.土壤有机质含量变化
土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，它在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都有很重要的意义和作用。一方面，它含有植物生长所需的各种营养元素，是土壤微生物生命活动的能源，对土壤物理、化学和生物学性质都有着深刻影响；另一方面，它对重金属、农药等各种有机、无机污染物的行为都有显著的影响，而且土壤有机质对全球碳平衡起着重要的作用，被认为是影响全球“温室效应”的重要因素。自然土壤有机质的基本来源是微生物和动植物的残体。但是当自然土壤受到包括耕作在内的人为影响后，其有机质来源还包括有机肥料、工农业和生活废水、有机农药等物质。将各样地土壤有机质含量实验测定结果与土壤志记载数据进行比较，见图5-4～图5-6。
图5-4 丹阳界牌样地土壤剖面层次有机质含量变化折线图
图5-5 六合玉带样地土壤剖面层次有机质含量变化折线图
图5-6 东台台东样地土壤剖面层次有机质含量变化折线图
由图5-4和图5-6可以看出，丹阳界牌样地和东台台东样地耕作层的土壤有机质含量都略高于资料记载的变异区间的上界，因此，可以认为它们的有机质含量有明显增高。有机质含量的增加是由于有机肥料、工农业和生活废水、有机农药等物质的使用而造成的。有机质的增加对土壤肥力的增强有很大作用。因为有机质在土壤各层次间的迁移并不强烈，所以除耕作层A以外其他层次的有机质含量并没有明显上升，有的甚至出现下降趋势。而如图5-5所示，六合玉带样地各土壤剖面层次的有机质含量均处于资料记载的变异区间内，可见该样点的有机质含量所受的人类活动的影响并不明显。
2.土壤氮磷钾含量变化
氮、磷、钾是构成一切生命体的重要元素。氮是构成蛋白质的主要成分，磷是细胞质和细胞核的组成成分之一，而钾对于参与活体内各种重要反应的酶起着活化作用。因此，作物生长过程中对它们的需求量较大。土壤对这些元素供应不足是引起农产品产量和品质下降的主要因子。土壤中的氮、磷、钾天然来源为大气、成土母质等。但人为的施用化肥也会造成土壤氮、磷、钾含量尤其是有效态氮、磷、钾含量增加，并使得农用地土壤氮、磷、钾含量的局部变化很大。土壤氮、磷的流失还是造成农田面源污染和水体富营养化的重要因素之一。
1）土壤全氮含量变化
将各样地土壤全氮含量实验测定结果与土壤志记载数据进行比较，见图5-7～图5-9。
图5-7 丹阳界牌样地土壤剖面层次全氮含量变化折线图
图5-8 六合玉带样地土壤剖面层次全氮含量变化折线图
图5-9 东台台东样地土壤剖面层次全氮含量变化折线图
从图5-7和图5-9可以看出，丹阳界牌样地和东台台东样地耕作层的土壤全氮含量大于资料记载的变异区间的上界。不仅如此，丹阳界牌样地剖面的各层次土壤全氮含量也都大于资料记载的变异区间的上界。在自然因素相对稳定的情况下，造成这个现象的原因是人类耕作影响，如化肥的施用。而从图5-8来看，六合玉带样地土壤剖面的各层次土壤全氮含量均在资料记载的变异区间内，可以认为该样地土壤全氮含量变化不大。
2）土壤全磷、速效磷含量变化分析
将各样地土壤全磷含量实验测定结果与土壤志记载数据进行比较，见图5-10～图5-12；速效磷含量实验测定结果与土壤志记载数据比较，见图5-13～图5-15。
图5-10 丹阳界牌样地土壤剖面层次全磷含量变化折线图
图5-11 六合玉带样地土壤剖面层次全磷含量变化折线图
图5-12 东台台东样地土壤剖面层次全磷含量变化折线图
图5-13 丹阳界牌样地土壤剖面层次速效磷含量变化折线图
图5-14 六合玉带样地土壤剖面层次速效磷含量变化折线图
图5-15 东台台东样地土壤剖面层次速效磷含量变化折线图
从图5-10～图5-12可以看出，除六合玉带样地外，其余两个样地耕作层土壤全磷含量都比土壤志记载数据的变异区间的上限要高。因此，可以认为这两个采样点的耕作层的全磷含量有明显提高。而从表示各样地各剖面层次土壤速效磷含量变化的图5-13～图5-15可以看出，土壤速效磷含量也都比土壤志记载的变异区间上限明显要高。大量含磷化肥的施用和含磷生活污水灌溉是土壤的全磷，特别是速效磷含量增加的主要原因。相对来说，六合玉带样地受到的影响应该小于另外两个样地，因此其耕作层土壤全磷含量没有明显增加，而且速效磷含量增加幅度也不如另外两个样地大。
3）土壤速效钾含量变化
各样地土壤速效钾含量实验测定结果与土壤志记载数据比较，见图5-16～图5-18。
图5-16 丹阳界牌样地土壤剖面层次速效钾含量变化折线图
图5-17 六合玉带样地土壤剖面层次速效钾含量变化折线图
图5-18 东台台东样地土壤剖面层次速效钾含量变化折线图
从图5-16～图5-18可以看出，三个样地土壤剖面各层次实际测定的速效钾含量都明显低于土壤志资料记载数据的变异区间的下限，因此，可以认为它们的速效钾含量有明显降低。分析造成这种变化的原因，是样地钾肥近年来的施用量不能填补作物带走的钾元素量，从而导致土壤速效钾过度消耗。从各采样点的纵向层次来看，土壤速效钾含量在三个采样点剖面中的变化极不规律，造成这种现象的一个重要原因是速效钾易于淋溶和迁移。
4）土壤pH值变化
各样地土壤pH值实验测定结果与土壤志记载数据比较，见图5-19～图5-21。
图5-19 丹阳界牌样地土壤剖面层次pH值变化柱状图
图5-20 六合玉带样地土壤剖面层次pH值变化柱状图
图5-21 东台台东样地土壤剖面层次pH值变化柱状图
由图5-19～图5-21可以看出，丹阳界牌样地剖面土壤pH值变化很小，而六合玉带和东台台东两个样地剖面土壤pH值则呈增加趋势。土壤pH值的增加与很多因素有关，如化肥的使用、地下水水位的上升等。化肥的大量使用，造成土壤板结和盐渍化，进而使土壤碱性增强；地下水水位的上升则主要是由人类不合理的灌溉模式和农田水利规划中忽略排渍能力所导致的，地下水含有较多的矿物成分，在地下水水位升高和土壤的毛细作用共同作用下，地下水到达土壤表层，使土壤盐渍化，pH值升高。
5）土壤有效态硼含量分析
微量元素是指自然界广泛存在的含量很低的化学元素。在土壤中，通常把含量低于n×10-3%，最多不超过0.01%的元素称为微量元素。如铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯等。有些微量元素对植物营养是必要的，如硼在作物结籽中起着至关重要的作用，缺硼时花药和花丝萎缩，绒毡层组织破坏，花粉发育不良。土壤的硼元素主要来自岩石和矿物。母质不同的土壤，硼元素的含量不同。除此之外，大气（包括气溶胶和尘埃等）、土壤施肥（包括杀虫剂等）也是土壤硼元素的重要来源。
各样地土壤有效态硼含量实验测定结果与土壤缺硼临界值比较，见图5-22。
图5-22 样地土壤剖面层次有效态硼含量实验测定结果折线图
从图5.22可以看出，除了东台台东样地的耕作层A外，三个样地剖面各层次土壤速效硼含量均低于0.5毫克/千克的临界值。因此，可以认为丹阳界牌和六合玉带两个样地土壤都处于严重缺硼状态。由于作物的吸收，土壤中的速效硼逐渐耗竭；但同时，人类也根据作物生长期的需要对土壤施以硼肥，一般作物开花期是施用硼肥的主要时期。东台台东样地在土壤采样时正处于玉米结籽成熟期，正是施用硼肥的时期，因此其耕作层硼含量较高。而其余两个样地土壤采样时并不处于作物结籽成熟期，所以其速效硼含量较低。