四明山區域不同經營模式下土壤性質分析

李金朝，李東賓

（1.寧波城市職業技術學院，浙江 寧波 315400；2.寧波市林場，浙江 寧波 315440）

土壤是最珍貴的自然資源之一，地球表面1 cm厚土壤的形成平均需要300～500 a的時間。不合理的人類活動導致的土壤質量退化，地形起伏的丘陵山地，頻繁的人類活動更易導致不同程度的水土流失。四明山是寧波市重要的綠色生態屏障和飲用水保護區，具有極其重要的生態功能。自上世紀80年代，四明山區域竹、茶、果、花卉苗木栽培面積逐漸擴大，特別是花木，高峰時期種植面積達11.4萬畝，區域內80%的農戶從事花木行業[1]，頻繁耕作、表土裸露，導致水土大量流失，威脅到了四明山區域的生態安全與可持續發展。通過對四明山區域不同經營模式下土壤物理、化學、生物性質的分析，了解人類活動對于土壤質量的影響。

1 研究區域與方法

1.1 研究區域

研究區域位于浙江省余姚市四明山鎮境內，東經120°55′～122°16′，北緯 28°51′～30°33′，平均海拔在 700 m左右。氣候屬于典型的中亞熱帶季風氣候，光照充足，年降雨量1 900 mm[2]。區域內大部分母巖為砂礫巖，土壤以黃壤為主[3]。

1.2 樣地情況

2020年4月在調查與踏查的基礎上，分別選擇人為經營活動較少的黃山松林（SMl）、馬褂木林（SM2），擾動中等的毛竹林（SM3）、櫻花景觀林（SM4），人為耕作頻繁的紅楓櫻花套種林（SM5）與強度經營櫻花紅楓林（SM6），采集土壤樣品，樣地概況見表1。

表1 樣地概況

1.3 樣品采集與分析

參照《土壤環境質量監測技術規范》，每種林地利用類型在不同區域分別設置3塊20 m×20 m樣地，樣地內采取“S”布點，采集耕層（0～30 cm）土壤樣品。樣品采集后揀出雜草和碎石，混勻，按照“四分法”取1 kg土壤裝入采樣袋，帶回實驗室陰干。每塊樣地用環刀取2～3個樣品，帶回實驗室用以測定土壤物理性質。土樣風干研磨后過篩用以分析土壤化學性質和酶活性。

采用電位法測定pH值，環刀法測定土壤容重、總孔隙，烘干法測定田間持水量；重鉻酸鉀容量法測定有機質，EDTA-銨鹽滴定法測定陽離子交換量，凱氏法測定全氮，擴散法測定堿解氮，碳酸氫鈉熔融-鉬銻抗比色法測定全磷，鹽酸-氟化銨浸提鉬銻抗比色法測定有效磷，氫氧化鈉熔融-原子吸收分光光度法測定全鉀，乙酸銨-火焰光度計法測定速效鉀[4]。磷酸苯二鈉比色法測定磷酸酯酶，改良茚三酮比色法測定蛋白酶，氯化三苯基四氮唑比色法測定脫氫酶，硫代硫酸鈉滴定法測定蔗糖酶，高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶，靛酚藍比色法測定脲酶[5]。

1.4 數據處理

采用軟件 Excel 2010對基礎數據進行統計整理分析，采用SPSS19.0軟件進行數據顯著性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同經營類型土壤物理化學性質

根據土樣分析結果，所測土壤質地均為壤土。土壤容重平均變化范圍為0.80～1.08 g·cm-3，土壤總孔隙度為59.41%～69.81%，田間持水量平均變化范圍為22.81%～26.79%。根據浙江土壤普查數據，黃壤容重為1.2 g·cm-3[6]。實踐生產得出壤土的孔隙度介于40%～50%，理想的土壤孔隙度略大于50%[7]。由表2可知，四明山區域不同經營類型土壤物理性質差異不大，總體來說，四明山區域土壤容重較小、孔隙度大，土壤較疏松。但仍舊可以看出人為經營活動較頻繁的土壤容重稍大、土壤總孔隙度略小。

表2 土壤理化性質

根據奉化志，四明山680 m以上山地的黃壤土pH 6.0～7.3[8]，相對于30年前，四明山土壤pH較大幅度降低，但仍屬于比較典型的山地黃壤。

浙江省黃壤有機質含量平均為5.83%、全氮含量（0.247±0.153）%、全磷含量 0.050%、全鉀含量（1.96±0.72）%[6]。由表2可知，四明山各經營類型土壤有機質、全磷、全鉀均較高。人為經營活動較少的SM1、SM3、SM2土壤有機質含量遠高于SM5、SM6。有機質很高的土壤一旦進行集約耕作，有機質碳和氮的量就開始下降[9]，因此SM5、SM6土壤有機質含量最低。SM1、SM3有機質含量高于SM2，可能由于SM1、SM3林下枯落物分解較慢，SM3高于SM2也有可能是受到人工施肥的影響。在這些經營類型中，土壤全氮、全磷含量與土壤有機質含量并沒有呈緊密的正相關，可能是受到了頻繁施肥的影響，或者與耕墾活動以及有機質殘體的歸還有關，同時還和土壤物理化學性質以及元素的特征有關。

對于植物可以直接吸收利用的堿解氮、速效磷而言，SM5與SM6兩種經營年限較長、耕墾頻率較高的土壤含量要明顯高于其它類型，這與化肥的施用密切相關。此外，磷在土壤中的移動極微[9]，可能是土壤全磷與有效磷含量遠高于其它經營類型的原因之一。而大量的堿解氮、速效磷和速效鉀若隨表土流失，則可造成污染與水體富營養化。

土壤陽離子交換量反映土壤保持養分的能力，與土壤中膠體的數量有關。四明山幾種經營類型的土壤都屬于保肥力中等的土壤類型。但總體來說，干擾少的、具有良好枯落物組成與結構的SM1、SM2、SM3土壤陽離子交換量略大一些。

2.2 不同經營類型土壤酶活性

土壤酶主要由微生物分泌，是分解底物的催化劑，推動著土壤物質分解和養分的轉化，對CNP元素的平衡協調情況產生顯著影響。脫氫酶、過氧化氫酶屬于氧化還原酶類，促使過氧化氫對各種化合物的氧化，催化對生物體有毒過氧化氫的分解[10]。脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和磷酸酶屬于水解酶類，催化蛋白質和纖維素這種高分子物質。

根據表3，可以明顯看出：不論是哪一種類型的酶SM1、SM2、SM3均高于 SM4、SM5、SM6。可以反映人類干擾頻率低的土壤的總生物學特征和肥力狀況具有明顯優勢。

表3 不同經營類型土壤酶活性

3 結論

（1）對四明山不同經營類型土壤性質進行分析，發現四明山不同經營類型平均有機質、全氮、全磷含量均較高，具有較好的肥力供應潛力。

（2）人為干擾較少的經營類型的土壤，物理、化學和生物學性質均要好于干擾較大的經營類型。

（3）山林地土壤被開墾后，會造成地面裸露與土壤侵蝕，土壤有機質分解加劇，因此經營活動頻繁的土壤有機質下降。但由于施肥的影響，全N、全P以及堿解氮、速效磷、速效鉀分布規律不同于自然土壤，且在經營活動頻繁的土壤中含量偏高。