施永屯小流域不同土地利用類(lèi)型土壤物理性質(zhì)研究

李佳璇 張紫霞 劉鵬 王妍

摘要：以云南省楚雄彝族自治州大姚縣的施永屯小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，選擇了封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地的4種不同土地利用類(lèi)型，通過(guò)野外取樣調(diào)查和室內(nèi)分析計(jì)算，以土壤容重、土壤孔隙度、土壤水分動(dòng)態(tài)變化和土壤穩(wěn)滲速率為指標(biāo)，對(duì)不同利用類(lèi)型下的表層土壤物理性質(zhì)進(jìn)行了研究，對(duì)充分發(fā)揮土壤功能、進(jìn)行土壤改良、合理配置土地、科學(xué)把握土壤物理性質(zhì)有重要參考意義。

關(guān)鍵詞：施永屯;封禁灌叢;封禁草叢;坡耕地;自然恢復(fù)灌草地;土壤物理性質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S152

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）14-0108-02

1 引言

土壤是存在于地球表面上能使植物生長(zhǎng)的一層疏松物質(zhì)，是人類(lèi)生存、生活所必需的寶貴資源。為了使土壤充分發(fā)揮其功能，對(duì)其物理性質(zhì)的研究具有重要意義。近幾年，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行了大量的研究：楊本琴、余新曉等在北京市密云縣兩溝林場(chǎng)封山育林地區(qū)不同封育措施灌木林地土壤物理性狀和土壤滲透性能的研究中，發(fā)現(xiàn)在封造、封禁、封育3種封育措施的灌木林地中，封育措施能更好改良土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤容重和增加土壤總孔隙度，提高灌木林土壤水源涵養(yǎng)能力。Morgan Wairiu，Rattan Lal等對(duì)比分析了自然林地、草地、農(nóng)地3種不同上地利用類(lèi)型下的土壤孔隙度的差異，發(fā)現(xiàn)自然林地土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)于農(nóng)地，揭示了人為活動(dòng)對(duì)土壤物理性質(zhì)的顯著影響。

本文通過(guò)對(duì)施永屯小流域封禁灌叢、封禁草從、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同土地利用類(lèi)型下的表層土壤樣品的物理性質(zhì)的測(cè)定分析，結(jié)果表明人為的土地利用方式對(duì)土壤物理性質(zhì)有顯著影響，耕地等利用類(lèi)型下的土壤物理性質(zhì)有明顯的變化。該研究為研究區(qū)合理利用土地資源、改進(jìn)土地利用方式、持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)等，為改良和愛(ài)護(hù)土壤資源、維持生態(tài)功能等提供理論依據(jù)。

2材料與方法

2.1研究區(qū)概況

施永屯小流域位于云南省楚雄彝族自治州大姚縣，上壤成上母質(zhì)泥粉砂巖和頁(yè)巖，上壤屬于黃壤類(lèi)型，顆粒大小不均，膠結(jié)力差，容易產(chǎn)生土壤侵蝕。屬于亞熱帶高原季風(fēng)氣候，具有明顯的低緯度南亞季風(fēng)氣候的特點(diǎn)，干濕季分明，夏旱季冬濕明顯，半年平均降水量約614 mm，其中汛期（6～10月）占年總量的85%。多年平均氣溫15～18℃之間，相對(duì)濕度60%～70%，多年平均水而蒸發(fā)量在1400 mm左右。

2.2樣地選擇及調(diào)查

在該研究中，選擇了施永屯小流域的封禁灌從、封禁草從、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種士地利用類(lèi)型作為調(diào)查樣地，采用蛇形取樣法在每塊樣地布沒(méi)采樣點(diǎn)，利用鋁盒和環(huán)刀分別獲取4種土地類(lèi)型0～20 cm的表層土壤作為樣品，需采用保持天然含水量和結(jié)構(gòu)的原狀土，每個(gè)采樣點(diǎn)重復(fù)3次取樣。調(diào)查樣地的慕本情況如表1所示。

3研究方法

3.1 土壤物理性質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

（1）土壤容重。

該研究采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，利用100 cm³的環(huán)刀取樣保存帶回實(shí)驗(yàn)室。

計(jì)算公式：土壤濕容重：r_濕=（W₁-W），/V;土壤干容重：r_干=（W₂-W）/V

（2）土壤孔隙度。

該研究采用環(huán)刀法測(cè)定土壤孔隙度，

計(jì)算公式：土壤總孔隙度=（W₂-W₄）/V×100%

土壤非毛管孔隙度=（W₃-W₄）/V×100%

土壤毛管孔隙度=土壤總孔隙度-土壤非毛管孔隙度

（3）土壤水分含量。

該研究采用烘干法測(cè)定不同土地利用類(lèi)型下的土壤水分在時(shí)間上的動(dòng)態(tài)變化，汁算公式：土壤水分含量：

（4）土壤穩(wěn)滲速率。

該研究采用雙環(huán)刀法測(cè)定土壤的穩(wěn)滲速率，

計(jì)算公式：土壤穩(wěn)滲速率=V//（S×T）

S為環(huán)刀面積;V為穩(wěn)滲時(shí)的溢流量;T為時(shí)間間隔。

3.2數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

4結(jié)果與分析

4.1不同土地利用類(lèi)型下的表層土壤容重

土壤容重是能反映土壤的肥力、緊實(shí)程度、空隙狀況、透水性的土壤物理性質(zhì)之一。封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同利用類(lèi)型下表層土壤容重分別為：1. 07 g/cm³，0. 98 g/cm³，0. 86 g/cm³和1. 02 g/cm³，封禁灌從>自然恢復(fù)灌草地>封禁草從>坡耕地（圖1）。研究區(qū)中，坡耕地的土壤容重相對(duì)于其他3種土地利用方式下的土壤容重較小，這是因?yàn)殚L(zhǎng)期的耕作而導(dǎo)致土壤疏松，孔隙所占容積較大，其余三種土地類(lèi)型的土壤容重相對(duì)較大，可能是由于長(zhǎng)久的不翻種和人為的踐踏，土壤緊實(shí)。

4.2不同土地利用類(lèi)型下的表層土壤孔隙度

土壤孔隙度是描述土壤孔隙狀況、土壤緊實(shí)度、土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。土壤總孔隙度坡耕地（42%）>封禁灌叢（34%）>自然恢復(fù)灌草地（35%），原因可能是長(zhǎng)期耕作坡耕地而導(dǎo)致土壤疏松，孔隙所占容積大，土壤孔隙度較大，封禁草叢長(zhǎng)期不翻種，受人為踐踏較多，孔隙所占容積小。七壤孔隙度較小;毛管孔隙度：坡耕地（25%）>自然恢復(fù)灌草地（24%）>封禁草叢（15%）>封禁灌叢（12%），可能是受植被和人為活動(dòng)的影響，坡耕地和自然恢復(fù)灌草地下的表層土壤蓄水能力較好，而封禁草叢和封禁灌叢下的表層土壤蓄水能力不佳;非毛管孔隙度以封禁灌叢最大為22%，其次是坡耕地為17 %，封禁草叢為15%，自然恢復(fù)灌草地最小為10 %，原因是受植被和人為的影響，不同土地利用類(lèi)型下的土壤通透性存在差異，封禁灌叢和坡耕地土壤通氣狀況較好，而封禁草叢和自然恢復(fù)灌草地上壤通氣狀況不佳。

4.3不同土地利用類(lèi)型下表層土壤的水分動(dòng)態(tài)變化

土壤水是作物吸收水的主要來(lái)源，是土壤重要的組成部分，是土壤肥力最為活躍的因素之一。封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同利用類(lèi)型土的壤含水量在3月25日至8月26日逐漸增大，8月26 日至12月4日呈減小的趨勢(shì)。土壤水分含量在5月26 日最小，分別為6.1%，6.1%，6.6%，6.O%，在8月26日達(dá)到最大，其土壤水分含量分別為23. 8%，30.1%，31.7%，28.O%。土壤含水量與降雨量的年分布規(guī)律一致，5～8月是云南的雨季，土壤水分含量逐漸增大，而9月至次年4月為旱季，因此土壤水分含量較低。

4.4不同土地利用類(lèi)型下的表層土壤穩(wěn)滲速率

土壤入滲速率可以用來(lái)反映土壤入滲能力，土壤穩(wěn)滲速率也是用來(lái)研究土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，表層土壤穩(wěn)滲速率以坡耕地最大，為6.24 mm/min，其次為封禁灌叢，為1. 51 mm/min，封禁草叢和自然恢復(fù)灌草地差別不大，分別為，0.4 mm/min和0.49 mm/min。坡耕地土壤穩(wěn)滲速率大，可能是因?yàn)槠赂赝寥廊葜匦　⒖紫抖却螅瑒t入滲性強(qiáng)，其它3種利用類(lèi)型下的土壤容重大，孔隙度小，入滲性差。

5結(jié)論

（1）封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同利用類(lèi)型下表層土壤容重分別為1.07 g/cm³，0. 98 g/cm³，0. 86 g/cm³和1. 02 g/cm。

（2）封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同利用類(lèi)型下表層土壤總孔隙度分別為34%，30%，42%和34%，毛管孔隙度分別為12 %，15%，25%，24%，非毛管孔隙度分別為22%，15%，17%，10%。

（3）封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同利用類(lèi)型下表層土壤年水分含量在5月26口最小，分別為6.1%，6.1%，6.6%，6.0%，在8月26口達(dá)到最大，其士壤水分含量分別為23.8%，30. 1%，31.7%，28.0%。

（4）封禁灌叢、封禁草叢、坡耕地、自然恢復(fù)灌草地4種不同利用類(lèi)型下表層土壤穩(wěn)滲速率分別為1. 51mm/min，0.4 mm/min，6. 24 mm/min，0. 49 mm/min。

不同的土地利用方式對(duì)土壤物理性質(zhì)存在顯著影響。對(duì)土壤物理性質(zhì)進(jìn)行研究，能夠?yàn)槌浞职l(fā)揮土壤功能、進(jìn)行土壤改良、合理配置土地提供科學(xué)的依據(jù)。