珠江源馬雄山低山區(qū)不同土地利用類型土壤有機(jī)質(zhì)空間差異分析

趙虎 張梅芬 劉昊 杜先兵

【摘? ?要】 珠江源馬雄山區(qū)是曲靖市生態(tài)維護(hù)較好的地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布、含量和與不同耕作狀態(tài)下土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性。提出了合理耕作、保護(hù)植被、改良土壤、政策保護(hù)的對(duì)策。反映出人文干預(yù)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響。

【關(guān)鍵詞】 馬雄山低山區(qū);土地利用類型;有機(jī)質(zhì);空間差異

[Abstract]? The Ma Xiong Mountain area of Zhujiang source is a region with good ecological maintenance in Qujing City， and the spatial distribution， content and correlation of soil organic matter with different tillage conditions are found. The countermeasures of reasonable tillage， vegetation protection， soil improvement and policy protection are put forward. reflecting the influence of humanistic intervention on soil organic matter.

[Key words] Ma Xiong Shan low mountain area; land use type; organic matter; spatial difference

土壤有機(jī)質(zhì)是反映土壤肥力的重要指標(biāo)，作為土壤類型劃分依據(jù)是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)關(guān)注的重點(diǎn)，也是土壤學(xué)研究的重點(diǎn)[1]。其研究的價(jià)值對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化有著重要作用，而曲靖市馬雄山低山區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)目前在以上研究方面基本為空白。希望通過研究該區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)空間差異分析，進(jìn)一步在該區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式上進(jìn)行發(fā)展，使農(nóng)用地集約化程度提高、土地利用類型轉(zhuǎn)變、土壤管理措施優(yōu)化、增大社會(huì)效益、土壤肥力強(qiáng)化。

1? 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1? 數(shù)據(jù)來源

1.1.1 研究區(qū)域概況? 馬雄山位于我國(guó)云南省曲靖市沾益區(qū)，距沾益縣城50km。位于東經(jīng)103°、北緯25°附近。海拔約2104—2444m。屬烏蒙山系，是南盤江、北盤江、牛欄江的分水嶺，喀斯特地貌顯著，為亞熱帶半濕潤(rùn)山區(qū)季風(fēng)氣候。垂直自然帶分異明顯，地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土壤以紅壤、沙壤為主，夏秋季降水占全年降水量的80%，而冬春季不及20%，平均氣溫為16.1°C，日照率20%—56%，動(dòng)植物達(dá)1000種以上。以種植馬鈴薯、烤煙和玉米為主，農(nóng)耕面積較廣。此外，珠江源風(fēng)景區(qū)還是國(guó)家4A級(jí)的森林公園。

1.1.2 不同土地利用類型土壤樣品采集? 收集馬雄山低山區(qū)及周邊區(qū)域的耕地、林地、草地、果園、荒地土樣114份。采用Z字和S字型采點(diǎn)，對(duì)角線布點(diǎn)法等方法進(jìn)行采樣，為保證樣品均勻，觀察土壤剖面并根據(jù)土層厚度對(duì)每層均勻取土。詳細(xì)記錄，耕作類型、坐標(biāo)、深度、樣品名稱、土壤情況、采樣人、采樣時(shí)間等。土樣帶回實(shí)驗(yàn)室至樣品盤中，去除動(dòng)物的遺體、石塊、雜草后于陰涼處進(jìn)行風(fēng)干，用60目篩進(jìn)行篩選，四分法取土稱重，并測(cè)定。

1.1.3土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定方法? 運(yùn)用重鉻酸鉀容量法進(jìn)行測(cè)定。準(zhǔn)備重鉻酸鉀、硫酸、硫酸亞鐵溶液、鄰啡羅啉指示劑后，查視土壤稱取0.1g或0.2g土樣入干燥試管中。吸取5mL 0.068mol/L 的重鉻酸鉀和濃硫酸溶液至試管中氧化并在溫度170～180℃的遠(yuǎn)紅外消煮爐中消煮，沸騰五分鐘后取出冷卻。將消煮液倒入250mL三角瓶中，用蒸餾水洗凈使體積保持在60～70mL，加指示劑3滴，用0.2mol/L硫酸亞鐵溶液滴定。溶液變色過程：橙黃→綠色→藍(lán)綠→棕紅色即為滴定完成。其中V1：空白對(duì)照組中所用硫酸亞鐵的量;V2：有機(jī)質(zhì)氧化后，滴定剩余重鉻酸鉀—硫酸溶液所用0.2mol/L硫酸亞鐵的量;W：風(fēng)干土重;0.012：一毫mol碳的重量; 1.1：該方法所測(cè)有機(jī)質(zhì)一般為實(shí)際含量的90%，為校正常數(shù)而乘以1.1為標(biāo)準(zhǔn)。

1.2? 研究方法

1.2.1 經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析方法? ?通過最大最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、變異系數(shù)等反映土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布。其中變異系數(shù)CV=（標(biāo)準(zhǔn)差SD/平均數(shù)MN）*100%，變異值越大則變異程度越大，當(dāng)CV<=10%為弱性變異，CV在10%——100%之間為中等變異，CV>=100%為強(qiáng)性變異。

1.2.2 相關(guān)分析方法? 相關(guān)分析是指變量之間的依存關(guān)系和規(guī)律，相關(guān)系數(shù)用來計(jì)算相關(guān)關(guān)系的密切程度，并根據(jù)各變量建立數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式反映變量的關(guān)系即回歸分析計(jì)算公式如下：

Rxy表示變量x和y的相關(guān)程度，Xi表示測(cè)量值，X為平均值，Yi是測(cè)量值，Y表示平均值。Rxy的取值為[-1，+1]。r=0無線性相關(guān);r=1為完全正相關(guān)，r=-1為完全負(fù)相關(guān);-1≤r<0為負(fù)相關(guān)，00.8為強(qiáng)相關(guān)，|r|<0.3為弱相關(guān)。

2? 數(shù)據(jù)與分析

2.1? 不同土地利用類型土壤有機(jī)質(zhì)統(tǒng)計(jì)特征分析

土壤機(jī)質(zhì)含量：草地>林地>果園>耕地。結(jié)合實(shí)際分析：①放牧產(chǎn)生糞便提高草地有機(jī)質(zhì);②該區(qū)草地曾為水田種水稻有機(jī)質(zhì)含量高;③林地屬落葉闊葉林，落葉堆積成肥有機(jī)質(zhì)含量較高;④果園由果農(nóng)培養(yǎng)施加化肥，但次于林地。耕地：①土壤偏酸性;②采土?xí)r節(jié)處春耕，土壤貧瘠;③氣候炎熱大風(fēng)，有機(jī)質(zhì)流失;④烤煙、玉米農(nóng)作物吸收較多有機(jī)質(zhì)。根據(jù)方差、標(biāo)準(zhǔn)差知林地和草地有機(jī)質(zhì)變量最大，耕地果園較穩(wěn)定，是因?yàn)榉植技芯鶆颍藶楦蓴_大。而草地、林地分布零星，受土壤類型、動(dòng)植物分布、分布地域等影響。

2.2? 垂直方向上土壤有機(jī)質(zhì)分布特征分析

由圖一數(shù)據(jù)知有機(jī)質(zhì)整體呈從上到下遞減的趨勢(shì)。①耕地屬弱酸性土壤，黏度大、孔隙度小、難以翻動(dòng)，有機(jī)質(zhì)難擴(kuò)散，因此表層大于底層;②草地表層受農(nóng)牧影響有機(jī)質(zhì)含量多，底層郁閉度高有機(jī)質(zhì)含量較少;③林地表面受落葉堆積作用，受根系的吸收垂直方向上有機(jī)質(zhì)含量遞減;④表層受果農(nóng)施肥有機(jī)質(zhì)含量高而底部底。

2.3? 不同類型土壤有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)分析

土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布和變化規(guī)律：總體上土壤有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)位于10%—100%之間屬中等變異;其中，林地變異系數(shù)大于100%屬于強(qiáng)性變異，說明研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)在空間上變異度大，這與環(huán)境、海拔、氣候、人工施肥、歷史條件、坡度、坡向、生物等有密切關(guān)系。此外，荒地變異系數(shù)最小是由于研究區(qū)受時(shí)間演化有機(jī)質(zhì)流失大，且地貌屬喀斯特地貌，風(fēng)大石漠化嚴(yán)重，人為干擾小，所以變系數(shù)基于穩(wěn)定。

2.4? 土壤有機(jī)質(zhì)空間變異與土地利用類型相關(guān)性分析

Rxy取值范圍在[-1，+1]，表示變量x（有機(jī)質(zhì)）和y（土地類型）相關(guān)程度。可知：①耕地、林地與有機(jī)質(zhì)呈負(fù)相關(guān);②草地、果園與有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān);③其中耕地、果園、林地|R|<0.3為弱相關(guān);④草地0.3<|R|<0.8與有機(jī)質(zhì)關(guān)系為正相關(guān)中的中等強(qiáng)度相關(guān)。原因：耕地受人為影響，有施肥和收割期;林地為國(guó)家森林公園，受嚴(yán)格保護(hù)，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定變化幾乎為0;果園相受人為和自然影響，且部分果園荒廢所以相對(duì)變化大為弱相關(guān);草地受放牧影響有機(jī)質(zhì)含量高，隨季節(jié)變化草木凋零，有機(jī)質(zhì)含量變化，所以為中等較強(qiáng)相關(guān)。

3? 結(jié)論與討論

通過調(diào)查研究該區(qū)不同類型土壤有機(jī)質(zhì)含量，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)不同土壤類型有機(jī)質(zhì)含量差異大，有機(jī)質(zhì)含量草地>林地>果園>耕地，土地類型變異度為中等變異，有機(jī)質(zhì)的空間變化與土壤類型相關(guān)性較小，與土地類型的轉(zhuǎn)變有著較強(qiáng)的相關(guān)度。農(nóng)耕上存在思想意識(shí)和技術(shù)不足。本次調(diào)查研究，為生產(chǎn)提供參考。但有機(jī)質(zhì)是一個(gè)變量，需要經(jīng)常檢測(cè)。同時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)是和其它因素共同作用的，與此要關(guān)注其變量。土壤有機(jī)質(zhì)的提高是一個(gè)長(zhǎng)期漸進(jìn)的過程，需要長(zhǎng)期投入從而實(shí)現(xiàn)地區(qū)的社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益共贏并可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 何牡丹，李志忠，劉永泉. 土壤有機(jī)質(zhì)研究方法進(jìn)展[ J]. 新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)， 2007.09.

[2]? 張憲茹，曲均峰. ASI法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)與國(guó)標(biāo)法的相關(guān)性 研究. 磷肥與復(fù)肥， 2009： 81-82.

[3]? 周 萍，王潤(rùn)生，閻柏琨，楊蘇明，王青華. 高光譜遙感土壤有機(jī)質(zhì)信息提取研究. 地理科學(xué)進(jìn)展， 2008， 05： 29-36.

（編輯：李曉琳）