西南巖溶區(qū)小流域土壤養(yǎng)分分布特征

趙恬茵

（黔南民族師范學院，貴州 都勻 558000）

除表層土壤流失及土地退化，水土流失還能引發(fā)一系列環(huán)境問題。例如：水體富營養(yǎng)化、生態(tài)系統(tǒng)污染。西南喀斯特地區(qū)土壤流失嚴重地區(qū)嚴重的水土流失導致土壤養(yǎng)分持續(xù)下降，土地生產(chǎn)力低且不穩(wěn)定。大量關(guān)于流域土地利用與土壤養(yǎng)分關(guān)系的研究[1-4]表明不同的土地利用類型土壤養(yǎng)分差異顯著。王軍[5]指出，景觀位置、坡度、土地利用等因素中土地利用可以解釋SOM 和TN 的37.3%和33.0%的變異性；FuBojie[6]發(fā)現(xiàn)從山底到山頂，“農(nóng)田—草地—林地”及“梯田—草地—林地”的土地利用結(jié)構(gòu)具有更好地維持土壤養(yǎng)分能力。土壤作為一個動態(tài)系統(tǒng)，在時間和空間尺度上都是連續(xù)不斷的變異體。土壤養(yǎng)分是影響土壤質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要因子[1]。目前對土壤養(yǎng)分的研究主要集中在以下幾個方面：一是基于流域土壤異質(zhì)性研究流域養(yǎng)分空間異質(zhì)性[7-9]，二是分析土壤養(yǎng)分流失規(guī)律[10-11]；三是利用淤地壩沉積泥沙養(yǎng)分反演小流域土壤侵蝕歷史[12]。小流域土壤養(yǎng)分分布特征研究鮮有報道，本文通過對比不同地貌類型土壤樣有機質(zhì)(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全鉀(TK)含量特征，研究喀斯特地區(qū)小流域土壤養(yǎng)分部分特征，為深化研究喀斯特地區(qū)流域內(nèi)土地利用規(guī)劃布局，土壤養(yǎng)分流失特征提供理論依據(jù)。

一、研究方法

（一）研究區(qū)概況

本研究取位于貴州省安順市普定縣陳旗村典型喀斯特小流域為研究區(qū)。研究區(qū)位于東經(jīng)105°46′～105°48′，北緯26°316′～26°18′。該流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L氣候，年均降水量1300mm，年平均氣溫15℃，地形主要為峰叢巖溶洼地分布有典型的巖溶洞穴和巖溶裂隙。研究區(qū)土地利用方式為農(nóng)耕地、草地和林地。農(nóng)地以玉米、辣椒種植為主；林地以灌木林為主；草地以灌草地為主。農(nóng)耕地地面人為擾動較大。

（二）土壤樣品的采集及處理

采用手持GPS 定位儀記錄樣點地理坐標，按流域內(nèi)按研究區(qū)所有土地利用類型（農(nóng)耕地、草地、林地）和地貌類型（洞穴、巖溶裂隙）布點采樣。采樣深度為5cm。采樣時，每個樣點設置3 次重復，樣點共110 個其中農(nóng)耕地樣30 個、林地樣24 個、草地樣20 個、洞穴樣14 個、巖溶裂隙樣22個。將土樣帶回實驗室后，置于室內(nèi)自然風干。稱重后，碾磨，過0.25mm及1mm 篩。土壤有機質(zhì)用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定；土壤全氮用半微量開氏法測定；土壤全磷用氫氟酸-高氯酸消煮-鉬銻抗比色法測定；土壤全鉀用火焰光度計法測定。

二、結(jié)果與分析

由小流域土壤養(yǎng)分統(tǒng)計特征（表1）所示，SOM 和TN 含量在不同土地類型土壤中變化趨勢均為：林地≈草地>農(nóng)耕地>巖溶洞穴≈巖溶裂隙；土壤TP、TK 含量在不同土地類型差異不明顯。從變異系數(shù)（CV）看：由Nielsen[13]劃分標準CV 值小于等于10%時為弱變異，在10%-100%之間為中等程度變異，大于等于100%時為強變異得出同種土地類型土壤變異系數(shù)均為：SOM 最大、TN 次之、TP 較小均表現(xiàn)為中等變異，TK 變異系數(shù)最小為弱變異；不考慮土地類型，小流域養(yǎng)分的變異系數(shù)同樣為：SOM>TN>TP>TK，分別為：0.31、0.26、0.19 和0.05。流域土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)是土壤性質(zhì)的內(nèi)在反映，能表征不同土壤養(yǎng)分對環(huán)境因子的敏感度[14]，綜上，表明環(huán)境因子對土壤SOM、TN、TP、TK 的影響依次減小。方差分析表明（表1 相同字母代表差異不顯著（P>0.05））：巖溶洞穴和巖溶裂隙顯著小于其余三種土地類型土壤（農(nóng)耕地、林地、草地）的SOM、TN含量；農(nóng)耕地與其余四種土地類型土壤（草地、林地、巖溶洞穴和巖溶裂隙）SOM 和TN 含量差異顯著；林地和草地SOM 和TN 含量差異不顯著；巖溶裂隙和巖溶洞穴SOM 和TN 含量差異不顯著。農(nóng)耕地、林地、草地及巖溶裂隙間TP 含量差異不顯著；巖溶洞穴與農(nóng)耕地、林地、草地和巖溶裂隙TP含量均差異顯著；流域各土地類型土壤TK 含量差異均不顯著。可知喀斯特地區(qū)土地類型及地貌類型對土壤SOM 及TN 的影響大于對土壤TP 的影響大于對TK 的影響，這可能與土壤TP 和TK 含量主要取決于土壤母質(zhì)有關(guān)。由養(yǎng)分指標相關(guān)性分析（表2）可知：研究區(qū)土壤SOM、TN、TP 在0.01 置信水平上顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.30～0.95 之間。

表1 小流域土壤養(yǎng)分統(tǒng)計特征

表2 土壤養(yǎng)分的相關(guān)性

三、結(jié)論

通過對小流域不同土地利用類型和地貌類型土壤中的SOM、TN、TP和TK 進行分析，發(fā)現(xiàn)在小流域內(nèi)巖溶洞穴與巖溶裂隙土壤SOM 和TN 含量顯著小于林地、草地與農(nóng)耕地的含量（P ＜0.05）。在相同土地利用類型和地貌類型中，各養(yǎng)分元素均屬于中等以下變異，且整個流域內(nèi)SOM、TN、TP 均表現(xiàn)為中等變異。小流域內(nèi)地表土壤（林地、草地、農(nóng)耕地）和巖溶裂隙養(yǎng)分含量變異性明顯大于地下土壤（巖溶洞穴）養(yǎng)分含量變異性，巖溶洞穴土壤養(yǎng)分含量接近巖溶裂隙土壤養(yǎng)分含量，除有全鉀外，巖溶裂隙土壤養(yǎng)分含量與巖溶洞穴土壤養(yǎng)分含量無顯著差異性（p ＞0.05），但泥沙4 種養(yǎng)分含量均顯著低于農(nóng)耕地、林地和草地土壤養(yǎng)分含量（p ＜0.05）。巖溶洞穴作為相對密閉的地下空間，洞穴土壤主要來自次降雨中地表土壤的地下漏失，根據(jù)流域各土地利用類型和地貌類型土壤養(yǎng)分元素含量特征可知該流域巖溶洞穴土壤來源相對單一，主要來自巖溶裂隙。流域內(nèi)部，巖溶裂隙TP 含量小于其他土地類型包括巖溶洞穴TP 含量，流域TP 含量主要取決于母質(zhì)，因此巖溶裂隙全磷含量可以作為流域全磷的背景值對不同土地類型對土壤全磷的影響進行研究。就各養(yǎng)分元素相關(guān)系數(shù)而言，喀斯特地區(qū)小流域土壤養(yǎng)分存在SOM、TP、TN 同步變化規(guī)律，說明巖溶區(qū)SOM 是評價土壤質(zhì)量的關(guān)鍵指標。