四川盆北地震重灾区农林复合模式的土壤培肥改土效果

赵昌平，王景燕，龚 伟，闫思宇，舒正悦，蔡 煜

（四川农业大学林学院/林业生态工程四川省重点实验室，成都 611130）

四川盆北地震重灾区农林复合模式的土壤培肥改土效果

赵昌平，王景燕，龚 伟，闫思宇，舒正悦，蔡 煜

（四川农业大学林学院/林业生态工程四川省重点实验室，成都 611130）

【目的】了解四川盆北地震重灾区不同农林复合模式对土壤的培肥改土效应，以筛选出适宜的农林复合模式。【方法】对四川盆北地震重灾区8种农林复合模式（梨树+蕉藕（LSJO）、梨树+胡豆（LSHD）、梨树+油菜（LSYC）、梨树+红苕（LSHS）、核桃+蕉藕（HTJO）、核桃+魔芋（HTMY）、枇杷+大豆（PPDD）、枇杷+红苕（PPHS））和农地对照（CK）的土壤物理性质、养分含量和酶活性进行研究，并利用隶属函数法对各模式的土壤抗蚀性、肥力和培肥改土效应进行综合评价。【结果】8种农林复合模式与 CK相比，土壤非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙、通气度、自然含水量、最大持水量、毛管持水量、最小持水量和排水能力分别增加 17.6% —161.8%、11.6%—32.7%、12.5%—45.2%、17.9%—79.5%、10.7%—35.4%、13.7%—48.6%、12.0%—33.1%、16.4%—58.7%和10.4%—25.3%；＞0.25 mm土壤团聚体（干筛）、＞0.25 mm水稳性团聚体（湿筛）和水稳性团聚体平均重量直径分别增加0.9%—7.2%、5.6%—18.1%和14.8%—138.7%；结构体破坏率和不稳定团粒指数分别降低24.0%—51.4%和17.1%—54.7%；＜0.002 mm土壤黏粒含量、结构性颗粒指数、团聚状况、团聚度和物理稳定性指数分别增加15.1%—45.2%、14.2%—28.9%、69.3%—417.3%、58.3%—256.6%和3.5%—23.9%；＜0.05 mm微团聚体含量、分散率、侵蚀系数和受蚀性指数分别降低5.4%—33.7%、8.4%—44.1%、18.0%—49.8% 和19.1%—75.1%；有机碳、全氮和碱解氮含量分别增加 7.1%—46.7%、4.3%—30.9%和18.8%—57.5%；有效磷和速效钾含量分别降低1.7%—29.7%和20.8%—53.4%；脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性分别增加17.3%—60.0%、34.7%—149.2%和21.0%—102.8%；各模式土壤抗蚀性综合值（CVSA）和培肥改土效应综合值（CVAE）均显著高于农地对照（CK），各模式除梨树+红苕和枇杷+红苕外，土壤肥力综合值（CVSF）均显著高于农地对照（CK）。梨树、核桃和枇杷林下分别以种植蕉藕、蕉藕和大豆具有较高的土壤抗蚀性综合值、土壤肥力综合值和土壤培肥改土效应综合值。土壤抗蚀性综合值与土壤肥力综合值间呈显著正相关（P＜0.05）。【结论】在梨树林下种植蕉藕、胡豆和油菜，在核桃林下种植蕉藕和魔芋及在枇杷林下种植大豆具有显著的培肥改土效应，对于提高四川盆北地震重灾区土壤抗蚀性和土壤肥力具有重要作用；土壤抗蚀性的提高与土壤肥力的增加具有协同效应。

地震重灾区；农林复合模式；培肥改土；四川盆地

0 引言

【研究意义】2008年的“5·12”汶川特大地震使汶川、北川、绵竹和什邡等多个县（市）成为了地震重灾区［1］，由地震引发的塌方、滑坡、泥石流等次生灾害使地表结构和地上植被遭受破坏、水土流失加剧和土壤养分流失［2］。探索地震灾区适宜的生态恢复途径，提高培肥改土效应和土地资源利用率已成为当前亟待解决的问题。农林复合生态模式是立体农业的一种，它既能充分利用土地资源，又能缓解农林争地矛盾，还能培肥改土［3-5］，是兼顾农林业生产和生态恢复的重要措施之一。因此，研究农林复合模式的培肥改土效应对地震重灾区农林复合模式构建和生态恢复具有重要意义。【前人研究进展】农林复合模式既是一种古老的土地利用方式，又是一门新兴的研究领域［6］。与传统农耕模式相比，农林复合模式在改善土壤结构，提高土壤质量方面有着重要作用。如 ARÉVALOGARDINI等［7］研究发现，热带地区可可农林复合模式对土壤理化性质具有重要的改良作用。SINGH等［8］发现，在印度杨树、桉树分别与玫瑰草、柠檬香茅间作5年后与这2种香料作物单作相比，土壤表层的有机质提高了33.3%—83.3%，有效磷提高3.4%—32.8%，速效钾含量也有显著提高。文化一等［9］研究发现，桐粮间作使土壤有机质增加0.809%，N增加0.029%，P2O5增加0.049%，K2O增加0.064%，总孔隙度增加2.3—3.5%，容重减轻 0.01—0.188 g·cm-3。然而，TORNQUISTA等［10］在湿润热带地区研究发现，农林复合模式对土壤养分含量没有显著影响。沈慧等［11］选用土壤肥力指标和土壤抗蚀性指标等构建了水土保持林土壤改良效益评价指标体系。【本研究切入点】有关农林复合模式对土壤培肥改土效应影响的研究报道较多［4， 6-7， 12-13］，但多以单项或几项指标研究为主，且主要集中在土壤理化性质方面，通常只从某一角度反映土壤的改良效果，而缺乏对土壤培肥改土效益的综合评价。【拟解决的关键问题】为构建和完善农林复合模式培肥改土效应综合评价指标体系，筛选出适宜的农林复合模式进行生态恢复和农民增收致富，本文以四川省绵竹市地震重灾区的几种农林复合模式为对象，研究不同模式的培肥改土效应，并利用隶属函数法对不同模式土壤抗蚀性、肥力和培肥改土效应进行综合评价，以期为研究区域农林复合模式构建、植被恢复及农林复合模式培肥改土效益综合评价提供参考。

1 材料与方法

1.1研究区概况

研究区位于四川省德阳绵竹市遵道镇棚花村（31°23′N，104°07′E），该区属亚热带湿润季风区，气候温和，四季分明，降水充沛。年平均气温 15—17℃，最冷月（1月）平均气温 5—6℃，最热月（7月）平均气温14.0℃，年平均降水量1 053.2 mm。供试土壤为山地黄壤，土层厚度40 cm左右；试验区海拔800—900 m，坡度15°左右。农林复合模式是2009年秋季坡地退耕成梨树（Pyrus spp）林、核桃（Juglans regia）林和枇杷（Eriobotrya japonica）林后形成的，林下种植的农作物包括蕉藕（Canna edulis）、魔芋（Amorphophallus rivieri）、胡豆（Vicia faba）、油菜（Brassica campestris）、大豆（Glycine max）和红苕（Ipomoea batatas），人工构建的8种农林复合模式包括梨树+蕉藕（LSJO）、梨树+胡豆（LSHD）、梨树+油菜（LSYC）、梨树+红苕（LSHS）、核桃+蕉藕（HTJO）、核桃+魔芋（HTMY）、枇杷+大豆（PPDD）、枇杷+红苕（PPHS）；退耕前农耕地采用玉米（Zea mays）+油菜（CK）一年两熟种植方式。退耕前（2009年秋季）耕层（0—20 cm）土壤理化性质（平均值）为：有机质32.4 g·kg-1、全氮1.61 g·kg-1、全磷1.37 g·kg-1、全钾17.8 g·kg-1、有效磷208.6 mg·kg-1、速效钾116.4 mg·kg-1和pH 5.51。梨树林、核桃林和枇杷林林分密度分别为1 150株/hm2、500株/hm2和850 株/hm2。各季作物总施肥量尿素150 kg N·hm-2、过磷酸钙60 kg P2O5·hm-2、硫酸钾150 kg K2O·hm-2，全部肥料作为基肥于播种前一次性均匀撒施后翻入土中供林木和作物当年或当季生长需要。每年或每季作物收获或林木果实成熟后，各农林复合模式和农耕地中各作物根茬及作物和林木枯落物均残留于原地自然分解，各农作物地上部分全部被带走，各作物和林木地上和地下经济产量部分也全部被带走。

1.2研究方法

在调查试验地的基础上，选择有代表性且坡向、坡度、坡位和海拔基本一致的梨树+蕉藕、核桃+蕉藕、核桃+魔芋、枇杷+大豆、梨树+胡豆、梨树+油菜、枇杷+红苕、梨树+红苕及农地对照（玉米+油菜）为研究样地。2014年10月中旬在每种模式中设置3个10 m×10 m的标准地，采用蛇形5点取样法分别采集0 —20 cm土层混合样品，带回实验室后用于测定土壤理化性质；同时用环刀采样用于测定土壤水分物理性质。测定指标包括：土壤容重、孔隙度、持水量、团聚体组成及其稳定性、微团聚体和颗粒组成、分散特性、养分含量及酶活性。

土壤容重、持水量和孔隙度等物理性质采用环刀法测定［14］；土壤有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法，全氮采用凯氏定氮法，速效钾采用乙酸铵浸提火焰光度法，碱解氮采用碱解扩散吸收法，有效磷采用Olsen法，团聚体组成采用机械筛分法［14］；微团聚体和颗粒组成采用吸管法［15］；蔗糖酶采用3，5二硝基水杨酸比色法，磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法，脲酶采用苯酚-次氯酸钠比色法［16］。根据以上测定结果计算各模式土壤结构体破坏率（RSD）、水稳性团聚体平均重量直径（EMWD）、不稳定团粒指数（ELT）、结构性颗粒指数、团聚状况、团聚度、分散率、侵蚀系数、受蚀性指数和物理稳定性指数［17-21］。

当前衡量土壤抗蚀性的指标较多［19］，为了综合评价不同农林复合模式土壤抗蚀性及模式间差异，选用＞0.25 mm水稳性团聚体含量、＞0.5 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均重量直径、结构体破坏率、不稳定团粒指数、有机质、容重、总孔隙、毛管孔隙、非毛管孔隙、＜0.002 mm黏粒含量、结构性颗粒指数、团聚状况、团聚度、分散率、侵蚀系数、受蚀性指数和物理稳定性指数共 18个与土壤抗蚀性较密切的指标，进行土壤抗蚀性综合评价。选用土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶共8个与土壤肥力较密切的指标，进行土壤肥力综合评价。采用模糊数学的隶属函数法［22］，对每个模式抗蚀性指标和土壤肥力指标进行转换（若指标与抗蚀性（或土壤肥力）呈正相关，数据转换公式为：X（u）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）；否则，数据转换公式为：X（u）=1-（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）），通过每个指标隶属值对土壤抗蚀性和土壤肥力进行综合分析。分别将每个模式土壤抗蚀性和土壤肥力各指标的隶属函数值累加，求其土壤抗蚀性（CVSA）和土壤肥力（CVSF）综合值，值越大表示土壤抗蚀性越强和土壤肥力越高。将各模式土壤抗蚀性综合值与土壤肥力综合值相加，以计算各模式的培肥改土综合效应值（CVAE），值越大表示培肥改土效应越好。

文中数据采用SPSS 19.0软件进行统计和分析，表中数据均为平均值，不同模式各变量之间的显著性检验采用单因子方差分析（ANOVA）。

2 结果

2.1不同模式土壤容重、孔隙度和持水性

农地转变为农林复合模式后，各模式间土壤容重差异较小且不显著，土壤孔隙度及持水性均有一定程度的增加。由表1可知，与农地对照相比，各模式土壤非毛管孔隙增加17.6%—161.8%，除梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；毛管孔隙增加11.6%—32.7%，除梨树+油菜、梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；总孔隙增加12.5%—45.2%，除梨树+红苕外其他模式与对照间差异显著；通气度增加17.9%—79.5%，除梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；自然含水量增加10.7%—35.4%，除梨树+油菜、梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；最大持水量增加13.7%—48.6%，各模式与对照间差异均显著；毛管持水量增加12.0%—33.1%，除梨树+油菜、梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；最小持水量增加 16.4%—58.7%，各模式与对照间差异均显著；土壤排水能力增加10.4%—25.3%，梨树+蕉藕、核桃+蕉藕和核桃+魔芋 3种模式与对照间差异显著，其他几种模式与对照间差异不显著。说明农林复合模式对土壤孔隙度和持水性具有较好的改善作用。

2.2不同模式土壤团聚体组成及其稳定性

农地转变为农林复合模式后，对土壤团聚体组成及其稳定性具有一定程度的影响。由表2可知，与农地对照相比，各模式（梨树+蕉藕、梨树+胡豆、梨树+油菜、梨树+红苕、核桃+蕉藕、核桃+魔芋、枇杷+大豆和枇杷+红苕）＞0.25 mm土壤团聚体（干筛）增加0.9%—7.2%，除梨树+红苕外其他模式与对照间差异显著；＞0.25 mm水稳性团聚体（湿筛）增加5.6% —18.1%，各模式与对照间差异均显著；结构体破坏率降低 24.0%—51.4%，不稳定团粒指数（ELT）降低17.1%—54.7%，水稳性团聚体平均重量直径增加14.8%—138.7%，各模式与对照间差异均显著。说明农林复合模式均能改善土壤团聚体组成和提高土壤结构稳定性。

表1　不同农林复合模式土壤容重、孔隙度和持水性Table 1 Soil bulk density， porosity and water-holding capacity in different agro-forestry models

表2　不同农林复合模式土壤团聚体组成及稳定性Table 2 Composition and stability of soil aggregates in different agro-forestry models

2.3不同模式土壤分散特性

农地转变为农林复合模式后，对土壤微团聚体和颗粒组成及分散性具有一定程度的影响。由表3可知，与农地对照相比，各模式（梨树+蕉藕、梨树+胡豆、梨树+油菜、梨树+红苕、核桃+蕉藕、核桃+魔芋、枇杷+大豆和枇杷+红苕）＜0.002mm土壤黏粒含量增加15.1%—45.2%，除梨树+红苕外其他模式与对照间差异显著；＜0.05 mm颗粒含量增加3.2%—18.5%，各模式与对照间差异均显著；＜0.05 mm微团聚体含量降低5.4%—33.7%，除梨树+红苕外其他模式与对照间差异显著；结构性颗粒指数增加14.2%—28.9%，除梨树+红苕外其他模式与对照间差异显著；团聚状况增加69.3%—417.3%，各模式与对照间差异均显著；团聚度增加58.3%—256.6%，各模式与对照间差异均显著；物理稳定性指数增加3.5%—23.9%，除梨树+胡豆、梨树+油菜、梨树+红苕、枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；分散率降低8.4%—44.1%，各模式与对照间差异均显著；侵蚀系数降低18.0%—49.8%，除梨树+红苕外其他模式与对照间差异显著；受蚀性指数降低19.1%—75.1%，各模式与对照间差异均显著。说明农林复合模式能改善土壤微团聚体和颗粒组成，增强土壤抗蚀性和降低土壤分散性。

2.4不同模式土壤养分含量与酶活性

农地转变为农林复合模式后，对土壤养分含量和酶活性具有一定的影响。由表4可知，与农地对照相比，各模式（梨树+蕉藕、梨树+胡豆、梨树+油菜、梨树+红苕、核桃+蕉藕、核桃+魔芋、枇杷+大豆和枇杷+红苕）土壤有机碳含量增加7.1%—46.7%，除梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；全氮含量增加4.3%—30.9%，除梨树+油菜、梨树+红苕和枇杷+红苕外其他模式与对照间差异显著；碱解氮含量增加 18.8%—57.5%，有效磷含量降低 1.7%—29.7%，速效钾含量降低20.8%—53.4%，蔗糖酶活性增加21.0%—102.8%，脲酶活性增加17.3%—60.0%，磷酸酶活性增加34.7%—149.2%，各模式与对照间差异均显著。说明总体上农林复合模式对土壤养分含量和酶活性具有一定的增加作用。

表3　不同农林复合模式土壤颗粒组成及其分散性Table 3 Composition and dispersion of soil particles in different agro-forestry models

表4　不同农林复合模式土壤养分含量和酶活性Table 4 Soil nutrient contents and enzyme activities in different agro-forestry models

2.5不同模式培肥改土效应综合评价

农地转变为农林复合模式后，土壤抗蚀性综合值、肥力综合值和培肥改土效应综合值均有一定程度的增加。由表4可知，与农地相比，各模式（梨树+蕉藕、梨树+胡豆、梨树+油菜、梨树+红苕、核桃+蕉藕、核桃+魔芋、枇杷+大豆和枇杷+红苕）土壤抗蚀性综合值增加 128.2%—571.6%，各模式均显著高于农地对照；肥力综合值增加11.2%—194.2%，除梨树+红苕和枇杷+红苕外其他几种模式显著高于对照；培肥改土综合效应值增加65.8%—370.2%，各模式均显著高于农地对照。土壤抗蚀性综合值（y）与土壤肥力综合值（x）呈显著正相关（y=2.000x-0.162， r= 0.942， P＜0.05，n=27）。说明农林复合均能起到较好的培肥改土作用，有利于研究区土壤质量的改善。

3 讨论

土壤容重是土壤紧实程度的敏感性指标，一定程度上反映土壤孔隙状况和贮水能力［4］。土壤孔隙度的大小、数量及分配是土壤物理性质的基础，是评价土壤结构好坏的重要指标，与土壤持水能力和排水能力密切相关［12］。毛管孔隙的大小能够反映土壤保持水分的能力，非毛管孔隙大小能够反映土壤的通气、透水状况［4］。CARVALHO等［23］研究表明，农林复合模式与常规栽培相比，具有较小的土壤容重、较大的孔隙度和较好的渗透性。夏志光［12］的研究表明，落叶松+大豆和杨树+大豆2种农林复合模式明显降低土壤容重，改善土壤孔隙状况和增加土壤贮水能力。本研究结果表明，8种农林复合模式土壤孔隙度、持水量和排水能力均比农地对照高。这一结果与CARVALHO等［23］和夏志光［12］的研究一致，进一步说明农林复合模式对改善土壤孔隙状况和提高土壤持水性具有重要作用。本研究中农林复合模式与农地对照相比，土壤容重有增加趋势，但增加不显著，这与前面学者的研究结果有一定的差异。出现差异的原因与农地转变为农林复合模式以后土壤翻耕扰动频率减少，土壤相对变得紧实，而农地翻耕频率较大，一直保持相对较疏松状态有关。陈学文等［24］的研究发现，免耕与正常耕作相比显著增加表层土壤容重。这进一步说明退耕或减少耕作频率有利于土壤在一定程度上变得相对紧实。因此，农林复合模式对增加土壤孔隙度和持水性具有较好的促进作用，同时也有利于土壤紧实度的增加而降低水土流失的可能。

土壤抗蚀性是评价土壤抵抗侵蚀能力的重要参数，它与土壤内在理化性质关系密切［25］。土壤团聚体是土壤结构的基本单元，可用于表征土壤抗蚀性与通透性［26］。土壤有机质在土粒团聚过程中起着重要的胶结作用，其含量高低对团聚体的稳定性强弱有重要影响［27］。王景燕等［25］的研究表明，退耕还林有利于土壤有机质含量增加和抗蚀性的增强，且有机质与抗蚀性指标均呈显著相关。陈佳等［28］的研究发现，由于受人为干扰的影响程度大，人工林和坡耕地与原生林和次生林相比土壤有机质含量降低、抗蚀性减弱。本研究结果表明，农地转变为农林复合模式后土壤有机质含量增加，土壤分散性减弱，而土壤稳定性和抗蚀性增强。出现这一结果的原因与本试验所处的区域降雨充沛，农地水土流失相对较严重，营造农林复合模式后多年生乔木通过庞大林冠结构在雨季起到较好的保护作用，大量的枯落物归还形成有机质和胶结剂，加之林木根系的生长和穿插作用能促进土粒团聚，并形成良好的孔隙系统，从而提高土壤抗蚀性有关［29］。这和卢喜平等［30］对三峡库区2种果草模式抗蚀性和史晓梅等［31］对紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗蚀性的研究结果一致。另外，植物特性不同对土壤的改善也有一定差异，如韩鲁艳等［32］的研究发现，多年生草本植物群落的土壤抗蚀性要强于一二年生草本植物群落。本研究中蕉藕和魔芋为多年生草本植物，由于生长期与普通农作物相比相对较长，从而减少了人为对土壤的扰动，这应该是本研究中梨树+蕉藕、核桃+蕉藕及核桃+魔芋 3种复合模式对土壤的改良效果要明显优于其他模式的原因之一。因此，在农林复合模式的构建过程中，要尽量选择多年生作物以提高土壤的培肥改土效果。

土壤团粒结构是土壤肥力的中心调节器，与土壤肥力密切相关，团聚体及其稳定性是土壤质量的敏感性物理指标［33］。据报道，土壤团聚体的变化，一方面影响土壤肥力，另一方面也影响土壤抗侵蚀的能力［34］。土壤表层近 90%的有机质位于土壤团聚体内［35］，团聚体含量的增加和稳定性的提高给有机质的固定提供一个适宜的场所，促进有机质的积累。本研究中，几种复合模式土壤有机质、全氮、碱解氮含量均比对照高，各模式的大小顺序为梨树+蕉藕＞核桃+蕉藕＞核桃+魔芋＞梨树+胡豆＞梨树+油菜＞枇杷+红苕＞梨树+红苕，而各模式土壤中＞0.25 mm的团聚体和水稳性团聚体含量也比农地对照高，且各模式的大小顺序与有机质的一致。说明土壤团聚体和水稳性团聚体含量的增加为土壤养分的保蓄提供了重要的场所，是增加土壤养分和减少其流失的重要原因之一。另外，土壤团聚体和水稳性团聚体含量的增加又会进一步改善土壤结构，提高其稳定性。本研究中各农林复合模式土壤孔隙度、持水量、排水能力和稳定性高于农地对照，土壤分散性低于农地对照，且各模式土壤抗蚀性综合值均显著高于农地对照。另外，本研究还发现土壤肥力综合值与土壤抗蚀性综合值间呈显著正相关。因此，土壤抗蚀性增强与土壤肥力的增加具有协同效应，土壤抗蚀性的增强有利于土壤肥力的提高，土壤肥力的提高又进一步促进土壤抗蚀性的增强。

土壤养分含量是土壤化学肥力的重要指标，土壤酶活性是土壤生物肥力的重要指标［6］。许多研究表明，农林复合模式可以提高土壤养分含量和酶的活性［4， 6， 13］。本研究结果发现，8种模式土壤有机质、全氮和碱解氮含量及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性与农地对照相比均有一定程度的提高；相反，土壤有效磷和速效钾含量与农地相比却有所下降。土壤中有效养分含量降低的结果与部分学者的研究结果相似，如CARDOSO等［36］对巴西咖啡复合模式的研究发现，土壤有效磷含量比常规栽培的农地低；王娇［4］对辽西北大扁杏复合模式的研究也发现，土壤速效钾低于农地对照。农作物种植过程中大量化肥施用应该是增加农地土壤有效养分含量，使农林复合模式土壤有效养分含量相对降低的原因之一。另外，本研究中由于梨树、核桃和枇杷在生长季中需要大量的营养元素，而所需营养元素均从土壤养分中吸取，这可能是导致农林复合模式中土壤有效磷和速效钾含量相对降低的另一原因。虽然本研究中几种农林复合模式土壤有效磷和速效钾的含量与对照相比有所降低，但各农林复合模式除梨树+红苕和枇杷+红苕两模式外土壤肥力综合值均显著高于农地对照，且各农林复合模式的培肥改土效应综合值均显著高于农地对照。因此，农林复合模式兼具了林地的功能和农地的部分生产性能，同时具有显著的培肥改土效应，既能缓解农林争地矛盾，又能促进土地生产力提高、增收致富和生态环境改善，是四川盆北地震重灾区植被恢复建设的可选模式。

据报道，在水土流失过程中土壤黏粒最易流失而使土壤颗粒组成中粗粉粒含量相对增多［37］。农耕地由于农事管理对土壤的人为扰动较频繁，且土壤因无树木等高大植株冠层的避护易受雨滴直接击溅而导致土壤侵蚀严重，土壤颗粒组成中小粒级土粒含量降低而粗粒级土粒含量相对增加。农林复合模式既有林木树冠的适当避护，也减少了对土壤的人为扰动，加之林木根系的固土护坡作用，从而减少了水土流失，尤其是细小土粒的流失，从而导致壤颗粒组成中小粒级含量的相对增加。另外，也有研究发现植树造林恢复植被能稳定成土环境，有利于黏化作用和黏粒的形成聚积［38］，这可能是农林复合模式中黏粒含量相对增加的另一原因。

4 结论

农地转变为农林复合模式5年后，与农地相比，各模式土壤孔隙度、持水性、团聚体组成及其稳定性、抗蚀性、养分含量（除有效磷和速效钾外）和酶活性均有不同程度的提高。各模式土壤抗蚀性综合值、土壤肥力综合值和培肥改土效应综合值均高于农地对照，其中梨树林下种植以蕉藕为最好，胡豆次之；核桃林下种植以蕉藕为最好，魔芋次之；枇杷林下种植以大豆为最好，红苕次之。土壤抗蚀性综合值与土壤肥力综合值间呈显著正相关，两者具有协同效应。研究结果对合理构建农林复合模式以提高四川盆北地震重灾区培肥改土效应具有重要作用。

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（责任编辑 杨鑫浩）

Soil Amendment and Enrichment Efficiency of Agro-Forestry Models in Serious Earthquake Region of Northern Sichuan Basin

ZHAO Chang-ping， WANG Jing-yan， GONG Wei， YAN Si-yu， SHU Zheng-yue， CAI Yu
（College of Forestry， Sichuan Agricultural University/Sichuan Provincial Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering，Chengdu 611130）

【Objective】The effects of different agro-forestry models on soil amendment and enrichment efficiency were studied to select the optimum model in serious earthquake region of northern Sichuan basin.【Method】Soil physical properties， nutrientcontents and enzyme activities were determined under 8 agro-forestry models （including Pyrus spp+canna edulis （LSJO）， Pyrus spp+Vicia faba （LSHD）， Pyrus spp+Brassica chinensis （LSYC）， Pyrus spp+Ipomoea batatas （LSHS）， Juglans regia+Canna edulis （HTJO）， Juglans regia+Amorphophallus rivieri （HTMY）， Eriobotrya japonica+Glycine max （PPDD）， Eriobotrya japonica+ Ipomoea batatas （PPHS）） and farmland control （CK）， and the membership function method was used to evaluate soil anti-erodibility，fertility， and amendment and enrichment efficiency of different models.【Result】Compared with the CK， soil non-capillary porosity，capillary porosity， total porosity， ventilation degree， natural water content， maximum water-holding capacity， capillary water-holding capacity， minimum water-holding capacity and drainage capacity of the 8 agro-forestry models were increased by 17.6%-161.8%，11.6%-32.7%， 12.5%-45.2%， 17.9%-79.5%， 10.7%-35.4%， 13.7%-48.6%， 12.0%-33.1%， 16.4%-58.7% and 10.4%-25.3%，respectively； ＞0.25 mm soil aggregate （dry sieving）， ＞0.25 mm water-stable aggregate （wet sieving） and mean weight diameter of water-stable aggregates were increased by 0.9%-7.2%， 5.6%-18.1% and 14.8%-138.7%， respectively； ratio of soil structure deterioration and index of unstable aggregate were reduced by 24.0%-51.4% and 17.1%-54.7%， respectively； ＜0.002 mm clay content， structure particle index， aggregation status， aggregation degree and physical stability index were increased by 15.1%-45.2%，14.2%-28.9%， 69.3%-417.3%， 58.3%-256.6% and 3.5%-23.9%， respectively； ＜0.05 mm micro-aggregates content， dispersion rate，erosion coefficient and eroded index were reduced by 5.4%-33.7%， 8.4%-44.1%， 18.0%-49.8% and 19.1%-75.1%， respectively；organic C， total N and hydrolysis N content were increased by 7.1%-46.7%， 4.3%-30.9% and 18.8%-57.5%， respectively； available P and available K content were reduced by 1.7%-29.7% and 20.8%-53.4%， respectively； invertase， phosphatase and urease activity were increased by 17.3%-60.0%， 34.7%-149.2% and 21.0%-102.8%， respectively. The comprehensive value of soil anti-erodibility （CVSA） and amendment and enrichment efficiency （CVAE） in all agro-forestry models were significantly higher than that in CK. The comprehensive value of soil fertility （CVSF） in all agro-forestry models except for LSHS and PPHS were significantly higher than that in CK. Planting canna edulis， canna edulis and Glycine max under Pyrus spp plantation， Juglans regia plantation and Eriobotrya japonica plantation respectively， could gain higher CVSA， CVSF and CVAE. The CVSA positively and significantly correlated with CVSF （P＜0.05）. 【Conclusion】Planting canna edulis， Vicia faba， Brassica chinensis in Pyrus spp plantation，planting canna edulis and Amorphophallus rivieri in Juglans regia plantation and planting Glycine max in Eriobotrya japonica plantation have significant soil amendment and enrichment efficiency， and are important to improve soil anti-erodibility and soil fertility in serious earthquake region of northern Sichuan basin. The improvement of soil anti-erodibility and soil fertility has a synergistic effect.

serious earthquake region； agro-forestry model； soil amendment and enrichment efficiency； Sichuan basin

2016-02-25；接受日期：2016-05-27

国家“十二五”科技支撑计划（2011BAC09B05）、土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放课题（0812201244）

联系方式：赵昌平，E-mail：lovezcp@126.com。通信作者王景燕，E-mail：wangjingyan@sicau.edu.cn