珠江源马雄山低山区不同土地利用类型土壤有机质空间差异分析

赵虎 张梅芬 刘昊 杜先兵

【摘   要】 珠江源马雄山区是曲靖市生态维护较好的地区，发现了土壤有机质的空间分布、含量和与不同耕作状态下土壤有机质的相关性。提出了合理耕作、保护植被、改良土壤、政策保护的对策。反映出人文干预对土壤有机质的影响。

【关键词】 马雄山低山区;土地利用类型;有机质;空间差异

[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

土壤有机质是反映土壤肥力的重要指标，作为土壤类型划分依据是农业经济关注的重点，也是土壤学研究的重点[1]。其研究的价值对农业生产现代化有着重要作用，而曲靖市马雄山低山区土壤有机质目前在以上研究方面基本为空白。希望通过研究该区土壤有机质空间差异分析，进一步在该区传统农业生产模式上进行发展，使农用地集约化程度提高、土地利用类型转变、土壤管理措施优化、增大社会效益、土壤肥力强化。

1  数据来源与研究方法

1.1  数据来源

1.1.1 研究区域概况  马雄山位于我国云南省曲靖市沾益区，距沾益县城50km。位于东经103°、北纬25°附近。海拔约2104—2444m。属乌蒙山系，是南盘江、北盘江、牛栏江的分水岭，喀斯特地貌显著，为亚热带半湿润山区季风气候。垂直自然带分异明显，地貌结构复杂，土壤以红壤、沙壤为主，夏秋季降水占全年降水量的80%，而冬春季不及20%，平均气温为16.1°C，日照率20%—56%，动植物达1000种以上。以种植马铃薯、烤烟和玉米为主，农耕面积较广。此外，珠江源风景区还是国家4A级的森林公园。

1.1.2 不同土地利用类型土壤样品采集  收集马雄山低山区及周边区域的耕地、林地、草地、果园、荒地土样114份。采用Z字和S字型采点，对角线布点法等方法进行采样，为保证样品均匀，观察土壤剖面并根据土层厚度对每层均匀取土。详细记录，耕作类型、坐标、深度、样品名称、土壤情况、采样人、采样时间等。土样带回实验室至样品盘中，去除动物的遗体、石块、杂草后于阴凉处进行风干，用60目筛进行筛选，四分法取土称重，并测定。

1.1.3土壤有机质测定方法  运用重铬酸钾容量法进行测定。准备重铬酸钾、硫酸、硫酸亚铁溶液、邻啡罗啉指示剂后，查视土壤称取0.1g或0.2g土样入干燥试管中。吸取5mL 0.068mol/L 的重铬酸钾和浓硫酸溶液至试管中氧化并在温度170～180℃的远红外消煮炉中消煮，沸腾五分钟后取出冷却。将消煮液倒入250mL三角瓶中，用蒸馏水洗净使体积保持在60～70mL，加指示剂3滴，用0.2mol/L硫酸亚铁溶液滴定。溶液变色过程：橙黄→绿色→蓝绿→棕红色即为滴定完成。其中V1：空白对照组中所用硫酸亚铁的量;V2：有机质氧化后，滴定剩余重铬酸钾—硫酸溶液所用0.2mol/L硫酸亚铁的量;W：风干土重;0.012：一毫mol碳的重量; 1.1：该方法所测有机质一般为实际含量的90%，为校正常数而乘以1.1为标准。

1.2  研究方法

1.2.1 经典统计分析方法   通过最大最小值、平均值、标准差、方差、变异系数等反映土壤有机质的空间分布。其中变异系数CV=（标准差SD/平均数MN）*100%，变异值越大则变异程度越大，当CV<=10%为弱性变异，CV在10%——100%之间为中等变异，CV>=100%为强性变异。

1.2.2 相关分析方法  相关分析是指变量之间的依存关系和规律，相关系数用来计算相关关系的密切程度，并根据各变量建立数学模型，应用数学表达式反映变量的关系即回归分析计算公式如下：

Rxy表示变量x和y的相关程度，Xi表示测量值，X为平均值，Yi是测量值，Y表示平均值。Rxy的取值为[-1，+1]。r=0无线性相关;r=1为完全正相关，r=-1为完全负相关;-1≤r<0为负相关，00.8为强相关，|r|<0.3为弱相关。

2  数据与分析

2.1  不同土地利用类型土壤有机质统计特征分析

土壤机质含量：草地>林地>果园>耕地。结合实际分析：①放牧产生粪便提高草地有机质;②该区草地曾为水田种水稻有机质含量高;③林地属落叶阔叶林，落叶堆积成肥有機质含量较高;④果园由果农培养施加化肥，但次于林地。耕地：①土壤偏酸性;②采土时节处春耕，土壤贫瘠;③气候炎热大风，有机质流失;④烤烟、玉米农作物吸收较多有机质。根据方差、标准差知林地和草地有机质变量最大，耕地果园较稳定，是因为分布集中均匀，人为干扰大。而草地、林地分布零星，受土壤类型、动植物分布、分布地域等影响。

2.2  垂直方向上土壤有机质分布特征分析

由图一数据知有机质整体呈从上到下递减的趋势。①耕地属弱酸性土壤，黏度大、孔隙度小、难以翻动，有机质难扩散，因此表层大于底层;②草地表层受农牧影响有机质含量多，底层郁闭度高有机质含量较少;③林地表面受落叶堆积作用，受根系的吸收垂直方向上有机质含量递减;④表层受果农施肥有机质含量高而底部底。

2.3  不同类型土壤有机质变异系数分析

土壤有机质的空间分布和变化规律：总体上土壤有机质变异系数位于10%—100%之间属中等变异;其中，林地變异系数大于100%属于强性变异，说明研究区土壤有机质在空间上变异度大，这与环境、海拔、气候、人工施肥、历史条件、坡度、坡向、生物等有密切关系。此外，荒地变异系数最小是由于研究区受时间演化有机质流失大，且地貌属喀斯特地貌，风大石漠化严重，人为干扰小，所以变系数基于稳定。

2.4  土壤有机质空间变异与土地利用类型相关性分析

Rxy取值范围在[-1，+1]，表示变量x（有机质）和y（土地类型）相关程度。可知：①耕地、林地与有机质呈负相关;②草地、果园与有机质呈正相关;③其中耕地、果园、林地|R|<0.3为弱相关;④草地0.3<|R|<0.8与有机质关系为正相关中的中等强度相关。原因：耕地受人为影响，有施肥和收割期;林地为国家森林公园，受严格保护，长时间稳定变化几乎为0;果园相受人为和自然影响，且部分果园荒废所以相对变化大为弱相关;草地受放牧影响有机质含量高，随季节变化草木凋零，有机质含量变化，所以为中等较强相关。

3  结论与讨论

通过调查研究该区不同类型土壤有机质含量，发现区内不同土壤类型有机质含量差异大，有机质含量草地>林地>果园>耕地，土地类型变异度为中等变异，有机质的空间变化与土壤类型相关性较小，与土地类型的转变有着较强的相关度。农耕上存在思想意识和技术不足。本次调查研究，为生产提供参考。但有机质是一个变量，需要经常检测。同时土壤有机质是和其它因素共同作用的，与此要关注其变量。土壤有机质的提高是一个长期渐进的过程，需要长期投入从而实现地区的社会、生态、经济效益共赢并可持续发展。

参考文献：

[1]  何牡丹，李志忠，刘永泉. 土壤有机质研究方法进展[ J]. 新疆师范大学学报， 2007.09.

[2]  张宪茹，曲均峰. ASI法测定土壤有机质与国标法的相关性 研究. 磷肥与复肥， 2009： 81-82.

[3]  周 萍，王润生，阎柏琨，杨苏明，王青华. 高光谱遥感土壤有机质信息提取研究. 地理科学进展， 2008， 05： 29-36.

（编辑：李晓琳）