秦岭北麓浅山区复绿土地土壤养分的空间分布特征

寇萌 辛鑫

(咸阳师范学院资源环境与历史文化学院，陕西 咸阳 712000)

引言

秦岭北麓泛指秦岭主脊以北至渭河以南地区，是高大巍峨山地和广阔无垠关中平原的过渡地带，这种区位特殊性使得其在保护秦岭上占有举足轻重的地位[1]。秦岭北麓浅山区是山地与平原的过渡带，即山地生态系统与其相邻的平原生态系统之间的生态交错带，生态系统具有脆弱性和过渡性[1,2]；由于该区地势相对平缓，村庄广泛而密集分布，受人为影响较大，原有自然植被和土壤破坏严重，荒山荒坡面积逐年增大，次生林杂乱分布，同时还加剧了水土流失问题[2,3]。

从1999年开始，陕西省在全省范围内实施以水土保持、退耕还林(草)为主要内容的山川秀美工程，然而经过近20a的恢复，在村庄广布的秦岭北麓浅山区生态环境不仅没有恢复，甚至存在过度开发，违规开发建设，导致生态环境持续恶化，自然植被几乎破坏殆尽，土地退化等问题对原有生态环境造成不可逆转的损害。加强秦岭北麓的水土流失治理，实施山川秀美工程，保护生物资源，改善生态环境已迫在眉睫。

为保护秦岭北麓的生态环境，陕西省出台了《陕西省秦岭生态保护条例》和《陕西省秦岭生态环境保护整改方案》，对于在浅山地带违规的开发建设活动一律予以取缔，并及时对破坏的土地进行复绿。基于此契机，本研究以秦岭北麓浅山区鄠邑段拆除违建后的复绿土地作为研究对象，探明复绿土地的土壤养分含量，这为摸清该区植被与土壤状况提供了数据支撑，也对后续该区进行的人为干扰用地及时复绿的生态环境保护建设工作有十分重要的实际意义，也可为该地带的植被恢复和保育提供科学的理论依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

研究区地处秦岭北麓浅山区鄠邑区(N33°46′～34°16′，E108°22′～108°46′)。气候属暖热带半湿润大陆性季风气候区，四季冷暖干湿分明，年均无霜期219d，年均降水量879mm，年均气温13℃，地带性土壤是黄棕壤。浅山区宽度约6～8km，多是相对高度500m以下的低山，由于坡度较缓，且有一定的黄土沉积，多为山区农耕地。由于人类活动频繁，原有自然植被破坏严重，现存植被多为人工种植的次生林，包含一部分退耕还林地，植被类型为针阔叶混交林[4]。

1.2 样地选择

在秦岭北麓浅山区鄠邑段选择违建拆除后种植白皮松(Pinus bungeana)、杨树(Populus simonii)、柏树(Cupressus funebris)的复绿土地作为研究对象，以研究区天然侧柏(Platycladus orientalis)林和农田作对照。每种植被类型选择3个样地作为重复，共有样地15个。

1.3 土壤样品采集与测定

在每个样地随机选择3个样点取土样，分别采集0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm土层的土样。用取土钻采取新鲜的土样，将一个样地的土样分层充分混合装入布袋，并标注采样时间、采样编号等基本信息。将所取的土样自然风干后充分研磨并过2mm尼龙筛。用实验室常规化学分析法测定土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量[5]。

1.4 数据处理

用Excel 2016整理数据并做图表，SPSS 25统计软件对数据进行差异显著性分析，采用单因素ANOVA分析，两两比较采用邓肯多重比较分析。以P=0.05为显著性检验水平，即P<0.05表示存在显著差异，P<0.01表示差异极显著。

2 结果分析

2.1 不同植被类型土壤有机质含量

土壤有机质可为植物生长发育提供物质基础，是土壤养分的主要供给源，有很好的保肥能力和缓冲性，所以土壤有机质是土壤肥力高低的一个重要指标[6]。

复绿树种白皮松、杨树、柏树的土壤有机质含量分别在5.23～6.85g·kg-1、5.82～9.11g·kg-1、6.8～10.72g·kg-1，见表1，复绿树种之间的土壤有机质含量没有显著差异。白皮松和杨树土壤有机质含量随土层深度的增加表现出先减小后增加的趋势；柏树则表现出随土层深度增加先增后减的趋势。

表1 不同植被类型土壤养分含量

天然侧柏林土壤有机质含量在6.35～78.37g·kg-1，随土层深度的增加，表现出减小的趋势，在0～40cm土层中显著高于复绿树种，但在40～100cm土层中，土壤有机质含量和复绿树种之间无显著性差异，见表1。

农田土壤有机质含量在8.21～18.21g·kg-1，随土层深度的增加，有机质含量呈下降趋势。在0～40cm土层中，土壤有机质含量显著高于复绿树种，在0～20cm土层中明显小于天然侧柏林；在40～100cm土层中，土壤有机质含量又高于天然侧柏林，见表1。

天然侧柏林表层0～20cm土层土壤有机质含量高达78.37g·kg-1，远高于其它植被，与其土壤表层大量凋落物的存在有很大关系，这些凋落物积累形成一层厚厚的腐殖质层，会增加土壤有机质的含量[7]。在40～100cm土层中，农田和3个复绿树种土壤有机质含量要略高于天然侧柏林，说明人工管理措施在改善深层土壤有机质含量可以发挥一定作用。

2.2 不同植被类型土壤碱解氮含量

碱解氮是植物实际可利用的氮元素形态，测定土壤中的碱解氮的空间分布，对于了解土壤肥力有重要意义[8]。

复绿树种白皮松、杨树、柏树土壤碱解氮含量分别在14.23～18.2mg·kg-1、11.67～21.7mg·kg-1、15.05～32.55mg·kg-1，见表1。随土层深度的增加，白皮松和杨树的土壤碱解氮含量表现出先减少后增加的趋势；柏树的碱解氮含量则表现出先增加后减少的趋势。3个复绿树种之间土壤碱解氮含量差异不显著。

天然侧柏林土壤碱解氮含量在14.35～139.3mg·kg-1，随土层深度增加，表现出先减后增的趋势。在表层0～20cm土层中，土壤碱解氮含量远高于其它植被类型。但在20～100cm土层中，土壤碱解氮含量急剧下降，甚至略低于复绿树种，显著低于农田，见表1。

农田土壤碱解氮含量在21.7～59.15mg·kg-1，随土层深度增加，表现出先减后增的趋势，见表1。在0～60cm土层中，土壤碱解氮含量显著高于复绿树种和侧柏林(在0～20cm土层中侧柏显著高于农田)。在80～100cm土层中，农田土壤碱解氮含量远高于其它植被类型。

在0～20cm土层，复绿树种土壤碱解氮含量明显低于天然侧柏林和农田，说明现有的复绿措施并不能有效改善土壤表层碱解氮的含量。在40～100cm土层中，复绿树种和天然侧柏林的土壤碱解氮含量差异并不明显，甚至人工管理的柏树土壤碱解氮含量要略高于天然侧柏林，说明现有的复绿措施在改善深层土壤碱解氮含量上可以发挥一定的作用。而农田的土壤碱解氮含量明显高于复绿土地和天然侧柏林(除柏树40～60cm土层外)，这与作物施肥有关，研究表明，秦岭北麓农田土壤养分中N素含量一直处于盈余状况[9]。

2.3 不同植被类型土壤有效磷含量

磷是植物必需的元素之一，土壤可利用磷含量是评定土壤供给能力的相对指标[10]。

复绿树种白皮松、杨树、柏树土壤有效磷含量分别在15.48～23.21mg·kg-1、7.02～14.64mg·kg-1、5.77～11.03mg·kg-1，随土层深度的增加，在不同土层呈波动变化。3个复绿树种之间土壤有效磷含量差异显著，白皮松最高，杨树次之，柏树最低。

天然侧柏林土壤有效磷含量在2.74～5.69mg·kg-1，随土层深度的增加，表现出先显著减小，再缓慢增加的趋势，见表1。农田土壤有效磷含量在6.35～18.9mg·kg-1，随土层深度的增加，呈现先减小后增加的趋势，见表1。侧柏林土壤有效磷含量在不同土层均显著低于复绿树种和农田。

在0～100cm土层中，复绿树种和农田的土壤有效磷含量高于天然侧柏林。说明人工管理措施在改善土壤有效磷含量方面发挥重要作用。其中，0～40cm土层，农田的土壤有效磷含量明显高于复绿树种(除白皮松20～40cm土层外)和天然侧柏林；而在40～60cm土层，农田的土壤有效磷含量低于复绿树种，同是人工管理的土地，农田在表层土壤中有效磷含量高于复绿土地，这可能与秦岭北麓农田的磷肥投入量增多有关，P2O5从20世纪80年代初的亏欠向明显的盈余状况发展[9]。

2.4 不同植被类型土壤速效钾含量

土壤中的钾素可以直接为植物的生长发育提供养分的就是速效钾，同时也是植物能吸收的土壤中的钾素最有效的状态[11]。

复绿树种白皮松、杨树、柏树土壤速效钾含量分别在71.5～96.0mg·kg-1、57.0～81.67mg·kg-1、90～107mg·kg-1，见表1。随土层深度的增加，白皮松表现出先增后减的趋势；杨树和柏树则呈递减趋势。3个复绿树种之间，杨树的土壤速效钾含量显著高于白皮松和柏树。

天然侧柏林土壤速效钾含量在67～153.67mg·kg-1，随土层增加，表现出先急剧减小，再缓慢增加的趋势，见表1。农田土壤速效钾含量在77～122.17mg·kg-1，见表1，随土层增加，呈先减后增的趋势。

在0～20cm土层，天然侧柏林的速效钾含量明显高于复绿土地和农田，在20～80cm土层，复绿树种和农田的土壤速效钾含量高于天然侧柏林(除杨树60～80cm土层外)，说明人工管理的白皮松和柏树在改善深层土壤速效钾含量方面能发挥一定的作用。

3 结论

随土层深度的加深，不同植被类型的土壤养分含量变化趋势各异。复绿树种之间的土壤有机质和碱解氮含量没有显著差异，土壤有效磷含量表现为白皮松最高，杨树次之，柏树最低；土壤速效钾含量则表现为杨树显著低于白皮松和柏树。

在不同土层深度，不同植被类型的土壤养分含量差异显著。在0～40cm土层，天然侧柏林和农田土壤有机质含量显著高于复绿树种；在40～100cm土层，农田和复绿树种土壤有机质含量高于天然侧柏林。在0～20cm土层，天然侧柏林土壤碱解氮含量远高于其它植被类型，其次为农田，3个复绿树种最低；在20～100cm土层，农田土壤碱解氮含量最高，天然侧柏林与复绿树种没有显著性差异。天然侧柏林土壤有效磷含量在不同土层均显著低于复绿树种和农田；0～40cm土层中，农田的土壤有效磷含量明显高于复绿树种。在0～20cm土层，天然侧柏林的速效钾含量明显高于复绿土地和农田；在20～80cm土层，复绿树种和农田的土壤速效钾含量高于天然侧柏林。