西南岩溶区小流域土壤养分分布特征

赵恬茵

（黔南民族师范学院，贵州 都匀 558000）

除表层土壤流失及土地退化，水土流失还能引发一系列环境问题。例如：水体富营养化、生态系统污染。西南喀斯特地区土壤流失严重地区严重的水土流失导致土壤养分持续下降，土地生产力低且不稳定。大量关于流域土地利用与土壤养分关系的研究[1-4]表明不同的土地利用类型土壤养分差异显著。王军[5]指出，景观位置、坡度、土地利用等因素中土地利用可以解释SOM 和TN 的37.3%和33.0%的变异性；FuBojie[6]发现从山底到山顶，“农田—草地—林地”及“梯田—草地—林地”的土地利用结构具有更好地维持土壤养分能力。土壤作为一个动态系统，在时间和空间尺度上都是连续不断的变异体。土壤养分是影响土壤质量和生态系统生产力的重要因子[1]。目前对土壤养分的研究主要集中在以下几个方面：一是基于流域土壤异质性研究流域养分空间异质性[7-9]，二是分析土壤养分流失规律[10-11]；三是利用淤地坝沉积泥沙养分反演小流域土壤侵蚀历史[12]。小流域土壤养分分布特征研究鲜有报道，本文通过对比不同地貌类型土壤样有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量特征，研究喀斯特地区小流域土壤养分部分特征，为深化研究喀斯特地区流域内土地利用规划布局，土壤养分流失特征提供理论依据。

一、研究方法

（一）研究区概况

本研究取位于贵州省安顺市普定县陈旗村典型喀斯特小流域为研究区。研究区位于东经105°46′～105°48′，北纬26°316′～26°18′。该流域属亚热带湿润季风气候，年均降水量1300mm，年平均气温15℃，地形主要为峰丛岩溶洼地分布有典型的岩溶洞穴和岩溶裂隙。研究区土地利用方式为农耕地、草地和林地。农地以玉米、辣椒种植为主；林地以灌木林为主；草地以灌草地为主。农耕地地面人为扰动较大。

（二）土壤样品的采集及处理

采用手持GPS 定位仪记录样点地理坐标，按流域内按研究区所有土地利用类型（农耕地、草地、林地）和地貌类型（洞穴、岩溶裂隙）布点采样。采样深度为5cm。采样时，每个样点设置3 次重复，样点共110 个其中农耕地样30 个、林地样24 个、草地样20 个、洞穴样14 个、岩溶裂隙样22个。将土样带回实验室后，置于室内自然风干。称重后，碾磨，过0.25mm及1mm 筛。土壤有机质用重铬酸钾氧化-外加热法测定；土壤全氮用半微量开氏法测定；土壤全磷用氢氟酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法测定；土壤全钾用火焰光度计法测定。

二、结果与分析

由小流域土壤养分统计特征（表1）所示，SOM 和TN 含量在不同土地类型土壤中变化趋势均为：林地≈草地>农耕地>岩溶洞穴≈岩溶裂隙；土壤TP、TK 含量在不同土地类型差异不明显。从变异系数（CV）看：由Nielsen[13]划分标准CV 值小于等于10%时为弱变异，在10%-100%之间为中等程度变异，大于等于100%时为强变异得出同种土地类型土壤变异系数均为：SOM 最大、TN 次之、TP 较小均表现为中等变异，TK 变异系数最小为弱变异；不考虑土地类型，小流域养分的变异系数同样为：SOM>TN>TP>TK，分别为：0.31、0.26、0.19 和0.05。流域土壤养分的变异系数是土壤性质的内在反映，能表征不同土壤养分对环境因子的敏感度[14]，综上，表明环境因子对土壤SOM、TN、TP、TK 的影响依次减小。方差分析表明（表1 相同字母代表差异不显著（P>0.05））：岩溶洞穴和岩溶裂隙显著小于其余三种土地类型土壤（农耕地、林地、草地）的SOM、TN含量；农耕地与其余四种土地类型土壤（草地、林地、岩溶洞穴和岩溶裂隙）SOM 和TN 含量差异显著；林地和草地SOM 和TN 含量差异不显著；岩溶裂隙和岩溶洞穴SOM 和TN 含量差异不显著。农耕地、林地、草地及岩溶裂隙间TP 含量差异不显著；岩溶洞穴与农耕地、林地、草地和岩溶裂隙TP含量均差异显著；流域各土地类型土壤TK 含量差异均不显著。可知喀斯特地区土地类型及地貌类型对土壤SOM 及TN 的影响大于对土壤TP 的影响大于对TK 的影响，这可能与土壤TP 和TK 含量主要取决于土壤母质有关。由养分指标相关性分析（表2）可知：研究区土壤SOM、TN、TP 在0.01 置信水平上显著正相关，相关系数在0.30～0.95 之间。

表1 小流域土壤养分统计特征

表2 土壤养分的相关性

三、结论

通过对小流域不同土地利用类型和地貌类型土壤中的SOM、TN、TP和TK 进行分析，发现在小流域内岩溶洞穴与岩溶裂隙土壤SOM 和TN 含量显著小于林地、草地与农耕地的含量（P ＜0.05）。在相同土地利用类型和地貌类型中，各养分元素均属于中等以下变异，且整个流域内SOM、TN、TP 均表现为中等变异。小流域内地表土壤（林地、草地、农耕地）和岩溶裂隙养分含量变异性明显大于地下土壤（岩溶洞穴）养分含量变异性，岩溶洞穴土壤养分含量接近岩溶裂隙土壤养分含量，除有全钾外，岩溶裂隙土壤养分含量与岩溶洞穴土壤养分含量无显著差异性（p ＞0.05），但泥沙4 种养分含量均显著低于农耕地、林地和草地土壤养分含量（p ＜0.05）。岩溶洞穴作为相对密闭的地下空间，洞穴土壤主要来自次降雨中地表土壤的地下漏失，根据流域各土地利用类型和地貌类型土壤养分元素含量特征可知该流域岩溶洞穴土壤来源相对单一，主要来自岩溶裂隙。流域内部，岩溶裂隙TP 含量小于其他土地类型包括岩溶洞穴TP 含量，流域TP 含量主要取决于母质，因此岩溶裂隙全磷含量可以作为流域全磷的背景值对不同土地类型对土壤全磷的影响进行研究。就各养分元素相关系数而言，喀斯特地区小流域土壤养分存在SOM、TP、TN 同步变化规律，说明岩溶区SOM 是评价土壤质量的关键指标。