四明山区域不同经营模式下土壤性质分析

李金朝，李东宾

（1.宁波城市职业技术学院，浙江 宁波 315400；2.宁波市林场，浙江 宁波 315440）

土壤是最珍贵的自然资源之一，地球表面1 cm厚土壤的形成平均需要300～500 a的时间。不合理的人类活动导致的土壤质量退化，地形起伏的丘陵山地，频繁的人类活动更易导致不同程度的水土流失。四明山是宁波市重要的绿色生态屏障和饮用水保护区，具有极其重要的生态功能。自上世纪80年代，四明山区域竹、茶、果、花卉苗木栽培面积逐渐扩大，特别是花木，高峰时期种植面积达11.4万亩，区域内80%的农户从事花木行业[1]，频繁耕作、表土裸露，导致水土大量流失，威胁到了四明山区域的生态安全与可持续发展。通过对四明山区域不同经营模式下土壤物理、化学、生物性质的分析，了解人类活动对于土壤质量的影响。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

研究区域位于浙江省余姚市四明山镇境内，东经120°55′～122°16′，北纬 28°51′～30°33′，平均海拔在 700 m左右。气候属于典型的中亚热带季风气候，光照充足，年降雨量1 900 mm[2]。区域内大部分母岩为砂砾岩，土壤以黄壤为主[3]。

1.2 样地情况

2020年4月在调查与踏查的基础上，分别选择人为经营活动较少的黄山松林（SMl）、马褂木林（SM2），扰动中等的毛竹林（SM3）、樱花景观林（SM4），人为耕作频繁的红枫樱花套种林（SM5）与强度经营樱花红枫林（SM6），采集土壤样品，样地概况见表1。

表1 样地概况

1.3 样品采集与分析

参照《土壤环境质量监测技术规范》，每种林地利用类型在不同区域分别设置3块20 m×20 m样地，样地内采取“S”布点，采集耕层（0～30 cm）土壤样品。样品采集后拣出杂草和碎石，混匀，按照“四分法”取1 kg土壤装入采样袋，带回实验室阴干。每块样地用环刀取2～3个样品，带回实验室用以测定土壤物理性质。土样风干研磨后过筛用以分析土壤化学性质和酶活性。

采用电位法测定pH值，环刀法测定土壤容重、总孔隙，烘干法测定田间持水量；重铬酸钾容量法测定有机质，EDTA-铵盐滴定法测定阳离子交换量，凯氏法测定全氮，扩散法测定碱解氮，碳酸氢钠熔融-钼锑抗比色法测定全磷，盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定有效磷，氢氧化钠熔融-原子吸收分光光度法测定全钾，乙酸铵-火焰光度计法测定速效钾[4]。磷酸苯二钠比色法测定磷酸酯酶，改良茚三酮比色法测定蛋白酶，氯化三苯基四氮唑比色法测定脱氢酶，硫代硫酸钠滴定法测定蔗糖酶，高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶，靛酚蓝比色法测定脲酶[5]。

1.4 数据处理

采用软件 Excel 2010对基础数据进行统计整理分析，采用SPSS19.0软件进行数据显著性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同经营类型土壤物理化学性质

根据土样分析结果，所测土壤质地均为壤土。土壤容重平均变化范围为0.80～1.08 g·cm-3，土壤总孔隙度为59.41%～69.81%，田间持水量平均变化范围为22.81%～26.79%。根据浙江土壤普查数据，黄壤容重为1.2 g·cm-3[6]。实践生产得出壤土的孔隙度介于40%～50%，理想的土壤孔隙度略大于50%[7]。由表2可知，四明山区域不同经营类型土壤物理性质差异不大，总体来说，四明山区域土壤容重较小、孔隙度大，土壤较疏松。但仍旧可以看出人为经营活动较频繁的土壤容重稍大、土壤总孔隙度略小。

表2 土壤理化性质

根据奉化志，四明山680 m以上山地的黄壤土pH 6.0～7.3[8]，相对于30年前，四明山土壤pH较大幅度降低，但仍属于比较典型的山地黄壤。

浙江省黄壤有机质含量平均为5.83%、全氮含量（0.247±0.153）%、全磷含量 0.050%、全钾含量（1.96±0.72）%[6]。由表2可知，四明山各经营类型土壤有机质、全磷、全钾均较高。人为经营活动较少的SM1、SM3、SM2土壤有机质含量远高于SM5、SM6。有机质很高的土壤一旦进行集约耕作，有机质碳和氮的量就开始下降[9]，因此SM5、SM6土壤有机质含量最低。SM1、SM3有机质含量高于SM2，可能由于SM1、SM3林下枯落物分解较慢，SM3高于SM2也有可能是受到人工施肥的影响。在这些经营类型中，土壤全氮、全磷含量与土壤有机质含量并没有呈紧密的正相关，可能是受到了频繁施肥的影响，或者与耕垦活动以及有机质残体的归还有关，同时还和土壤物理化学性质以及元素的特征有关。

对于植物可以直接吸收利用的碱解氮、速效磷而言，SM5与SM6两种经营年限较长、耕垦频率较高的土壤含量要明显高于其它类型，这与化肥的施用密切相关。此外，磷在土壤中的移动极微[9]，可能是土壤全磷与有效磷含量远高于其它经营类型的原因之一。而大量的碱解氮、速效磷和速效钾若随表土流失，则可造成污染与水体富营养化。

土壤阳离子交换量反映土壤保持养分的能力，与土壤中胶体的数量有关。四明山几种经营类型的土壤都属于保肥力中等的土壤类型。但总体来说，干扰少的、具有良好枯落物组成与结构的SM1、SM2、SM3土壤阳离子交换量略大一些。

2.2 不同经营类型土壤酶活性

土壤酶主要由微生物分泌，是分解底物的催化剂，推动着土壤物质分解和养分的转化，对CNP元素的平衡协调情况产生显著影响。脱氢酶、过氧化氢酶属于氧化还原酶类，促使过氧化氢对各种化合物的氧化，催化对生物体有毒过氧化氢的分解[10]。脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和磷酸酶属于水解酶类，催化蛋白质和纤维素这种高分子物质。

根据表3，可以明显看出：不论是哪一种类型的酶SM1、SM2、SM3均高于 SM4、SM5、SM6。可以反映人类干扰频率低的土壤的总生物学特征和肥力状况具有明显优势。

表3 不同经营类型土壤酶活性

3 结论

（1）对四明山不同经营类型土壤性质进行分析，发现四明山不同经营类型平均有机质、全氮、全磷含量均较高，具有较好的肥力供应潜力。

（2）人为干扰较少的经营类型的土壤，物理、化学和生物学性质均要好于干扰较大的经营类型。

（3）山林地土壤被开垦后，会造成地面裸露与土壤侵蚀，土壤有机质分解加剧，因此经营活动频繁的土壤有机质下降。但由于施肥的影响，全N、全P以及碱解氮、速效磷、速效钾分布规律不同于自然土壤，且在经营活动频繁的土壤中含量偏高。