李 鵬，李占斌，2，鄭 郁

(1.西安理工大學西北水資源與環(huán)境生態(tài)教育部重點實驗室，西安710048;2.西北農林科技大學中國科學院水利部水土保持研究所，陜西楊凌712100)

金沙江干熱河谷是我國西南橫斷山區(qū)河谷深切后形成的一種特有的地理和氣候類型，屬于干旱河谷的一種亞類型，該地區(qū)氣候干旱，水熱極度不平衡。常年來由于歷史上的采薪煉銅和現(xiàn)代的陡坡墾植以及對自然資源不合理的開發(fā)利用，導致該區(qū)在自然因素和人為因素影響下區(qū)域生態(tài)功能明顯退化，成為我國生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)之一[1-3]。土壤可蝕性是衡量土壤自身抗侵蝕能力大小的重要因子之一，土壤可蝕性是土壤遭受侵蝕破壞難易的一種定量的量度指標，反映土壤對侵蝕外營力剝蝕和搬運的易損性和敏感性，是影響土壤流失量的內在因素，也是定量研究土壤侵蝕的基礎[4-5]。研究表明土壤可蝕性的大小與土壤內在的理化性質密切相關[6-12]。土地利用方式的變化，改變了土壤的理化性質[13]，必然會對土壤可蝕性以及水土流失產生深刻影響[6-8，14]。長期以來，研究人員對土地利用變化條件下的植被恢復[15]與建設技術[16-18]、景觀演變[19]等進行了深入細致的研究，取得了豐富的研究成果。而針對金沙江干熱河谷區(qū)域土壤可蝕性方面的研究相對較少，因此本研究以金沙江干熱河谷區(qū)典型土地利用方式為研究對象，對不同土地利用方式下的土壤可蝕性變化進行了深入系統(tǒng)的研究，為揭示該地區(qū)不同土地利用方式下土壤質量演變奠定基礎，為金沙江干熱河谷區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設提供科學依據。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 自然概況

研究區(qū)選擇在寧南縣城以東金沙江下游的河谷地帶 。位于東經 102°54′-103°02′，北緯 26°54′-27°09′，年均氣溫 20～27℃，≥10℃年積溫 7 000～8 000℃，年日照時數2 179～2 736 h，為多日照區(qū);年降水量600～800 mm，年蒸發(fā)量為年降水量的3～6倍;干濕季分明，干季蒸發(fā)量可達降水量的20倍以上，土壤水分嚴重缺失，相對持水量和有效水分保證率較低，土壤類型以抗蒸發(fā)能力弱的燥紅土為主，還含有褐紅壤、赤紅壤、紫色土等，主要植被以干熱河谷灌叢和稀樹灌木草叢為主，其中草本植物的代表有:扭黃茅(Heteropogon contortus P.Beauv)、香茅(Cymbogon distens)、龍須草(Eulaliopsis binata Hubbard)等;灌木:車桑子(Dodonaeoan gusti folia)、余甘子(Phyllanthus emblica L)、仙人掌(O-puntia monacantha Haw)、番石榴(Psidium guajava Linn)等;喬木:攀枝花(Bombax ceiba L)、新銀合歡(Leucaena leucocephala(Lam.)de Wit cv.Salvador)、水桐樹(Camptotheca acuminata)刺槐(Robinia pseudo-acacia L)等。

1.2 樣品采集及分析

2008年4月通過野外植被調查和詢問當地老農民，在研究區(qū)選擇處于同一海拔的合歡林地、玉米地、桑地、甘蔗地、花椒地和撂荒草地6種不同土地利用方式為研究對象，并以天然水桐樹林為對照樣地，來作為該區(qū)域土地利用方式改變前的初始狀態(tài)(表1)。為了盡可能消除地形、季節(jié)和人類活動等因素對土壤特性的影響，所選取的樣地確保是在相同海拔、坡位坡度相似的迎風坡面。每個土地利用方式選擇3個樣地，每個樣地按S型選取7個樣點，挖取0-20 cm深度的土壤樣品，充分混合均勻后用四分法取出適量備用。采集的土樣剔除可見的動、植物殘體和石塊，風干后帶回實驗室過0.25 mm和1 mm篩儲存，用于分析測量土壤理化性質及其它土壤可蝕性指標。土壤容重采用環(huán)刀法;有機碳(TOC)含量采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測定，全氮(TN)采用半微量凱氏法測定，采用pH 計測 pH 值(水∶土=2.5∶1)，土壤全磷(TP)采用碳酸鈉熔融-鉬銻抗比色法測定(島津2401-紫外可見分光光度計，日本產)，速效磷采用Olsen法測定，速效鉀采用乙酸銨提取-火焰光度法測定[20]。

利用Sharply和Williams等人[21]在1990年在EPIC(Erosion-Productivity Impact Calculator)模型中提出的計算公式(1)進行土壤可蝕性K值的計算，此公式參數易于測量，國內應用較為廣泛[9，11-22]。

式中:SAN——砂粒含量(%);SIL——粉砂粒含量(%);CLA——黏粒含量(%);C——有機碳含量;SN1=1-SAN/100。

圖1 研究地區(qū)基本情況

1.3 數據統(tǒng)計分析

數據為3個重復的平均值，采用SAS 6.12軟件中的單因素方差分析(ANOVA)方法分析差異顯著性，相關分析也采用SAS 6.12軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同土地利用方式對的土壤理化性質的影響

天然林破壞后改造為其它土地利用方式土壤理化性質變化顯著(表2)，當天然林水桐樹林破壞改造為其它土地利用方式后，土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮含量顯著降低，其中合歡林地和草地對有機質、全氮和堿解氮降低的幅度最小，玉米地、桑地、甘蔗地和花椒地降低幅度最大，4種利用方式之間沒有顯著差異。速效鉀在改造后不同程度的增加，但僅合歡林地和玉米地顯著增高，增幅分別為106%和62%。速效磷含量僅桑地和花椒地顯著低于天然水桐樹林，分別為后者的47.6%和50.0%，其余4種利用方式均沒有顯著差異。土壤容重在改變土地利用方式后沒有顯著差異?？梢钥闯?，在該地區(qū)天然林破壞后導致了土壤全量養(yǎng)分的的極顯著降低，其中人為干擾最重的幾種土地利用類型全量養(yǎng)分含量降幅最大，干擾較輕的合歡林和草地降幅則相對較小，說明在該區(qū)域人為活動是造成土壤全量養(yǎng)分流失的主要原因之一。在土壤速效養(yǎng)分含量方面，與天然水桐林相比，土壤堿解氮和速效磷呈現(xiàn)不同程度降低，速效鉀含量則有不同程度增加，這可能與施肥有關，也從另外一個角度說明在當地土壤速效鉀不是農林業(yè)生產的限制性因素。

表2 不同土地利用方式下土壤理化性質分異特征

2.2 不同土地利用方式對的土壤可蝕性的影響

土壤可蝕性作為土壤的屬性之一，其值受土壤理化性質的影響，任何導致土壤理化性質的變化的因素都會導致土壤可蝕性的變動。土地利用方式的改變會導致土壤表層的理化性質、地表狀況的改變，進一步導致表層土壤的潛在可蝕性的不同。如表3所示，天然水桐林改為其它幾種土地利用類型后土壤砂粒含量表現(xiàn)出了不同程度的降低，其中以桑地和甘蔗地的降低幅度最大;而粉砂粒含量則表現(xiàn)出不同程度的增加，甘蔗地和新銀合歡地增加的幅度最大;黏粒含量的變化趨勢則各有不同，其中草地土壤的黏粒含量較天然水桐林地有所增加，而其余土地利用類型則有不同程度的降低，其中以桑地和撂荒地的降幅最大。土壤可蝕性的計算結果表明，在所涉及的7個土地利用類型中，天然水桐林地的土壤可蝕性最低，為0.313，甘蔗地的土壤可蝕性最高，為0.351。其順序從低到高依次為:水桐林＜花椒地＜撂荒地＜草地＜新銀合歡地＜桑地＜甘蔗地。天然水桐林地具有良好的群落結構和較好的土壤理化性質，加之根系的穿插等作用，土壤抗侵蝕能力較強，對侵蝕營力分離和搬運作用敏感性減弱，土壤可蝕性K值較小。研究表明[14]:土壤可蝕性的強弱本質上取決于土壤結構的穩(wěn)定性，當天然林破壞后改造為其它土地利用方式，植被遭到破壞，土壤養(yǎng)分流失加劇，土壤有機質含量降低，土壤更加容易遭受侵蝕，侵蝕營力分離和搬運作用敏感性增強，在同一單位降雨侵蝕力作用下土壤越易侵蝕產沙，土壤可蝕性K值增大。不同的土地利用方式由于植被和耕作模式的不同，土壤理化性質和結構穩(wěn)定性發(fā)生差異，進一步導致不同土地利用方式下土壤可蝕性的差異。

表3 不同土地利用方式下土壤可蝕性分異特征

2.3 土壤可蝕性與理化性質之間的相關分析

對土壤可蝕性和土壤主要理化性質進行相關性分析結果表明:土壤可蝕性和沙粒、沙粉粒含量具有極顯著的相關性;與全磷、容重具有顯著的相關性;與黏粒、有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀相關性較弱，未達到統(tǒng)計學上的顯著水平(表4)。

表4 土壤可蝕性與理化性質之間的相關性分析

3 結論

在干熱河谷區(qū)，天然植被水桐樹林破壞后改為其它土地利用方式，土壤有機質、全氮、全磷和堿解氮含量顯著降低，速效磷和容重沒有顯著變化，速效鉀有一定程度升高，不同利用方式對其影響作用差異不同，但總體來說改造為合歡林和撂荒草地對土壤理化屬性的影響相對較少。相對于天然水桐林，其它土地利用方式土壤可蝕性明顯增加，其大小依次為:花椒地＜撂荒地＜草地＜新銀合歡地＜桑地＜甘蔗地。無論是天然林地還是人工經濟林地，其土壤可蝕性都處于較低的水平;受人為活動影響強烈的農業(yè)用地，其土壤可蝕性水平一般較高。說明該地區(qū)農業(yè)耕作措施可導致土壤對侵蝕營力分離和搬運作用的敏感性增強，抗蝕性能較低，更容易遭受侵蝕，因此在金沙江干熱河谷區(qū)，從水土保持角度出發(fā)，應該盡可能的減少人為活動對土地的干擾程度提高土地抵抗侵蝕的能力。

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