田野宏 屈遠(yuǎn)強(qiáng) 滿秀玲 劉 斌 張維江 于 舒

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)(黑龍江省牡丹江市穆棱縣水務(wù)局) (東北林業(yè)大學(xué))

東北黑土區(qū)是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，該區(qū)坡度較小，坡面長，土壤肥力相對(duì)較高，因此，多被開墾成耕地，使原生植被遭到破壞，土壤保水、保肥能力下降，黑土層被剝蝕，水土流失加劇，嚴(yán)重阻礙了糧食生產(chǎn)［1－2］。目前，對(duì)東北黑土區(qū)水土流失防治措施的研究比較多，主要集中在秸稈覆蓋［3］、生物措施［4］、坡耕地工程措施［5］、溝道治理措施［6］、綜合措施［7］等，已取得了很大的成效，積累了很多成功的經(jīng)驗(yàn)。但其對(duì)改土保水效益的分析不是很全面，尤其針對(duì)某一地區(qū)在采取綜合措施之后，不同治理措施之間在不同治理年限時(shí)的效益分析還需進(jìn)行具體研究。筆者以牡丹江地區(qū)穆棱市為例，選擇已經(jīng)采取水土保持措施的坡耕地，研究不同措施對(duì)土壤理化性質(zhì)所產(chǎn)生的影響，以探討不同水土保持措施實(shí)施的合理性及效果，為該地區(qū)水土流失綜合治理的開展提供參考。

1 研究地概況

2010年8月，在黑龍江省牡丹江地區(qū)穆棱市八面通鎮(zhèn)進(jìn)行外業(yè)調(diào)查。穆棱市八面通鎮(zhèn)位于黑龍江省東南部，地理坐標(biāo):東經(jīng) 129°45＇19″～130°58＇07″，北緯 43°49＇55″～45°07＇16″，地勢南高北低，東西兩側(cè)高，中部低。主要地形為山地緩坡，坡面長500～2 000 m，坡度3°～10°居多。山脈屬長白山系老爺嶺山脈，呈西南—東北走向。海拔高度為500～700 m，屬于中緯度北溫帶大陸性季風(fēng)氣候。冬季漫長寒冷干燥，夏季較濕熱多雨，春秋季風(fēng)交替時(shí)氣溫變化急劇，秋天常見早霜。年平均氣溫6.1℃，極端最低氣溫44.1℃，最高氣溫35.7℃。年平均降水量530 mm，降雨集中在6—8月，無霜期在126 d左右，日照2613 h。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)選擇水土流失較為嚴(yán)重并采取了水土保持措施的地段進(jìn)行研究，分別選擇栽植植物籬、修筑谷坊、退耕還林和退耕還草多年的坡耕地，同時(shí)選擇環(huán)境條件相似的農(nóng)田作為對(duì)照，在每一研究類型中選擇典型地段設(shè)置采樣點(diǎn)3個(gè)，挖掘土壤剖面，分層取樣。除谷坊外，其他4種樣地的選擇盡量選在立地條件基本相似的地段，以保證試驗(yàn)的可比性，樣地特征見表1。

在5種類型試驗(yàn)樣地中選擇典型地段，挖掘土壤剖面分層取樣，取樣深度為0～10、10～20、20 ～30、30～40、40～50 cm(每個(gè)土層的下限屬于該土層，如20 cm屬于10～20 cm土層)，分層取環(huán)刀和鋁盒，進(jìn)行土壤水分物理性質(zhì)測定，同時(shí)用布袋取樣，帶回試驗(yàn)室風(fēng)干后研磨，過篩，干燥儲(chǔ)存，用于土壤化學(xué)性質(zhì)的測定。

土壤化學(xué)性質(zhì)主要測定的指標(biāo)為有機(jī)質(zhì)、水解N、全P、有效P、全K、速效K、pH值。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀—濃硫酸外加熱法，土壤水解N采用堿解—擴(kuò)散法，全P采用硫酸—高氯酸酸溶—鉬銻抗比色法，有效P采用鹽酸—硫酸浸提法，全K及速效K采用原子吸收火焰光度計(jì)測定儀測定，pH值采用pH計(jì)測定。所獲數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析由SPSS18.0軟件完成，數(shù)據(jù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)由Excel軟件完成。

表1 不同樣地類型基本特征

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤水分物理性質(zhì)

由土壤水分物理性質(zhì)分析(表2)可知，各類樣地土壤pH值均在6～7之間，基本為中性土壤。隨土層的加深，pH值的變化不是很明顯。各樣地類型土壤密度整體上呈現(xiàn)隨土層深度加深而增加的趨勢。植物籬樣地土壤密度較小，0～40 cm土層土壤密度均小于1 g/cm3。退耕還林樣地雖然表層土壤密度為(0.98±0.27)g/cm3，但隨著土層加深，土壤密度增加幅度較大，從0～10 cm至40～50 cm土層，土壤密度增幅最高達(dá)36.67%。退耕還草樣地土壤密度最高，在1.17～1.40g/cm3之間。谷坊土壤密度隨土層深度加深的增幅不大，整體處在1～1.4g/cm3范圍內(nèi)。農(nóng)田土壤pH值隨土層加深而升高(pH值為5.37～6.21)，非孔隙度表層與下層差異顯著。0～50 cm層土壤的平均密度大小排序?yàn)?退耕還草＞退耕還林＞谷坊＞農(nóng)田＞植物籬。

植物籬0～50 cm土層的總孔隙度在60%附近波動(dòng)，層次間變化較小，平均總孔隙度為60.93%。但其非毛管孔隙度除表層外，表現(xiàn)為隨土層加深而減小的趨勢，減小幅度達(dá)47.65%，變化明顯;退耕還林土壤總孔隙度及非毛管孔隙度均呈隨土層深度加深而減少的趨勢，層次間變化明顯，各層平均總孔隙度為43.33%，表層與下層土壤孔隙度差異顯著，0～10 cm土層非毛管孔隙度為(13.06±1.45)%，10～40 cm土層非毛管孔隙度平均值為6.36%。退耕還草樣地的土壤孔隙度則是表層略高于下層土壤，除表層土壤外，10～40 cm土壤的非毛管孔隙度平均為1.66%，總孔隙度平均為45.19%。谷坊0～50 cm土層的總孔隙度、非毛管孔隙度均表現(xiàn)為隨土層加深而遞減的趨勢，土壤表層與下層的非毛管孔隙度變化很大，減小幅度達(dá)54.71%，平均總孔隙度為51.78%，各層次間變化較小。農(nóng)田土壤孔隙度變化規(guī)律與退耕還草地類似，但表層遠(yuǎn)高于下層土壤，10～40 cm土壤非毛管孔隙度平均值為5.21%，總孔隙度平均值為47.37%。0～50 cm土層的非毛管孔隙大小排序?yàn)?植物籬＞退耕還林＞農(nóng)田＞谷坊＞退耕還草，總孔隙度排序?yàn)?植物籬＞谷坊＞農(nóng)田＞退耕還草＞退耕還林。

表2 各樣地土壤水分物理性質(zhì)

退耕還林及農(nóng)田土壤表層最大持水量較高，前者是由凋落物的積累造成的，后者是由人工經(jīng)營措施造成的。除植物籬隨土層加深最大持水量波動(dòng)外，其它樣地最大持水量基本呈隨土層加深而減少的趨勢。毛管持水量與最小持水量變化規(guī)律同最大持水量。最大持水量平均值排序?yàn)?植物籬＞農(nóng)田＞谷坊＞退耕還草＞退耕還林。毛管持水量平均值排序:植物籬＞谷坊＞農(nóng)田＞退耕還草＞退耕還林。最小持水量平均值排序?yàn)?植物籬＞谷坊＞退耕還草＞農(nóng)田＞退耕還林。

2.2 土壤化學(xué)性質(zhì)

2.2.1 有機(jī)質(zhì)

從土壤化學(xué)性質(zhì)分析(表3)可知，4種水土保持措施及農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體上呈隨土層加深而下降的趨勢，各樣地0～50 cm土層的平均有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?植物籬＞谷坊＞退耕還林＞退耕還草＞農(nóng)田。植物籬樣地0～10 cm 有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(160.14 ±15.09)g/kg，40 ～50 cm 土層與其它樣地同層次相比質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)(50.31±11.37)g/kg，下降幅度最大為36.55%，0～50 cm土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為115.66 g/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在 5.34% ～22.61%之間，說明植物籬土壤有機(jī)質(zhì)分布變異性較小。退耕還林0～10 cm 土層有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(166.52 ±15.85)g/kg，40～50 cm土層降為(21.91±5.48)g/kg，有機(jī)質(zhì)垂直變化差異極顯著(F=94.166，P=0)，0～50 cm土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為87.13 g/kg。退耕還草樣地，0～10 cm土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其它樣地同層相比最低，為(140.12±17.94)g/kg，40～50 cm土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(25.14±5.25)g/kg。各土層內(nèi)變異系數(shù)為8.93% ～20.89%。谷坊上方淤積土壤的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨土層加深呈現(xiàn)波動(dòng)式變化，0～50 cm土層平均有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89.84 g/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在2.71% ～55.01%之間，說明各土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異很大，這與谷坊上方土壤的淤積過程有關(guān)。農(nóng)田表層土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，僅為(108.71 ±6.59)g/kg，下層逐漸降低，0 ～50 cm 土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為66.24 g/kg。

表3 各樣地土壤部分化學(xué)性質(zhì)

植物凋落物的歸還與分解直接影響到土壤有機(jī)質(zhì)的含量，凋落物被微生物分解后會(huì)為土壤提供豐富的養(yǎng)分。另外，枯落物主要集中在表層土壤，因此，表層土壤有機(jī)質(zhì)含量要明顯高于下層。同一地區(qū)不同土地利用類型土壤有機(jī)質(zhì)含量差異很大，這與土壤溫度高低、植物群落組成、土壤動(dòng)物和微生物種類及數(shù)量等很多因子有關(guān)。植物籬種植的紫穗槐雖然每年平茬用作飼料或編織，但由于紫穗槐本身是豆科植物，具有固氮作用，可以改良土壤、增加土壤肥力，即使每年平茬后，仍殘留有一定量的枯枝落葉歸還土壤，所以土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高。退耕還林后每年有一定量的枯枝落葉歸還于土壤，因此，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高。退耕還草樣地主要植被類型是草本植物，由于每年的牲畜取食和踐踏，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于退耕還林。農(nóng)田由于人為活動(dòng)頻繁，每年作物被收割后很少有殘留物能歸還土壤，因此，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，只能靠施肥來補(bǔ)充其養(yǎng)分。

2.2.2 土壤全N和水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征

4種水土保持措施及農(nóng)田土壤全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈隨土層加深而下降的趨勢，各樣地0～50 cm土層全N平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?植物籬＞農(nóng)田＞退耕還草＞谷坊＞退耕還林。植物籬全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，0～10 cm土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(2.01±0.17)g/kg，40 ～50 cm 土層降為(0.51 ±0.13)g/kg，0 ～50 cm 土層全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為1.38 g/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在5.67% ～24.76%之間，說明植物籬樣地各土層全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異較小。退耕還草樣地全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)居中，0～50 cm土層全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為1.23 g/kg。退耕還草樣地土壤全N垂直變化差異極顯著(F=132.356，P=0)。退耕還林樣地0～10 cm土層全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1.64±0.14)g/kg，40～50 cm 土層全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)降為最低((0.24±0.11)g/kg)，0～50 cm土層全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.91 g/kg。退耕還林土壤全N垂直變化差異極顯著(F=68.890，P=0)。谷坊上游淤積土壤全N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，0～50 cm土層全N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.97 g/kg，降幅較大(17.78% ～46.90%)。農(nóng)田土壤全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，下層土壤全N質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速下降，20～50 cm土層降幅可達(dá)58.33%，但40 ～50 cm 土層((0.59 ±0.10)g/kg)與其它樣地同層相比仍處于較高水平。

除谷坊樣地土壤水解N呈波動(dòng)式變化外，其他3種水保措施及農(nóng)田樣地土壤水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈隨土層加深而下降的趨勢，且各樣地40～50 cm土層水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在22 mg/kg附近。各樣地0～50 cm土層平均水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?農(nóng)田＞植物籬＞退耕還草＞退耕還林＞谷坊。植物籬樣地土壤水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，0～10 cm土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為(204.80 ±18.58)mg/kg，40 ～50 cm 土層降為(23.47 ±9.87)mg/kg，0～50 cm土層水解 N質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為107.74 mg/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在0.97% ～42.05%之間，說明植物籬樣地各土層水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異較大。退耕還草樣地0～50 cm土層水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為92.67 mg/kg，10～30 cm土壤水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)降幅很大(61.36%)，40～50 cm土層降為(21.43±2.48)mg/kg。退耕還林樣地土壤水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，0～50 cm土壤水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)降幅在38.85%附近，各土層內(nèi)變異系數(shù)在5.29% ～16.97%之間。谷坊樣地土壤水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈波動(dòng)性變化，0～50 cm土層水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為50.30 mg/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在5.01% ～22.71%之間。農(nóng)田平均水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為107.84 mg/kg，0～10 cm 土層水解 N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(195.24±31.29)mg/kg，30～50 cm土層下降幅度達(dá)54.57%。

2.2.3 土壤全P和有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征

4種水土保持措施及農(nóng)田土壤全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上呈隨土層加深而下降的趨勢。各樣地，0～50 cm土層平均全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?植物籬＞退耕還草＞農(nóng)田＞退耕還林＞谷坊。植物籬樣地，0～10 cm土層全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1.47±0.12)g/kg，40～50 cm 土層降為(1.15 ±0.10)g/kg，0 ～50 cm 土層全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為1.26 g/kg。植物籬土壤全P垂直變化差異顯著(F=3.671，P=0.043)。退耕還草樣地0 ～50 cm 土層土壤全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)其次，平均為0.80 g/kg，除20～40 cm土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本不變外，其它土層下降幅度均在12%左右。退耕還林樣地土壤全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，0～20 cm土層降幅較小(14.88%)，10 ～30 cm土層僅下降了0.013 g/kg，30 ～50 cm 土層降幅24.47%左右。谷坊樣地土壤全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)，0～10 cm土層最低，為(0.55 ±0.09)g/kg，40 ～50 cm 土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.24±0.05)g/kg，0 ～50 cm 土層全 P 質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為 0.39 g/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在15.37% ～28.91%之間。農(nóng)田土壤全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化趨勢平緩，各層土壤全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)降幅均較小，0～50 cm土層全P質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.62 g/kg。

4種水土保持措施及農(nóng)田土壤有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈隨土層加深而下降的趨勢。各樣地0～50 cm土層平均有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?植物籬＞農(nóng)田＞谷坊＞退耕還林＞退耕還草。植物籬樣地土壤有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，且與其它樣地同層土壤相比也較高，0～10 cm 土層(164.18 ±12.04)mg/kg，40 ～50 cm 土層(36.22±6.88)mg/kg，0～50 cm 土層有效 P 質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為93.11 mg/kg。植物籬土壤有效P垂直變化差異極顯著(F=72.884，P=0)。退耕還林地0～50 cm土層有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為72.49 mg/kg，0～20 cm土層降幅較小，20～50 cm土層降幅為36.55%左右。退耕還草樣地土壤有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)0 ～10 cm 土層最低，為(116.19 ±8.50)mg/kg，40 ～50 cm 土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(18.05 ±9.69)mg/kg，0 ～50 cm 土層有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為60.21 mg/kg，各土層內(nèi)變異系數(shù)在7.31%～53.69%之間。谷坊樣地土壤有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)從表層到下層急劇下降，降幅最高達(dá)68.91%，0～50 cm土層有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為74.72 mg/kg。農(nóng)田樣地有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)居中，0～50 cm土壤有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著土層加深而下降幅度增大，降幅 21.07% ～51.42%。

2.2.4 土壤全K和速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征

4種水土保持措施及農(nóng)田土壤全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體上呈隨土層加深而下降的趨勢，各樣地平均全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?谷坊＞退耕還林＞植物籬＞農(nóng)田＞退耕還草。退耕還林樣地0～10 cm 土層 K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(2.54 ±0.29)g/kg，20 ～40 cm土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯下降，降幅為25.92%，0～50 cm土層全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為2.05 g/kg。植物籬土壤全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)居中，0～50 cm土壤全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降曲線連續(xù)平緩，降幅在5.35%左右。退耕還草樣地0～10 cm土壤全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為((1.48 ±0.38)g/kg)，40 ～50 cm 土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1.00 ±0.15)g/kg，0～50 cm土層全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為1.27 g/kg;各土層內(nèi)變異系數(shù)在9.74% ～26.01%之間。谷坊土壤全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，且各層土壤全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)相比于其它樣地同層土壤都較高，0～10 cm 土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為(2.55±0.47)g/kg，40～50 cm 土層降為(2.21±0.34)g/kg，0～50 cm 土層全K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為2.40 g/kg，谷坊全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)垂直變化差異不顯著(F=0.823，P=0.539)。農(nóng)田全 K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，20～40 cm土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)幾乎保持不變，隨后繼續(xù)下降，0～50 cm土層全K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為1.45 g/kg。

4種水土保持措施及農(nóng)田土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)隨土層加深而下降的趨勢，各樣地平均速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)排序?yàn)?農(nóng)田＞植物籬＞谷坊＞退耕還林＞退耕還草。植物籬樣地土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，0～10 cm土層(230.72±10.37)mg/kg，40～50 cm 土層降為(43.40 ±7.32)mg/kg，0 ～50 cm 土層速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為113.05 mg/kg。植物籬速效K垂直差異極顯著(F=252.307，P=0)。退耕還林樣地速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)適中，0～50 cm土層速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為95.74 mg/kg，各層土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降幅度39%左右。退耕還草樣地0～10 cm土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低((172.65±19.25)mg/kg)，40～50 cm土層質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(27.40±8.10)mg/kg，0 ～50 cm 土層速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為84.88 g/kg。谷坊樣地土壤速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，0～50 cm土層速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為102.84 mg/kg。農(nóng)田樣地速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，0～50 cm土層速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為127.33mg/kg，0～50cm土層降幅為17.50% ～57.53%。

3 討論

紫穗槐是叢生豆科小灌木，葉繁茂，根系大，萌生力強(qiáng)，是水土保持優(yōu)良樹種。從牡丹江市寧安、林口等縣山區(qū)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，凡栽植紫穗槐的農(nóng)田地埂都沒有被徑流沖壞過，這種植物有很好的固埂保土作用［8］。有學(xué)者指出，植物籬措施產(chǎn)生的效益有一定的滯后性，營造初期比梯田措施效益要低，而且籬笆植物與農(nóng)作物之間存在爭光、爭水、爭肥的現(xiàn)象，也嚴(yán)重地影響了植物籬治理措施的經(jīng)濟(jì)效益［9］。但通過上述試驗(yàn)分析可以看出，具有5a歷史的植物籬與其它水保措施相比物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)較好，N、P、K質(zhì)量分?jǐn)?shù)都很突出。因此，植物籬營造初期是否存在脅地效應(yīng)還有待研究，但其后期的水保效果很顯著。因此本文與前人得出的研究結(jié)果基本一致，在緩坡地區(qū)(坡度＜8°)甚至稍陡一些的坡耕地上，雖然植物籬占據(jù)一定的耕地面積，但并不影響農(nóng)作物產(chǎn)量。植物籬下的耕層土壤，其酸堿度和質(zhì)地得到了改善，土壤養(yǎng)分含量有所提高，土壤侵蝕速率遠(yuǎn)低于土壤的成土速率［10］。

谷坊上游淤積的土地上的植物長勢良好，各種雜草、灌木叢生，還有少量喬木，退耕還林及還草地也在逐漸恢復(fù)相應(yīng)的植被群落。由于谷坊土壤形成存在特殊性及差異性，因此各土層之間養(yǎng)分含量發(fā)生突變屬于正?，F(xiàn)象。由Thomas M L等［11］人的研究表明:喬木、灌木、草本植被類型與農(nóng)田相比，徑流和侵蝕泥沙養(yǎng)分流失量大大減少;這是由于一方面農(nóng)田侵蝕泥沙量大于林草地，另一方面是由于坡耕地施用化肥?？梢娡烁€林和退耕還草的必要性。有學(xué)者指出:退耕前，土壤可蝕性對(duì)土壤侵蝕敏感性貢獻(xiàn)較大，降雨侵蝕力作用一般;但退耕后，特別是在高敏感區(qū)及極敏感區(qū)，降雨侵蝕力作用則大大增強(qiáng)［12］。實(shí)施退耕還林過程中，樹種的選擇和合理配置對(duì)當(dāng)?shù)卮嗳跎鷳B(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)效果及恢復(fù)時(shí)間有較大影響［13－14］。水土保持措施的實(shí)施，不僅使徑流泥沙分布發(fā)生變化，且對(duì)原有較為惡劣的局地小氣候條件也有所改善，同時(shí)，由于植被覆蓋度提高，降雨強(qiáng)度減弱，減少了水土流失，使水土資源得到充分利用，改善了土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)了土壤肥力，提高了土地生產(chǎn)力［15］。需要注意的是，水土保持措施也應(yīng)因地而異，如果水土保持措施實(shí)施不當(dāng)，不僅不能起到預(yù)期的效果，還會(huì)加劇土壤侵蝕。

由于受到施肥干擾，對(duì)農(nóng)田測得的養(yǎng)分含量不能準(zhǔn)確地說明其自然狀態(tài)，也不能明確其具體的施肥量，因此不作詳細(xì)分析。從上述分析可以看出，農(nóng)田的各養(yǎng)分元素含量雖然不是最低的，但其波動(dòng)較大，主要是受施肥的影響。農(nóng)耕地中間隔一定年限輪換紫穗槐植物籬的位置，可以起到類似休耕養(yǎng)地的作用，可以緩解施肥導(dǎo)致的土壤理化性質(zhì)變差、土壤板結(jié)、持水能力的下降，恢復(fù)土壤養(yǎng)分，提高土壤養(yǎng)分含量，為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)提供了可能。在條件允許的立地條件下，相比于其它水土保持措施，植物籬具有投入較低、有產(chǎn)出、管理相對(duì)容易等較多優(yōu)點(diǎn)，可以作為一種水土保持模式被借鑒利用，以產(chǎn)生更大的生態(tài)效益。

4 結(jié)論

植物籬與其它水保措施相比，較大程度地改善了土壤理化性質(zhì)?？墒雇寥烂芏葴p小，平均土壤密度比農(nóng)田減小18.98%;持水能力升高，平均最大持水量、毛管持水量、最小持水量分別比農(nóng)田增大11.93%、9.37%、15.31%。平均非毛管孔隙度比農(nóng)田增加64.44%;有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、有效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比農(nóng)田增大74.61%、13.18%，水解N質(zhì)量分?jǐn)?shù)與農(nóng)田相比，變化不大。植物籬具有投資較少、見效快、經(jīng)營管理方便、能夠改善田間小氣候，并具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益等諸多優(yōu)點(diǎn)。

谷坊措施能夠有效地治理侵蝕溝，攔截大量上游侵蝕下來的表層土壤，由于侵蝕溝不斷被淤積使得溝底不斷上升，最終成為生產(chǎn)用地，0～50 cm土層土壤平均最大持水量與農(nóng)田相近，毛管持水量、最小持水量分別比農(nóng)田增加16.90%、12.14%，平均非毛管孔隙度略比農(nóng)田小。經(jīng)過近20 a的淤積和攔截，侵蝕溝的發(fā)展得到了有效控制，谷坊下游侵蝕溝底與溝坡植被茂密，灌草叢生，已有少量喬木侵入。

退耕還林和退耕還草樣地與農(nóng)田相比，土壤理化性質(zhì)改善不是很明顯，這與農(nóng)田每年的翻耕、中耕、施肥等人為活動(dòng)影響有關(guān)。退耕還林后土壤有機(jī)質(zhì)、有效P、速效K的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于退耕還草樣地，而土壤全N、水解N比退耕還草樣地低。對(duì)于平均非毛管孔隙度，退耕還林＞農(nóng)田＞退耕還草。由此可見，退耕還林對(duì)于土壤改良作用應(yīng)該是大于退耕還草的，對(duì)于不適宜耕種的地段應(yīng)采取退耕還林或退耕還草措施，以有效地保持水土，防止水土流失加劇，逐步改善生態(tài)環(huán)境。由于以上4種措施都存在一定程度的生態(tài)效益滯后性，因此，4種措施對(duì)土壤的理化性質(zhì)改良作用的判斷只是現(xiàn)階段情況的評(píng)價(jià)。

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