谷金鋒， 董 宜

(1.黑龍江科技學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱 150027;2.中國(guó)石油化工股份有限公司 黑龍江大慶石油分公司，黑龍江 大慶 163000)

哈爾濱太陽(yáng)島月亮灣景區(qū)土壤的理化性質(zhì)

谷金鋒1， 董 宜2

(1.黑龍江科技學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱 150027;2.中國(guó)石油化工股份有限公司 黑龍江大慶石油分公司，黑龍江 大慶 163000)

以哈爾濱市太陽(yáng)島月亮灣景區(qū)內(nèi)土壤為研究對(duì)象，分析開(kāi)發(fā)建設(shè)對(duì)其理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:由于人為踐踏壓實(shí)，景區(qū)內(nèi)土壤的通氣性不好，持水量小，保水和保肥性差。土壤有機(jī)質(zhì)含量處于2級(jí)水平，全氮含量處于4級(jí)水平，全磷含量最高處于5級(jí)水平。除喬木林地土壤的有機(jī)質(zhì)含量基本正常外，土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷含量明顯下降，均低于松花江地區(qū)土壤表層的平均含量，影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)活性，降低土壤的供氮能力和不斷補(bǔ)充有效磷的可能性。各項(xiàng)指標(biāo)的變異程度中等，相關(guān)性不十分顯著。該研究為景區(qū)的生態(tài)研究、環(huán)境保護(hù)提供了依據(jù)。

太陽(yáng)島月亮灣景區(qū);土壤;理化性質(zhì)

哈爾濱太陽(yáng)島位于松花江哈爾濱段北岸，為松花江漫灘濕地草原型風(fēng)景名勝區(qū)，是全國(guó)著名的旅游避暑勝地，也是國(guó)家AAAAA級(jí)旅游景區(qū)。由于長(zhǎng)期大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和利用，其生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，表現(xiàn)出明顯的生態(tài)脆弱性，嚴(yán)重影響太陽(yáng)島景區(qū)的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。景區(qū)內(nèi)土壤類型較為復(fù)雜，主要有沼澤土、草甸土和沙土等［1］。筆者研究太陽(yáng)島月亮灣景區(qū)土壤理化性質(zhì)，為太陽(yáng)島的生態(tài)研究、資源合理利用、景區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)等提供了依據(jù)。

1 樣品采集與分析方法

1.1 樣品采集

本次土壤樣品采自太陽(yáng)島月亮灣景區(qū)內(nèi)喬木林地、灌草地和雜草地三種植被類型下。采集時(shí)間是2011年5月，根據(jù)HJ/T 166—2004《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，布點(diǎn)采用系統(tǒng)隨機(jī)方式，采集深度為表層下0～20 cm，共設(shè)采樣點(diǎn)20個(gè)，具體布點(diǎn)見(jiàn)圖1，涉及區(qū)域面積為5.6 km2。土壤剖面特征見(jiàn)表1。每個(gè)樣點(diǎn)采集土壤1 kg左右，充分混合。土樣經(jīng)登記編號(hào)后，風(fēng)干、磨細(xì)、混勻、保存，以備各項(xiàng)測(cè)定之用。

表1 土壤剖面特征Table 1 Soil profilet characteristics

1.2 分析方法

為全面了解景區(qū)內(nèi)的土壤狀況，對(duì)土壤的多項(xiàng)理化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定和分析，測(cè)定指標(biāo)包括土壤的容重，水分，孔隙度，全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)含量，飽和持水量，田間持水量，毛管持水量等［2－4］，具體方法如下:

(1)土壤容重測(cè)定 環(huán)刀法;

(2)土壤水分測(cè)定 質(zhì)量法;

(3)土壤全氮含量測(cè)定 凱氏定氮法;

(4)土壤全磷含量測(cè)定 鉬銻抗比色法;

(5)土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定 TOC分析儀。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤物理性質(zhì)

土壤的容重、水分、孔隙度等物理性質(zhì)影響土壤的通氣性、持水性和保肥性，從而影響植被的正常生長(zhǎng)發(fā)育［5－6］。近年來(lái)，由于開(kāi)發(fā)建設(shè)，月亮灣景區(qū)內(nèi)土壤的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地等受到一定影響。對(duì)景區(qū)內(nèi)土壤取樣、測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖2及表2?？梢钥闯?，景區(qū)內(nèi)總的土壤容重平均值為1.26 g/cm3，變異系數(shù)為15.08%。其中，雜草地的土壤容重最大，平均值為1.40 g/cm3;喬木林地土壤容重最小，平均值為1.09 g/cm3。土壤含水率平均值為11.37%，變異系數(shù)為42.57%。其中，灌草地的土壤含水率最大，平均值為11.25%;雜草地土壤含水率最小，平均值為9.80%。土壤飽和持水量平均值為31.63%，變異系數(shù)為33.10%。其中，喬木林地的土壤飽和持水量最大，平均值為37.53%;雜草地土壤飽和持水量最小，平均值為26.93%。土壤田間持水量平均值為14.82%，變異系數(shù)為43.18%。其中，雜草地的土壤田間持水量最大，平均值為15.77%;灌草地土壤田間持水量最小，平均值為14.48%。土壤總孔隙度平均值為38.93%(其中非毛管孔隙度為13.93%)，變異系數(shù)為24.87%。其中，喬木林地的土壤總孔隙度最大，平均值為41.61%;雜草地總孔隙度最小，平均值為37.04%。

圖2 采樣點(diǎn)土壤物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Experimental results on soil physical property of sampling points

何萬(wàn)云等［7－8］對(duì)松花江地區(qū)自然黑土的研究結(jié)果顯示，其表土容重為 l.27 g/cm3，總孔隙度為52.04%，毛管孔隙度為49.38%，田間持水量為38.88%;許景剛等［9］對(duì)松花江地區(qū)土壤的研究表明，表土容重為l.09 g/cm3，田間持水量為32.00%;高玉娟［7］對(duì)哈爾濱城市綠地土壤的研究結(jié)果為，土壤容重平均值 1.37 g/cm3，土壤飽和持水量35.95%，田間持水量27.54%，總孔隙度48.36%，毛管孔隙度40.73%，非毛管孔隙度7.71%。與上述研究結(jié)果比較來(lái)看，目前景區(qū)內(nèi)喬木林地的土壤容重值與松花江自然黑土值基本相當(dāng)，但灌草地和雜草地的土壤容重值均高于松花江自然黑土值，并且在哈爾濱城市綠地土壤值中處于較高水平，而孔隙度、持水量等各項(xiàng)指標(biāo)值均低于松花江自然黑土值和哈爾濱城市綠地土壤值。一般認(rèn)為，非毛管孔隙度為15% ～30%土壤通氣性良好，為10% ～15%土壤通氣性一般，＜10%土壤通氣不良［10］。該景區(qū)非毛管孔隙度為13.93%，說(shuō)明景區(qū)在建設(shè)過(guò)程中，對(duì)土壤有踐踏壓實(shí)現(xiàn)象，尤其是灌草地和雜草地比較嚴(yán)重，使得土壤的通氣性不好，持水量小，保水和保肥性差。根據(jù)王波等［11］的研究，其變異系數(shù)在10%～100%之間，變異程度屬于中等。這說(shuō)明整個(gè)景區(qū)普遍受到了干擾，應(yīng)該引起注意。

表2 不同植被類型下的土壤物理性質(zhì)指標(biāo)特征值Table 2 Soil physical properties characteristic value under different vegetation types

2.2 土壤成分

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成物質(zhì)，影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)活性［5］，而氮和磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們既是土壤肥力中最易于人為改變的因素，也是最為復(fù)雜的因素。

2.2.1 有機(jī)質(zhì)

從圖3a和表3可以看出，景區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為3.94%，變異系數(shù)為21.57%，變異程度中等。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查時(shí)采用的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)含量處于2級(jí)水平。其中喬木林地的土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，平均值為4.21%;灌草地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，平均值為3.65%。松花江地區(qū)土壤表層有機(jī)質(zhì)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 4.11% ～ 4.73% 之間［6－8，12］。可以看出，景區(qū)內(nèi)除喬木林地的有機(jī)質(zhì)含量基本正常外，灌草地和雜草地的含量均有所降低。這進(jìn)一步證實(shí)了喬木林地相對(duì)擾動(dòng)較輕，同時(shí)有較多的枯枝落葉給予了補(bǔ)充，而灌草地和雜草地?cái)_動(dòng)較大。

圖3 采樣點(diǎn)土壤化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Experimental results on soil chemical properties of sampling points

2.2.2 全氮

從圖3b和表3可以看出，景區(qū)內(nèi)土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為0.08%，變異系數(shù)為62.50%，變異程度中等偏大。其中喬木林地的土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，平均值為0.12%;雜草地土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，平均值為0.06%。松花江地區(qū)土壤表層全氮平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.20%～0.22%之間［6－8，12］，根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查時(shí)采用的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處于4級(jí)水平。另外，從我國(guó)的情況來(lái)看，一般綠地條件較差的荒山表土，全氮量多處于0.1%以下，而在森林覆蓋下的土壤全氮量則較高。可以看出，景區(qū)內(nèi)土壤的全氮含量均有不同層次的下降，而且處于較低水平，相當(dāng)于荒山表土的水平，從而影響了土壤的供氮能力。

表3 不同植被類型下的土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)特征值Table 3 Soil chemical properties characteristic value under different vegetation types

2.2.3 全磷

從圖3c和表3可以看出，景區(qū)內(nèi)土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為0.05%，變異系數(shù)為60.00%，變異程度中等偏大。其中，喬木林地的土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，平均值為0.07%;灌草地土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，平均值為0.04%。松花江地區(qū)土壤表層全磷平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.17%［6－8，12］，根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查時(shí)采用的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，最高處于5級(jí)水平。土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞0.2%屬于豐富級(jí);0.1% ～0.2%屬于適量級(jí);＜0.1%屬于缺少級(jí)［13］。由此可以看出，景區(qū)內(nèi)土壤的全磷含量均明顯下降，而且屬于缺少范圍，從而極大地降低了土壤不斷補(bǔ)充有效磷的可能性。

2.3 土壤理化性質(zhì)相關(guān)性

土壤性質(zhì)之間不是孤立存在，而是相互關(guān)聯(lián)的。土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及物理與化學(xué)性質(zhì)之間均存在著一定的相關(guān)性［14］。從表4可以看出，景區(qū)內(nèi)的土壤只有容重與總孔隙度、飽和持水量與全磷含量之間，總孔隙度與飽和持水量、田間持水量之間，以及飽和持水量與田間持水量之間相關(guān)性比較顯著，尤其是土壤容重與總孔隙度、飽和持水量與全磷含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明對(duì)土壤的壓實(shí)踐踏越嚴(yán)重，土壤的通氣性、持水量和有效磷的補(bǔ)充受到影響越嚴(yán)重。而其他各指標(biāo)間沒(méi)有明顯的相關(guān)性，這說(shuō)明人類活動(dòng)破壞了土壤性質(zhì)之間的相互聯(lián)系，很容易造成土壤生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

表4 土壤理化性質(zhì)相關(guān)性Table 4 Correlation analysis of soil physical and chemical properties

3 結(jié)論

(1)哈爾濱太陽(yáng)島月亮灣景區(qū)內(nèi)喬木林地的土壤容重值與松花江自然黑土值基本相當(dāng)，但灌草地和雜草地的土壤容重值均高于松花江自然黑土值，并且在哈爾濱城市綠地土壤值中處于較高水平，而孔隙度、持水量等各項(xiàng)指標(biāo)值均低于松花江自然黑土值和哈爾濱城市綠地土壤值。這說(shuō)明景區(qū)在建設(shè)過(guò)程中，對(duì)土壤有踐踏壓實(shí)現(xiàn)象，尤其是灌草地和雜草地比較嚴(yán)重，使得土壤的通氣性不好，持水量小，保水和保肥性差。各項(xiàng)物理性質(zhì)指標(biāo)的變異程度屬于中等，變異程度不大。這說(shuō)明整個(gè)景區(qū)普遍受到了干擾，應(yīng)該引起注意。

(2)根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查時(shí)采用的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，景區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量處于2級(jí)水平，全氮含量處于4級(jí)水平，磷含量最高處于5級(jí)水平。景區(qū)內(nèi)除喬木林地的有機(jī)質(zhì)含量基本正常外，土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷含量均低于松花江地區(qū)土壤表層的平均含量值，出現(xiàn)了明顯的下降趨勢(shì)，各項(xiàng)指標(biāo)的變異程度屬于中等水平，指標(biāo)間的相關(guān)性不顯著，影響了土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)活性，降低了土壤的供氮能力及不斷補(bǔ)充有效磷的可能性，最終可能導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

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Soil physical and chemical properties on Moon Bay Scenic Area of Harbin Sun Island

GU Jinfeng1，DONG Yi2
(1.College of Resources＆ Environmental Engineering，Heilongjiang Institute of Science ＆ Technology，Harbin 150027，China;2.Heilongjiang Daqing Petroleum Branch，China Petroleum ＆ Chemical Corporation，Daqing 163000，China)

This paper is an attempt to investigate the soil of Moon Bay Scenic Spot of Harbin Sun Island and analyze the influence of soil physical and chemical properties by development and construction.The study concludes that the soil suffers poor aeration，smaller water capacity，and poor waterholding or fetilizer retention capacity due to human trampling and compacting.The soil has content of organic matter of level 2，content of total nitrogen of level 4，and content of phosphorus of level 5 in the highest.Except the basically normal content of organic matter in arbor，the soil shows an obviously decline in organic matter，total nitrogen，and total phosphorus，leaving all these lower than the average content of topsoil in Songhua River Area and thus affecting soil physical，chemical and biological activities and reducing the soil’s ability of supplying nitrogen and the possibility of constantly supplementing the effective phosphorus.Each index shows medium variation and gives little significant relevance.The study serves as the basis for ecological research and the environmental protection on scenic area.

Moon Bay Scenic Area of Sun Island;soil;physical and chemical properties

S151.9

A

1671－0118(2012)05－0501－05

2012－04－24

谷金鋒(1973－)，男，吉林省德惠人，講師，碩士，研究方向:環(huán)境生態(tài)，E-mail:gjinfeng@sohu.com。

(編輯 荀海鑫)