祁 偉 姚云峰 郭月峰

（1.內(nèi)蒙古水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

自然界中的土壤都是由多種不同大小的土粒，按照不同的比例組合而成的。土壤機(jī)械組成，是指土壤中各土粒粒徑的組合比率關(guān)系，一般以各粒級(jí)所占的百分比來(lái)表示，是一項(xiàng)重要的土壤物理性質(zhì)[1-3]。左小安等對(duì)科爾沁沙質(zhì)草地群落物種多樣性、生產(chǎn)力與土壤特性的研究表明:對(duì)草地土壤機(jī)械組成的研究在改良土壤結(jié)構(gòu)，防治土壤沙化，提高草地生產(chǎn)力，維持草地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定都具有重要的意義。針對(duì)我國(guó)北方部分地區(qū)進(jìn)行的黃土蓄水過(guò)程影響機(jī)制模擬試驗(yàn)研究表明：土壤機(jī)械組成對(duì)土壤蓄水能力有較大影響，土壤蓄水能力隨粘粒含量增加而遞增。隋躍宇等以海倫農(nóng)田黑土為對(duì)象，研究土壤機(jī)械組成與土壤全量養(yǎng)分的相關(guān)性，結(jié)果表明：土壤機(jī)械組成中，土壤粘粒含量高是有利于土壤有機(jī)質(zhì)積累的主要因素之一，土壤機(jī)械組成對(duì)土壤養(yǎng)分含量有著重要的影響。日本學(xué)者宇野良野等認(rèn)為土壤容重影響植株根系的生長(zhǎng)與發(fā)育，孔隙度影響植物的發(fā)育和質(zhì)量。這些國(guó)內(nèi)外研究表明土壤機(jī)械組成對(duì)于土壤的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、肥力以及植物的生長(zhǎng)都有著重要的影響。因此，本研究以赤峰市敖漢旗為研究對(duì)象，分析不同土壤類(lèi)型下土壤機(jī)械組成的差異，旨在為當(dāng)?shù)乜茖W(xué)合理利用土地資源和生態(tài)建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市東南部，地理坐標(biāo)為41°42′N(xiāo)～43°02′N(xiāo)，119°30′E～120°53′E。敖漢旗總的地勢(shì)為南高北低，從南向北由低山丘陵、黃土丘陵過(guò)渡到黃土漫崗，以至風(fēng)沙坨沼地貌。敖漢旗處于中溫帶，屬于大陸性季風(fēng)氣候。年均降雨量在310-390mm 之間，年均蒸發(fā)量在2300-2600mm 之間。10℃以上有效積溫為2700-3300℃，無(wú)霜期為130-150d。年均風(fēng)速為4-6m·s-1。植被主要有天然草地、灌叢林、喬灌混交林、針闊混交林和闊葉純林等森林植被類(lèi)型，主要以人工植被為主。由于巖石構(gòu)成的多樣性，敖漢旗的土壤具有多樣性，土壤共分為8 個(gè)土類(lèi)、19 個(gè)亞類(lèi)、66 個(gè)土屬、189 個(gè)土種。8 個(gè)土類(lèi)分別為棕壤、褐土、栗褐土、栗鈣土、潮土、風(fēng)沙土、沼澤土、粗骨土，主要為風(fēng)沙土。

1.2 研究?jī)?nèi)容及方法

1.2.1 研究?jī)?nèi)容

通過(guò)對(duì)赤峰市敖漢旗風(fēng)沙土區(qū)4 種主要林分類(lèi)型（小葉楊，沙棘，山杏，油松）0～100cm 土層的土壤機(jī)械組成作分析，從而剖析不同林分類(lèi)型土壤機(jī)械組成的特征。

1.2.2 研究方法

（1）樣地選?。航Y(jié)合敖漢旗1：5 萬(wàn)地形圖、主要樹(shù)種分布類(lèi)型圖，于2014 年7 月采用人為選擇典型樣地法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行采樣，兼顧代表性和均勻性原則，充分考慮研究區(qū)內(nèi)的不同地貌特征等因素，盡量全面反映研究區(qū)的自然特征，共計(jì)選取有代表性的170 個(gè)樣點(diǎn)。

（2）樣品采集：確定樣區(qū)中的樣地后，使用手持GPS 記錄樣地坐標(biāo)信息，在具有代表性的樣點(diǎn)上采樣，確定土壤剖面位置。去除土壤表層的植被與枯落物，挖掘深1m，長(zhǎng)1.5m，寬1.5m 的土壤剖面，按照0～20、20～40、40～60、60～80 和80～100cm 劃分5 層，由下至上分層取樣，每層取3 個(gè)重復(fù)，以降低采樣中系統(tǒng)誤差及異常樣點(diǎn)的干擾。將每個(gè)土壤剖面同一層次的土樣混合均勻，按四分法去除多余土樣裝入無(wú)菌袋帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)晾曬、去除植物根系等雜質(zhì)，測(cè)定其機(jī)械組成。取樣結(jié)束，回填土壤剖面。記錄樣區(qū)內(nèi)的樹(shù)種。

（3）土壤機(jī)械組成的測(cè)定：采用mastersizer 3000 激光粒度分析儀測(cè)定土壤機(jī)械組成。根據(jù)美國(guó)制土壤顆粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將土壤劃分為砂礫（2～0.05mm），粉粒（0.05～0.002mm），粘粒（＜0.002mm）。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用EXCEL 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。

2 結(jié)果與分析

由圖1 可知，在0～20cm 土層中，四個(gè)林分下的土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（0.85%）＜沙棘（1.28%）＜山杏（1.56%）＜油松（1.68%）。在沙棘，山杏，油松4 個(gè)林分土壤中粘粒所占比例基本相同，但是所占比例都很少，不超過(guò)2.00%。四個(gè)林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（21.36%）＜油松（31.12%）＜沙棘（31.68%）=山杏（31.68%）。除了楊樹(shù)林分土壤中粉粒所占比例比其他三個(gè)樹(shù)種下土壤中粉粒所占比例小很多外，其他三個(gè)林分土壤中粉粒所占比例相差是很小的。四個(gè)林分土壤中砂礫所占比例最大的為楊樹(shù)，砂礫所占比例為77.79%，而其他三個(gè)林分土壤中砂礫所占比例都在67.00%左右。因此楊樹(shù)林分土壤中砂礫所占比例比其他三個(gè)林分土壤中砂礫所占比例高約10.00%。

圖1 0～20cm 土層中各粒徑土壤所占比例

圖2 20～40cm 土層中各粒徑土壤所占比例

由圖2 可知，在20～40cm 土層中，四個(gè)林分土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（0.84%）＜山杏（0.99%）＜沙棘（1.27%）＜油松（1.42%）。山杏和楊樹(shù)林分土壤中粘粒所占比例基本相同，沙棘和油松林分土壤中粘粒所占比例也基本相同。四個(gè)林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（21.60%）＜山杏（27.59%）＜油松（31.90%）＜沙棘（31.99%）。所占比例相差很大，達(dá)到了10.39%。因?yàn)闂顦?shù)林分土壤中粘粒和粉粒所占比例都是最小的，因此，楊樹(shù)林分土壤中砂礫所占比例是最大的，為77.54%，其次是山杏林分土壤中砂礫所占的比例，為71.41%，沙棘為66.73%，而砂礫所占比例最小的是油松，為66.67%。

由圖3 可知，在40～60cm 土層中，四個(gè)林分土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（0.89%）＜山杏（1.19%）＜沙棘（1.43%）＜油松（1.58%）。四個(gè)林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（22.79%）＜山杏（30.85%）＜沙棘（34.15%）＜油松（34.58%）?？梢钥闯?，在40～60cm 土層中，沙棘和油松中粉粒所占比例基本相同，而楊樹(shù)林分中粉粒所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油松林分中粉粒所占的比例。四個(gè)林分土壤中砂礫所占比例從小到大依次為：油松（63.85%）＜沙棘（64.43%）＜山杏（67.95%）＜楊樹(shù)（76.83%）。楊樹(shù)林分土壤中砂礫所占比例比油松林分土壤中砂礫所占比例高了12.98%。

圖3 40～60cm 土層中各粒徑土壤所占比例

圖4 60～80cm 土層中各粒徑土壤所占比例

由圖4 可知，在60～80cm 土層中，四個(gè)林分土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（1.32%）＜山杏（1.35%）＜沙棘（1.85%）＜油松（4.95%）。油松林分土壤中粘粒所占比例比楊樹(shù)林分土壤中粘粒所占比例高了很多，達(dá)到了3.63%。四個(gè)林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹(shù)（25.46%）＜山杏（33.08%）＜沙棘（40.47%）＜油松（40.80%）?？梢钥闯?，在40～60cm 土層中，沙棘和油松中粉粒所占比例大致相同，而楊樹(shù)中粉粒所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油松中粉粒所占的比例。四個(gè)林分土壤中砂礫所占比例從小到大依次為：油松（54.25%）＜沙棘（57.68%）＜山杏（65.60%）＜楊樹(shù)（73.19%）。楊樹(shù)林分土壤中砂礫所占比例比油松林分土壤中砂礫所占比例高了18.94%。

3 結(jié)論

通過(guò)研究赤峰市敖漢旗4 種主要林分類(lèi)型的土壤機(jī)械組成，得到如下結(jié)論：不同林分類(lèi)型相同土層中粘粒，粉粒，砂礫所占比例不同，均表現(xiàn)為粘粒所占比例最小，粉粒居中，砂礫最多，且砂礫所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘粒所占比例。其中，楊樹(shù)林分土壤的粘、粉粒所占比例最低，砂礫所占比例最高。

［1］劉連杰，白紅英，母國(guó)宏，等.土壤質(zhì)地及環(huán)境因子對(duì)農(nóng)田NO2排放的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(14):6075-6077.

［2］劉玉，李林立，趙柯.巖溶山地石漠化地區(qū)不同土地利用方式下的土壤物理性狀分析[J].水土保持學(xué)報(bào)，2004，18(5):142-145.

［3］曾慶猛，孫宇瑞，嚴(yán)紅賓.土壤質(zhì)地分類(lèi)的近紅外光譜分析方法研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2009，29(7):1759-1763.