張旭賢潘濤范毅

（1.貴州省公益林管理中心 550001 2.安順市林業(yè)局 550001）

不同碳酸鹽巖發(fā)育自然土壤的理化特性研究

張旭賢1潘濤1范毅2

（1.貴州省公益林管理中心 550001 2.安順市林業(yè)局 550001）

碳酸鹽巖發(fā)育形成的土壤主要來自巖石中的碳酸鹽溶解后剩余的雜質(zhì)，因而其成土速度極慢，土層也較薄，總厚度在35～60cm之間，其機(jī)械組成與土壤的理化性質(zhì)、力學(xué)特征與抗沖抗蝕性息息相關(guān)?？λ固氐貐^(qū)的自然土壤的機(jī)械組成受巖性的影響較為顯著，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤之間的砂粒、粉粒與黏粒之間都存在顯著的差異。本文從其土層厚度、機(jī)械組成、持水性方面進(jìn)行試驗(yàn)分析不同碳酸鹽巖發(fā)育土壤的理化特性，為喀斯特地區(qū)石漠化治理提供參考。

碳酸鹽巖；自然發(fā)育；理化特性

1 樣品采集

貴州喀斯特地區(qū)碳酸鹽巖主要以白云巖、純灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖及泥灰?guī)r為主，為探究上述不同巖性發(fā)育土壤的理化特性，分別在上述4種巖性發(fā)育區(qū)選取坡度、坡位大體相近且受人為活動(dòng)影響較少的林地或灌草地布設(shè)樣地。選好樣地后，開挖剖面，記錄樣地的成土母巖、土地利用類型、坡度、坡向、坡位等地理信息，量測(cè)土層厚度，并估測(cè)各土層的石粒含量。鏟去5cm表土層，并將剖面削成階梯狀，分層采集土樣。用環(huán)刀采集原狀土樣用于該層土壤容重測(cè)定，用鋁盒采集打入環(huán)刀點(diǎn)附近土樣，用于測(cè)定該土層土壤含水量；采集約1kg土壤，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干并磨碎過篩，用于該層土壤有機(jī)質(zhì)及機(jī)械組成的測(cè)定。

2 結(jié)果分析

2.1 不同碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)自然土壤土層厚度及容重

土層厚度是喀斯特地區(qū)土壤侵蝕的典型指標(biāo)，它不僅體現(xiàn)了不同地類上成土的差異，更在很大程度上反映了土壤侵蝕的現(xiàn)狀與結(jié)果（高華端等，2009）。從表1可知，不同碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)自然土壤土層較薄，總厚度在35～60cm之間。不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤土層總厚度差異顯著，表現(xiàn)為：泥灰?guī)r（55.83）＞純白云巖（53.44）＞泥質(zhì)白云巖（44.71）＞純灰?guī)r（37.84）。

表1 不同碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)自然土壤土層厚度及容重

容重是土壤機(jī)械組成與孔隙狀況的綜合反映，影響著土壤的滲透與持水性能。從表1可知，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的容重處于1.00～1.50g·cm-3之間，相同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤A層與B層容重變化并不大，總體上，B層容重略高于A層。不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤容重差異顯著，但由于受到生物因子的影響，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤在A層與B層的大小排序并不完全一致。A層的容重為：泥灰?guī)r（1.50）＞泥質(zhì)白云巖（1.24）＞純灰?guī)r（1.11）＞純白云巖（1.08），而B 層則表現(xiàn)為：泥灰?guī)r（1.48）＞泥質(zhì)白云巖（1.37）＞純白云巖（1.30）＞純灰?guī)r（1.17）。

2.2 不同碳酸鹽巖發(fā)育自然土壤的機(jī)械組成

土壤機(jī)械組成與成土母巖性質(zhì)關(guān)系最為密切，決定著土壤的許多理化性質(zhì)，從而影響土壤的侵蝕特征。從表2可知，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的機(jī)械組成差異顯著。總體上，粉粒與黏粒含量較高，而砂粒含量較低。

2.2.1 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的砂粒含量

如表2所示，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤砂粒含量處于10～40%之間，均值為15.81%，除泥灰?guī)r外，其他碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的砂粒含量都在20%以下。A層砂粒含量大小關(guān)系為：泥灰?guī)r（37.08）＞泥質(zhì)白云巖（16.91）＞純白云巖（12.71）＞純灰?guī)r（12.38），而 B 層為：泥灰?guī)r（25.42）＞純白云巖（16.60）＞泥質(zhì)白云巖（13.37）＞純灰?guī)r（11.08）。

表2 不同碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)自然土壤的機(jī)械組成

2.2.2 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的粉粒含量

如表2所示，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的粉粒含量較高，處于35～55%之間，均值為46.04%，整體上，A層的粉粒含量高于B層。A層粉粒含量大小關(guān)系為：純白云巖（54.52）＞純灰?guī)r（50.68）＞泥質(zhì)白云巖（48.63）＞泥灰?guī)r（37.66），而B層為：純灰?guī)r（45.52）＞泥灰?guī)r（41.96）＞泥質(zhì)白云巖（41.68）＞純白云巖（38.51）。

2.2.3 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的黏粒含量

如表2所示，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的黏粒含量較高，處于25～45%之間，均值為38.17%，總體上，B層的黏粒含量高于A層。A層黏粒含量由大到小的排序?yàn)椋杭兓規(guī)r（36.94）＞泥質(zhì)白云巖（34.46）＞純白云巖（32.78）＞泥灰?guī)r（25.28），而 B 層為：泥質(zhì)白云巖（45.09）＞純白云巖（44.89）＞純灰?guī)r（43.40）＞泥灰?guī)r（32.63）。

2.3 不同碳酸鹽巖發(fā)育自然土壤有機(jī)質(zhì)與持水特征

有機(jī)質(zhì)含量與持水能力是土壤中較為重要的理化性質(zhì)，對(duì)土壤侵蝕特征有著一定的影響。如表3所示，不同巖性發(fā)育土壤的有機(jī)質(zhì)及持水能力都有顯著的差異，總體上，碳酸鹽巖發(fā)育的自然土壤具有較高的有機(jī)質(zhì)含量與較強(qiáng)的持水能力。然而，由于巖性及土層的差異，不同碳酸鹽巖發(fā)育自然土壤的有機(jī)質(zhì)含量及持水能力各有不同。

表3 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的有機(jī)質(zhì)及持水特征

2.3.1 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的有機(jī)質(zhì)

土壤有機(jī)質(zhì)（單位為：g/kg）有助于水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體的形成，從而提高土壤的抗沖抗蝕性，同時(shí)也可以提高土壤的蓄水能力與雨水的下滲能力。如表3所示，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤有機(jī)質(zhì)含量在15～85g/kg之間，均值為63.82g/kg，大約是何騰兵等人在相近區(qū)域研究得到的砂巖（34.21g/kg）與頁巖（36.68g/kg）發(fā)育土壤有機(jī)質(zhì)含量的2倍。無論是A層或B層，都以純白云巖發(fā)育形成的自然土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，而泥灰?guī)r最低。對(duì)于A層，土壤有機(jī)質(zhì)含量由大到小的排序?yàn)椋杭儼自茙r（81.5）＞泥質(zhì)白云巖（69.67）＞純灰?guī)r（68.07）＞泥灰?guī)r（21.95），而 B 層則為：純白云巖（45.53）＞純灰?guī)r（34.96）＞泥質(zhì)白云巖（29.65）＞泥灰?guī)r（16.53）。

2.3.2 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的最大持水量

最大持水量表征土壤所能存儲(chǔ)的最大水量，當(dāng)含水量超過這個(gè)值時(shí)就會(huì)形成蓄滿產(chǎn)流，產(chǎn)生水力侵蝕。碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的最大持水能力在30～60%之間，均值為48.38%。相同巖性發(fā)育形成的自然土壤的A層與B層土壤最大持水量較為相近。對(duì)于A層，不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的最大持水量大小排序?yàn)椋杭儼自茙r＞純灰?guī)r＞泥質(zhì)白云巖＞泥灰?guī)r，而對(duì)于B層則表現(xiàn)為：純灰?guī)r＞純白云巖＞泥質(zhì)白云巖＞泥灰?guī)r。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)自然土壤土層厚度

碳酸鹽巖發(fā)育形成的土壤主要來自巖石中的碳酸鹽溶解后剩余的雜質(zhì)，因而其成土速度極慢，土層也較薄。不同碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤土層厚度差異顯著，泥質(zhì)碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤的土層厚度要高于純碳酸鹽巖。

土層厚度是喀斯特地區(qū)的土壤侵蝕研究與治理的重要指標(biāo)，對(duì)水力侵蝕的發(fā)生、發(fā)展及危害都有較大影響，也是喀斯特地區(qū)土壤侵蝕有別于常態(tài)地貌的方面。由于土層淺薄，其土壤抗蝕年限較低，較少的土壤侵蝕量便會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源造成較大的影響。

3.2 不同碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)自然土壤的機(jī)械組成

機(jī)械組成與土壤的理化性質(zhì)、力學(xué)特征與抗沖抗蝕性息息相關(guān)?？λ固氐貐^(qū)的自然土壤的機(jī)械組成受巖性的影響較為顯著。碳酸鹽巖發(fā)育形成的自然土壤黏粒（38.17%）與粉粒（46.04%）含量較高，而砂粒（15.81%）含量較低，由于黏粒具有較高的比表面能，這就使得碳酸鹽巖發(fā)育的土壤具有較高的黏聚力，會(huì)使碳酸鹽巖發(fā)育的自然土壤具有較高的抗沖抗蝕性。

3.3 不同碳酸鹽巖發(fā)育形成自然土壤的持水特征

土壤的持水性是土壤因子中影響侵蝕的重要方面。碳酸鹽巖發(fā)育的自然土壤具有較強(qiáng)的持水能力，有利于喀斯特地區(qū)的水土保持。

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S151

A

1004-7344（2016）04-0222-02

2016-1-20

張旭賢（1986-），男，怒族，云南蘭坪人，工程師，碩士研究生，主要從事公益林保護(hù)與經(jīng)營管理，區(qū)域水土保持工作。