張枝枝，張福平*，燕玉超，王虎威

(1 陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062；2 地理學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(陜西師范大學(xué))，西安 710062)

渭河兩岸緩沖帶的土壤有機(jī)質(zhì)含量分布特征及其影響因子①

張枝枝1,2，張福平1,2*，燕玉超1,2，王虎威1,2

(1 陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062；2 地理學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(陜西師范大學(xué))，西安 710062)

選取陜西省內(nèi)渭河沿岸南北3 000 m緩沖區(qū)為研究區(qū)，利用野外調(diào)研、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)處理并應(yīng)用GIS、ENVI、SPSS等軟件，分析了土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布特征及影響因子，為渭河沿岸生態(tài)環(huán)境治理與修復(fù)提供理論依據(jù)。結(jié)果表明：渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)平均含量范圍6.3 ～ 22.5 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量較低。渭河沿岸緩沖帶區(qū)內(nèi)南北兩岸土壤有機(jī)質(zhì)含量在1 000 m范圍內(nèi)隨著距離的增加而增加，1 000 m范圍外隨距離增加而減少或基本不變；渭河沿岸的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量上游最高，下游次之，中游最低。土壤有機(jī)質(zhì)的影響因子有地形因子(高程、坡度)、植被覆蓋度和土壤質(zhì)地。其中土壤有機(jī)質(zhì)與高程、植被覆蓋度(NDVI)和土壤顆粒中粉砂百分含量呈正相關(guān)，特別是高程因子與土壤有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為顯著相關(guān)；而土壤有機(jī)質(zhì)與坡度、土壤顆粒中砂粒百分含量呈負(fù)相關(guān)。

渭河；緩沖區(qū)；土壤有機(jī)質(zhì)；影響因子

土壤有機(jī)質(zhì)( SOM) 是土壤的重要組成物質(zhì)，對(duì)改善土壤物理、化學(xué)性質(zhì)以及植物的生長起著重要作用，是評(píng)價(jià)土壤肥力和質(zhì)量的重要指標(biāo)[1]。河流沿岸的土壤是保證河流水質(zhì)的一個(gè)保護(hù)屏障。河岸土壤中的養(yǎng)分不僅促進(jìn)微生物生長、改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)、提高土壤保肥保水能力、防止河岸水土流失；同時(shí)還是植被營養(yǎng)的主要來源之一，對(duì)促進(jìn)植被生長[2]、保證河岸邊的土壤(沉積物)和河流之間的平衡具有十分重要作用。河岸土壤有機(jī)質(zhì)的涵養(yǎng)和運(yùn)移過程及分布是復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過程，受到流水遷移、土壤質(zhì)地、地形和植被的綜合作用。研究河岸土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布狀況、變異規(guī)律及其主要影響因素是土壤質(zhì)量研究的重要內(nèi)容[3]，并且對(duì)于提高土壤固碳能力、提高糧食產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)土壤可持續(xù)利用、維護(hù)水–陸生態(tài)系統(tǒng)平衡具有重要意義。

目前，國外對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的研究極為活躍, 主要集中在有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)、生化分析、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性等方面的研究[4–8]。其中，對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)和河岸帶土壤有機(jī)質(zhì)研究主要是有機(jī)質(zhì)的組成和含量、有機(jī)質(zhì)的影響因素、有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定/不穩(wěn)定過程等。例如，White等[4]研究北極土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量與土壤覆蓋類型的關(guān)系，結(jié)果表明盡管植被覆蓋類型的地理起源不同，但在類似的覆蓋類型下有類似的土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量；Gonzalez-Perez等[6]研究得到火災(zāi)可以被視為對(duì)全球生物地球化學(xué)循環(huán)中碳穩(wěn)定的影響因素；Go?i 等[9]對(duì) Fly河河流系統(tǒng)不同環(huán)境土壤和沉積物中有機(jī)物的組成和含量進(jìn)行了測(cè)定，研究這一地區(qū)的碳運(yùn)輸和儲(chǔ)存；Burk等[10]用主成分分析法研究Santa Ana河上游的河漫灘植被和沿岸土壤的影響因素，結(jié)果表明第一主成分中土壤質(zhì)地與有機(jī)質(zhì)的變化高度相關(guān)。在國內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)的研究大部分基于省域、縣域等不同空間尺度分析土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布特征及其影響因素。趙明松等[3]、吳樂知和蔡祖聰[11]、黃安等[12]以省縣為研究區(qū)域，分析了土壤有機(jī)質(zhì)的分布水平并探求區(qū)域尺度上土壤有機(jī)質(zhì)的主要影響因素，利用多元線性回歸分析與 GIS空間預(yù)測(cè)分析對(duì)比，克服了傳統(tǒng)插值法中存在的斑塊狀分布現(xiàn)象，更精細(xì)地描述了區(qū)域內(nèi)有機(jī)質(zhì)空間分布趨勢(shì)。還有基于時(shí)間序列上對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)變化特征的研究，如趙業(yè)婷等[13]對(duì)1983—2009年西安市郊區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)空間特征與變化研究，從時(shí)間尺度上分析土壤有機(jī)質(zhì)的影響因素。然而對(duì)于流域內(nèi)河流兩岸土壤有機(jī)質(zhì)含量水平與分布特征研究甚少。

本文選取陜西省渭河干流為研究區(qū)域，分析渭河南北兩岸及上、中、下游沿岸土壤有機(jī)質(zhì)的分布特征，并運(yùn)用ArcGIS、ENVI等遙感圖像處理工具，提取影響因子(高程、坡度、植被覆蓋度)，應(yīng)用SPSS軟件統(tǒng)計(jì)不同影響因子與土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性，對(duì)渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)分布特征及其影響因子進(jìn)行分析，為渭河流域沿岸生態(tài)建設(shè)、環(huán)境治理(土壤改良、合理的耕作方式)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

渭河，古稱渭水，是黃河的最大支流，發(fā)源于今甘肅省定西市渭源縣鳥鼠山，主要流經(jīng)今甘肅天水，陜西省關(guān)中平原的寶雞、咸陽、西安、渭南等地，至渭南市潼關(guān)縣匯入黃河。其中陜西境內(nèi)河長502.2 km，流域面積6.76 萬km2。渭河兩岸水系呈不對(duì)稱分布：北岸支流主要發(fā)源于黃土丘陵及黃土塬區(qū)；南岸支流主要發(fā)源于秦嶺北麓[14]；上游主要為黃土丘陵區(qū)，中下游北部為陜北黃土高原，中部為經(jīng)黃土沉積和渭河干支流沖積而成的河谷沖積平原區(qū)——關(guān)中盆地[15]。渭河流域地處陜西中部，工業(yè)集中，人口密集，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，旅游資源豐富，科技、教育實(shí)力雄厚，是陜西省政治、經(jīng)濟(jì)、文化、金融及信息中心。渭河流域內(nèi)總?cè)丝? 340萬人，集中了陜西省64% 的人口[16]， 85% 的工業(yè)，82% 的國民生產(chǎn)總值，是陜西省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。主要土地利用類型是耕地，約占56%，其次是林地和草地[17]。

根據(jù)國際制土壤質(zhì)地分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)，渭河南北兩岸土壤質(zhì)地分布情況：渭河上游土壤質(zhì)地主要為粉砂質(zhì)壤土；渭河中游土壤有機(jī)質(zhì)主要為粉砂質(zhì)壤土和砂質(zhì)壤土；渭河下游主要為砂質(zhì)壤土，土壤中砂粒含量高，適宜于種植農(nóng)作物。

1.2 樣品采集

樣品采集于2015年10月，沿河岸不同緩沖帶區(qū)進(jìn)行采樣點(diǎn)設(shè)計(jì)布局。采樣斷面垂直于河流(圖1)，3個(gè)斷面分布在河流上游，即A ～ C號(hào)采樣斷面；4個(gè)斷面分布在中游, 即 D ～ G號(hào)采樣斷面；4個(gè)斷面分布在下游，即 H ～ K號(hào)采樣斷面。每個(gè)斷面以河道為中心分別向南北方向100、300、500、800、1 000、2 000、3 000 m緩沖帶內(nèi)布設(shè)7個(gè)采樣基點(diǎn)，共采集樣品數(shù)330個(gè)。采集具有代表性的表層土壤，根據(jù)已有研究表明在土壤表層20 cm以上土壤有機(jī)質(zhì)含量變化特征具有顯著性[18]，故本研究選取采樣深度為0 ～ 20 cm，每10 cm取一次樣，每個(gè)樣點(diǎn)在2 m × 2 m的區(qū)域內(nèi)采集混合土壤樣品，每份約500 g，樣品裝入聚乙烯樣品袋，帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，待測(cè)。

圖1 研究區(qū)采樣斷面分布圖Fig. 1 Sample sections in study area

1.3 數(shù)據(jù)處理分析

1.3.1 土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定與計(jì)算 土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法[19]：在過量硫酸存在的環(huán)境下，用重鉻酸鉀氧化有機(jī)質(zhì)，過量的重鉻酸鉀用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵溶液回滴，以消耗的氧化劑用量計(jì)算所氧化的有機(jī)碳量。

1.3.2 因子提取 不同粒徑對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的吸附和保護(hù)能力不同[20]；地形因子高程、坡度直接和間接地對(duì)地表徑流、植物的生長和分布、熱量等水文和生態(tài)過程產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)土壤特性空間分布產(chǎn)生影響[21–22]；一定的植被覆蓋度可以有效地防止徑流對(duì)表土養(yǎng)分的沖刷，植物截留下來的雨水可為植物提供養(yǎng)分來源，枯枝落葉量的增加也能為土壤增加一些養(yǎng)分[23]。根據(jù)上述已有研究成果中的影響因子，本研究選取土壤粒度、高程、坡度、植被覆蓋度4個(gè)因子作為影響土壤有機(jī)質(zhì)空間分布的成土因素。土壤粒度用馬爾文激光粒度分析儀測(cè)量；地形因子(高程、坡度)可應(yīng)用Arc GIS空間分析工具從DEM圖像中提取，在Arc GIS 10.1平臺(tái)支持下通過30 m分辨率的DEM圖像提取地形因子；應(yīng)用ENVI軟件通過遙感影像提取植被覆蓋度因子，遙感影像在 ENVI5.0平臺(tái)支持下對(duì)Landsat 8 OLI影像經(jīng)過大氣校正、輻射校正、影像裁剪等處理后獲得，然后提取NDVI值。土壤質(zhì)地分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考于國際制土壤質(zhì)地分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(砂質(zhì)壤土、壤土、粉砂質(zhì)壤土3種)。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 在 Excel、SPSS 19.0中處理數(shù)據(jù)，分析各影響因子與土壤有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)一般特征

330個(gè)土壤樣本有機(jī)質(zhì)一般特征見表1。渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)平均含量范圍6.3 ～ 22.5 g/kg，其中最大值是62.3 g/kg，根據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中有機(jī)質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(20 ～ 30 g/kg)以下，有機(jī)質(zhì)含量偏低。變異系數(shù)介于 27.7% ～88.0%，波動(dòng)幅度較大，在距離河岸800 ～ 1 000 m之間變異程度最大，屬于中等變異程度。有機(jī)質(zhì)平均含量、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)均隨著距河岸距離增加而增大，但是在1 000 m以外隨距離增加而減小。在800 ～ 1 000 m緩沖帶區(qū)，有機(jī)質(zhì)含量最高達(dá)到62.3 g/kg，而且3個(gè)參數(shù)的數(shù)值都達(dá)到最大，可見此緩沖帶區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)的含量差異最大。渭河流域地形特點(diǎn)為西高東低[15]，自西向東地勢(shì)逐漸變緩，河谷變寬，土壤質(zhì)地隨著離河岸距離而變化，從而影響土壤有機(jī)質(zhì)的賦存能力。渭河南岸土壤有機(jī)質(zhì)平均含量略高于北岸，這與趙業(yè)婷等[13]的研究結(jié)果一致，由于渭河流域南北兩側(cè)地貌特征差異[15]的影響，寄存土壤養(yǎng)分的能力不同，導(dǎo)致北岸土壤有機(jī)質(zhì)含量略低。

表1 渭河干流沿岸南北兩岸土壤有機(jī)質(zhì)含量Table 1 Soil organic matter contents along northern and southern shores of Weihe River

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布

2.2.1 渭河沿岸緩沖帶內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)分布特征 沿渭河南北兩岸分別設(shè)置3 000 m緩沖帶，在3 000 m緩沖帶內(nèi)分了100、300、500、800、1 000、2 000、3 000 m共7個(gè)緩沖帶區(qū)；沿渭河選取11個(gè)采樣斷面，均勻分布在渭河上中下游區(qū)域；根據(jù)緩沖帶區(qū)域內(nèi)采樣點(diǎn)，計(jì)算表層土壤的有機(jī)質(zhì)平均含量，分析渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)空間分布特征。

渭河干流南北兩岸3 000 m緩沖帶區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)如圖2A所示，距河道1 000 m范圍內(nèi)，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著距離的增加而增加，1 000 m范圍外隨距離增加而減少或基本不變。因?yàn)樵诤拥? 000 m范圍內(nèi)，結(jié)合對(duì)研究區(qū)域的實(shí)地調(diào)查結(jié)果分析：處于水陸交界地帶的區(qū)域，被河水遷移帶走部分土壤養(yǎng)分；而較遠(yuǎn)的區(qū)域是近河道的水泥固化帶，由于混凝土河道切斷了水土之間的聯(lián)系和相互作用[24]，植被的水源補(bǔ)給受到限制，影響河岸邊植被生長，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量低；在遠(yuǎn)離河道補(bǔ)建有綠化帶和防護(hù)林地(為了保護(hù)河流整體生態(tài)環(huán)境)或者用于農(nóng)田耕作，又使土壤有機(jī)質(zhì)含量升高。而1 000 m范圍外大多被用于城市建設(shè)用地或者未利用地，使土壤有機(jī)質(zhì)的含量降低。

渭河干流上、中、下游沿岸土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)如圖2B所示，從上游到下游，渭河南北兩岸土壤有機(jī)質(zhì)變化趨勢(shì)基本一致，呈“中間低兩邊高”的趨勢(shì)。即渭河沿岸的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量上游最高，下游次之，中游最低。由于渭河上游地勢(shì)較高，植被豐富，特別是山體植被分布密集，使渭河上游沿岸土壤有機(jī)質(zhì)含量整體偏高；渭河越往下游，河道越寬，便于附近居民就河道區(qū)域進(jìn)行農(nóng)作物耕種，渭南市土地主要用于耕地[25]，由于人工施肥、農(nóng)作物秸稈還田，使渭河下游沿岸土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)略高于中游。而中游，即西咸一體化高新發(fā)展技術(shù)區(qū)，西安和咸陽市土地主要是用于建設(shè)用地[25](即工業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展)，土壤中有機(jī)質(zhì)主要來源于河道旁防護(hù)林地及城市綠地，故而總體土壤有機(jī)質(zhì)含量最低。

圖2 渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)含量分布趨勢(shì)Fig. 2 Distribution trends of soil organic matter contents along Weihe River

2.2.2 渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)分布的影響因子 本文利用 ArcGIS、ENVI軟件對(duì)沿渭河干流南北兩岸3 000 m緩沖區(qū)域，提取采樣區(qū)的地形因子(高程和坡度)和植被覆蓋度(NDVI)，通過SPSS 19.0軟件計(jì)算地形因子(高程和坡度)、植被覆蓋度(NDVI)和土壤質(zhì)地(粉砂和砂粒所占百分比)與土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)系數(shù)(表 2)，分析各影響因子對(duì)渭河沿岸上、中、下游土壤有機(jī)質(zhì)分布的影響。

表2 土壤有機(jī)質(zhì)含量與地形因子、NDVI及土壤質(zhì)地的相關(guān)性Table 2 Correlations between soil organic matter content with topographic factors, NDVI and soil texture

由表2可知，土壤有機(jī)質(zhì)含量與高程呈正相關(guān)，即隨著高程升高，形成比較封閉的土壤環(huán)境[26]，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，與劉遜等[26]、尚斌等[27]研究海拔與土壤有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系的結(jié)果一致。在渭河上游南岸，土壤有機(jī)質(zhì)含量與高程因子相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.843，相關(guān)性達(dá)到顯著水平(P＜0.01)，說明高程因子對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響最為顯著。渭河中游土壤有機(jī)質(zhì)含量與高程的相關(guān)系數(shù)低于渭河下游，研究區(qū)域?qū)儆陉P(guān)中平原區(qū)域，表現(xiàn)為中間地勢(shì)低兩邊地勢(shì)高，這導(dǎo)致中游區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)含量與高程的相關(guān)性偏低。渭河上游地形復(fù)雜多樣，海拔高不適于農(nóng)種或工業(yè)開發(fā)，形成比較封閉的土壤環(huán)境[26]，而且山體植被覆蓋度高，人為因素影響相對(duì)小，使得土壤有機(jī)質(zhì)不易被分解和流失，土壤有機(jī)質(zhì)主要受地勢(shì)影響較大，故而土壤有機(jī)質(zhì)含量較高；渭河南岸地區(qū)發(fā)源于秦嶺北麓，地勢(shì)偏高，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量偏高。

土壤有機(jī)質(zhì)含量與坡度總體呈負(fù)相關(guān)，而且土壤有機(jī)質(zhì)含量與坡度的相關(guān)程度低于與高程的相關(guān)程度，隨著坡度增大，土壤有機(jī)質(zhì)含量減少。渭河南岸相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值大于北岸，這是由于渭河南岸發(fā)源于秦嶺山麓，地勢(shì)高，坡度大，土壤侵蝕加劇，對(duì)有機(jī)質(zhì)含量影響大。已有研究認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)含量會(huì)隨著海拔高度的變化而變化，還受到不同坡度坡向的影響[31]，而且地形因素對(duì)于氣候、生物等因素還有二次分配的影響，進(jìn)而也會(huì)影響土壤有機(jī)質(zhì)的累積和分解[32]。一般來說，土壤侵蝕強(qiáng)度隨坡度的增大而顯著增大，嚴(yán)重的水土流失使土壤貧瘠，缺乏養(yǎng)分[28]。

土壤有機(jī)質(zhì)含量與植被覆蓋度(NDVI)呈正相關(guān)，隨著植被覆蓋度增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加。植物群落對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響主要是通過增加地面調(diào)落物和地下根系數(shù)量用于微生物分解釋放養(yǎng)分[33]，所以植被影響土壤養(yǎng)分積累和分布。渭河上游主要是山體，植被茂盛，使上游土壤有機(jī)質(zhì)含量增加；渭河下游土壤多用于河道防護(hù)林地及耕地，植被覆蓋度高，土壤有機(jī)質(zhì)含量高；而渭河中游用于城市發(fā)展，土地多用于城市建設(shè)用地及工業(yè)用地，植被覆蓋度低，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低。

土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤顆粒中粉砂百分含量呈正相關(guān)，與砂粒百分含量呈負(fù)相關(guān)，隨著粉砂粒含量越高，土壤顆粒越細(xì)，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高；隨著砂粒含量越高，土壤顆粒增大，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低。土壤質(zhì)地的組成成分對(duì)有機(jī)質(zhì)的賦存狀態(tài)及其更新特征有直接影響。其中，土壤黏粒具有保持碳的能力，其含量影響外源有機(jī)質(zhì)(有機(jī)化合物、植物殘?bào)w)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分解速率[20]。隨著土壤黏粒含量的增加，土壤有機(jī)碳和土壤微生物量碳也增加，這是黏土礦物對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行吸附與保護(hù)的結(jié)果。粉粒具有一定的黏結(jié)性、黏著性、可塑性和脹縮性，比表面積比砂粒大，吸持性能增強(qiáng)，養(yǎng)分含量比砂粒高。砂粒礦物組成主要是石英等原生礦物，顆粒較粗，比面較小，吸持性較弱，無黏結(jié)性和膠著性，表現(xiàn)松散，粒間孔隙較大，通透性良好，所吸附和保護(hù)的礦質(zhì)養(yǎng)分較低[34]。而且從相關(guān)系數(shù)值可知沿著河流自上而下，土壤顆粒越粗，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，與趙業(yè)婷等[13]、李婷等[29]、李玲等[30]研究結(jié)果一致。但是渭河土壤有機(jī)質(zhì)含量下游比中游高，這是因?yàn)殡S著河道加寬可利用地增加，而且下游地勢(shì)平坦，土壤質(zhì)地主要是砂質(zhì)壤土，土壤透氣性好，適宜于農(nóng)作物耕種，同時(shí)增大了植被覆蓋度，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量偏高；而且由于受人類活動(dòng)(如農(nóng)作物秸稈還田、人工施肥等)的影響改變了土壤養(yǎng)分和土壤質(zhì)地，也使得土壤中有機(jī)質(zhì)含量偏高。張志國等[35]研究表明在砂壤土上施用有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的改良和保持更有效。而渭河中游，即西咸一體化高新發(fā)展技術(shù)區(qū)，土地主要是用于工業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展，土壤主要受該地區(qū)的城市發(fā)展影響，而受地形因子、植被覆蓋度和土壤質(zhì)地的影響較小，而且土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于河道旁防護(hù)林地及城市綠化，這些區(qū)域分布區(qū)域局限且較少，故而總體土壤有機(jī)質(zhì)含量最低。

3 結(jié)論與建議

本文以實(shí)地調(diào)查、GIS技術(shù)為支撐，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)處理，分析渭河沿岸南北不同緩沖帶區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)的分布特征，并研究不同影響因子與土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性，評(píng)價(jià)各因子對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分布規(guī)律的影響，為渭河沿岸生態(tài)環(huán)境保護(hù)與土地治理提供理論依據(jù)。研究區(qū)內(nèi)有機(jī)質(zhì)平均含量偏低，在800 ～ 1 000 m 緩沖帶區(qū)，有機(jī)質(zhì)含量最高達(dá)到62.3 g/kg。渭河流域地形特點(diǎn)為西高東低[15]，自西向東地勢(shì)逐漸變緩，河谷變寬，土壤質(zhì)地隨著離河岸距離而變化，從而影響土壤有機(jī)質(zhì)的賦存能力。渭河南岸土壤有機(jī)質(zhì)平均含量略高于北岸，而且沿岸土壤有機(jī)質(zhì)平均含量上游最高，下游次之，中游最低。土壤有機(jī)質(zhì)與高程、植被覆蓋度(NDVI)和土壤質(zhì)地中粉砂百分含量呈正相關(guān)；而土壤有機(jī)質(zhì)與坡度、土壤質(zhì)地中砂粒百分含量呈負(fù)相關(guān)，其中高程因子與土壤有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為顯著相關(guān)性。

通過研究渭河沿岸土壤有機(jī)質(zhì)的分布特征及影

響因子，對(duì)渭河沿岸生態(tài)環(huán)境的保護(hù)及治理提供理論依據(jù)。本文針對(duì)不同緩沖帶內(nèi)土壤狀況提出不同生態(tài)修復(fù)措施：①在距河道0 ～ 100 m范圍內(nèi)，屬于河流水陸交界地帶，植被的恢復(fù)能夠保護(hù)河岸不受河水沖刷，例如，種植蘆葦可以增加河岸穩(wěn)定性，有助于建立良好的河流水陸交錯(cuò)帶生態(tài)系統(tǒng)[36]；②在距河道100 ～ 1 000 m范圍內(nèi)，對(duì)近河道地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)河道綠化防護(hù)，建設(shè)生態(tài)公園，使河流自然景觀豐富，增強(qiáng)河流景觀效果，同時(shí)保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境不受周邊地區(qū)人類活動(dòng)的影響。特別是渭河中游屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)展高新區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主，同時(shí)從土壤有機(jī)質(zhì)含量最低能夠看出長期忽略對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的保護(hù)；渭河下游主要用于農(nóng)作物種植，合理耕種方式，可以提高土壤肥力甚至延長土地使用壽命；下游河道加寬，在利用河道有利地形的同時(shí)，更要加強(qiáng)近河道的防護(hù)，保護(hù)河流不受周邊耕地的影響，防止引發(fā)河流水質(zhì)污染；③在距河道1 000 m范圍外，土地利用方式多樣化，在考慮城市發(fā)展的同時(shí)要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)城市或者居住環(huán)境的綠化情況；當(dāng)超過生態(tài)環(huán)境自我修復(fù)能力時(shí)，可采取“草灌先行、以草促樹、草灌喬結(jié)合”的人工強(qiáng)化治理措施[23]。

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Distribution Characteristics and Influential Factors of Soil Organic Matter Content at Buffer Zone Along Weihe River

ZHANG Zhizhi1,2, ZHANG Fuping1,2*, YAN Yuchao1,2, WANG Huwei1,2
(1 College of Tourism and Environment, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China; 2 National Demonstration Center for Experimental Geography Educantion (Shaanxi Narmal University, Xi’an 710062, China))

In order to provide theoretical bases for the rational management and remediation of ecological environment along the Weihe River in Shaanxi, this study targeted at 3000 m-buffer zone along the Weihe River and the spatial distribution characteristics of soil organic matter (SOM) content and its influential factors were analyzed by field survey and laboratory measurement with the application of GIS, ENVI, SPSS and other software. Results showed that SOM content was low along the Weihe River, meanly ranged from 6.3 to 22.5 g/kg; On both north and south sides along the Weihe River, SOM content increased within 1 000 m away from the river bank, and then reduced or remained unchanged outside 1 000 m range; The average SOM content was highest in upstream, followed by downstream and by midstream. Topographic factors (elevation, slope), NDVI and soil particle composition were influential factors of SOM. SOM had positive correlations with elevation, NDVI and silt percentage, while it had negative correlations with slope and silt percentage.

The Weihe River; Buffer zone; Soil organic matter (SOM); Influential factors

S158

A

10.13758/j.cnki.tr.2017.02.027

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAC08B07)、國家人力資源和社會(huì)保障部留學(xué)人員科技活動(dòng)項(xiàng)目擇優(yōu)資助項(xiàng)目和陜西師范大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)科研發(fā)展專項(xiàng)(GK201505112)資助。

* 通訊作者(zhang_fuping@163.com)

張枝枝(1991—)，女，河南靈寶人，碩士研究生，主要從事資源環(huán)境遙感與GIS應(yīng)用研究。E-mail: 704971474@qq.com