鄂東南崩崗洪積扇土壤性質(zhì)分異規(guī)律

梁傳平+鄧羽松+蔣代華

摘要：崩崗是中國南方常見的土壤侵蝕類型，也是一種嚴(yán)重的水土流失方式。以通城縣楊壟小流域崩崗洪積扇為研究對象，探討自扇頂至扇緣土壤顆粒組成及土壤肥力的分異規(guī)律。結(jié)果表明，由扇頂?shù)缴染?，土壤礫石和沙粒含量均逐漸減少，粉粒和黏粒含量則逐漸增加，土壤養(yǎng)分也隨之呈顯著增加趨勢。采用修正的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對洪積扇土壤進(jìn)行肥力評價可知，土壤肥力從扇頂?shù)缴染壋手饾u增加趨勢，扇頂、扇中、扇緣肥力系數(shù)相比對照分別減少了58.3%、27.6%、5.5%。研究結(jié)果對指導(dǎo)崩崗區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有一定意義。

關(guān)鍵詞：崩崗；洪積扇；肥力；分異規(guī)律

中圖分類號：S157.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）19-4560-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.19.013

Differentiation Properties of Soil in Alluvial Fan and Gang Collapse

of Southeastern Hubei

LIANG Chuan-ping1， DENG Yu-song2， JIANG Dai-hua1

（1.Agricultural College， Guangxi University， Nanning 530004， China；

2. Resources and Environment College， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070，China）

Abstract： Gang collapse is a common soil erosion in southern China， and one way of serious soil erosion. The differentiation rule of the top edge of the soil particles and soil from fan to fan was investigated in the collapse of small watershed ridge in Tongcheng county alluvial fan. The results showed that from fan to fan the top edge of gravel and sand content of the soil was decreased. Silt and clay content was increased. Soil nutrients also had a significant increase. Using the modified method， fertility evaluation of nemerow composite index alluvial fan soil showed that soil fertility fan along the top edge of the fan increased gradually. Compared with the control， fertility level coefficient P values of roof fan， the fan， the fan-edge were reduced 58.3%， 27.6%， 5.5%. It will have some significance on guiding agricultural production and increasing agricultural benefits.

Key words： Gang collapse； alluvial fan； fertility； differentiation characteristics

崩崗侵蝕是危害性僅次于滑坡和泥石流的水土流失災(zāi)害，我國崩崗侵蝕主要集中在長江以南熱帶、亞熱帶赤紅壤、紅壤丘陵區(qū)，尤其在我國華南花崗巖風(fēng)化土地區(qū)發(fā)育更為劇烈[1]。崩崗侵蝕量大，單個崩崗年侵蝕量可達(dá)35.0萬t[2]。崩崗發(fā)生時大量泥沙排出丘陵山地外，掩埋山間梯田和綠地，變良田為沙礫裸露的沙漬地，同時，流出崩崗的黃泥水沉積一層或沙或黏土的新覆蓋層，致使原來熟化的耕作層被淤埋，嚴(yán)重影響農(nóng)田質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，近年來崩崗沖毀壓埋耕地面積約38.04萬hm2，約有20%的受危害耕地?zé)o法恢復(fù)，農(nóng)田恢復(fù)和清理直接費(fèi)用達(dá)5.5億元[3，4]。

崩崗主要由崩壁、崩積堆和洪積扇組成[5]。根據(jù)洪積扇沉積特征，分為三個亞相，扇體最上部以片狀漫流垂向加積為主的沉積區(qū)，稱為扇頂；中部為辮狀分支水流活動的沉積區(qū)，稱為扇中；下部為交叉點(diǎn)以下地區(qū)，稱為扇緣。我國過去對崩崗的研究側(cè)重于成因機(jī)制以及危害治理等方面，主要涉及崩崗體內(nèi)要素，而對崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)分異特征研究較少，很多有關(guān)洪積扇的研究工作也只涉及了洪積扇分布以及流域特點(diǎn)等方面[6-8]。為此，選取通城縣崩崗洪積扇為研究對象，對扇頂?shù)缴染壊煌瑯拥氐耐寥览砘再|(zhì)，包括土壤顆粒組成、有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀含量以及陽離子交換量進(jìn)行比較分析并進(jìn)行土壤肥力評價，旨在探索崩崗洪積扇沙化土壤性質(zhì)分異特征以及對肥力的影響，為合理利用崩崗洪積扇與土壤恢復(fù)技術(shù)提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

通城縣位于鄂東南，湘、贛、鄂交界之幕阜山北麓，地跨東經(jīng)113°36′-114°04′，北緯29°02′-29°24′，全縣土地總面積約為1 172 km2。通城縣屬北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，光照適中，氣候溫和，四季分明。年平均氣溫17 ℃。年≥10 ℃積溫為5 058 ℃，年無霜期為260 d左右。該縣雨量充沛，年降雨量為1 521 mm。該區(qū)花崗巖形成于燕山期，由于燕山運(yùn)動巨大南北向擠壓力的影響，巖石破裂形成多組節(jié)理。礦物組成為石英、鉀長石、斜長石、黑云母、白云母。石英脈和厚層長石脈在花崗巖結(jié)晶晚期貫入巖體中。巖石風(fēng)化后，形成疏松較厚的風(fēng)化殼，低丘地帶厚度可達(dá)30 m。

1.2 土樣采集與處理

2014年3月對通城縣崩崗進(jìn)行調(diào)查，選擇楊壟小流域崩崗洪積扇為研究對象，研究洪積扇土壤理化性質(zhì)的空間分布特征并進(jìn)行肥力評價。研究崩崗區(qū)的土壤類型為花崗巖發(fā)育的紅壤，采集土樣時，除去地表凋落物，按“S”形采集20個表層土樣混合為1個土樣，然后采用四分法分取樣品1～2 kg左右?guī)Щ厥覂?nèi)，土樣經(jīng)自然風(fēng)干，剔除粗根和小石塊，磨細(xì)過篩，根據(jù)樣品分析的需要制備不同粒徑土樣備用。

1.3 指標(biāo)測定方法

土壤理化性質(zhì)均按常規(guī)方法進(jìn)行測定[9]。土壤顆粒組成測定采用吸管法；土壤含水率測定采用烘干法；土壤有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀外加熱法；土壤堿解氮測定采用堿解擴(kuò)散法；土壤速效磷測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀測定采用醋酸銨浸提-火焰光度法；陽離子交換量測定采用乙酸銨交換法。

1.4 肥力評價方法

肥力等級采用吳啟堂等[10]提出的評價方法，選取參數(shù)主要為有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量。參數(shù)間由于量綱的差別應(yīng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，方法如下：

當(dāng)屬性值屬于差一級，即ci≤xa時

Pi=Ci/xa（Pi≤1）

當(dāng)屬性值屬于中等一級，即xa≤ci≤xc時

Pi=1+ci-xa/xc-xa （1

當(dāng)屬性值屬于較好一級，即xc≤ci≤xp時

Pi=2+ci-xc/xp-xc （2

當(dāng)屬性值屬于好一級，即ci≥xp時

Pi=3

式中，Pi為分肥力系數(shù)，ci為該屬性測定值，xa、xc、xp為分級標(biāo)準(zhǔn)值。

土壤選取屬性分級標(biāo)準(zhǔn)值見表1。

由于耕層質(zhì)地是定性指標(biāo)，其標(biāo)準(zhǔn)化主要采用以下方式：

當(dāng)耕層質(zhì)地為中壤時，分肥力系數(shù)Pi=3；

當(dāng)耕層質(zhì)地為重壤或者輕壤時，分肥力系數(shù)Pi=2；

當(dāng)耕層質(zhì)地為黏土或者沙土?xí)r，分肥力系數(shù)Pi=1

土壤肥力系數(shù)計算參考內(nèi)梅羅公式并加以修改，計算公式為：

P=■·（■）

式中，P為土壤肥力系數(shù)；■i為土壤各屬性分肥力系數(shù)平均值；Pimin為土壤各屬性分肥力系數(shù)中的最小值；n為參與評價的土壤屬性個數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和簡單的分析，并繪制相應(yīng)的圖表，利用SPSS 16.0進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析等，應(yīng)用最小顯著差數(shù)法（LSD）檢驗不同處理之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤顆粒組成及分布特征

供研究的洪積扇土壤顆粒分布特征見表2。由表2可知，扇頂、扇中、扇緣土樣中礫石（粒級D>5 mm）含量比對照區(qū)土樣分別多975.5%、739.6%、66.1%；沙粒（0.05 mm

2.2 土壤養(yǎng)分分布特征

2.2.1 有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，是植物的養(yǎng)分來源和土壤微生物生命活動的能量來源[11]。從表3可以看出，有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為對照區(qū)>扇緣>扇中>扇頂，扇頂有機(jī)質(zhì)含量最低，僅有1.34 g/kg，這是由于扇頂?shù)牟鑸@受崩崗洪積扇作用較強(qiáng)，扇頂洪積物中存在大量的礫石和沙粒，且崩崗侵蝕經(jīng)常有水動力的干擾，而土壤中有機(jī)質(zhì)主要來自枯枝落葉和根系分泌物的氧化分解，因此有機(jī)質(zhì)含量較少。隨著離扇頂?shù)木嚯x增大，洪積物的干擾作用減弱，土壤質(zhì)地向壤質(zhì)化方向發(fā)展，洪積扇有機(jī)質(zhì)則慢慢增加。

2.2.2 陽離子交換量 土壤陽離子交換量是土壤復(fù)合膠體的重要特性之一，是土壤保肥能力、緩沖能力的重要標(biāo)志[12]。由表3可知，扇頂、扇中和扇緣土壤陽離子交換量比對照區(qū)分別減少了83.2%、65.5%、32.0%。經(jīng)過差異性分析，由扇頂?shù)缴戎械缴染墸寥狸栯x子交換量逐漸變大，且具有顯著性差異。說明洪積扇自扇頂?shù)缴染壨寥赖谋７誓芰χ饾u增強(qiáng)。

2.2.3 速效養(yǎng)分 土壤速效氮、速效磷、速效鉀是作物生長發(fā)育所必需的三大基本元素直接來源，土壤速效養(yǎng)分能夠直接反映作物生長能力狀況[13]。從表3可以看出，崩崗洪積扇土壤速效養(yǎng)分含量隨著扇頂?shù)缴戎械缴染壋噬仙厔?，且各區(qū)域差異較大。堿解氮含量與對照區(qū)相比，扇頂、扇中和扇緣分別減少了78.8%、70.4%、53.6%，且差異顯著。速效磷含量與對照區(qū)相比，扇頂、扇中和扇緣分別減少了38.2%、19.3%、5.3%，其中扇頂與對照區(qū)之間差異顯著，其余樣地差異均未達(dá)到顯著水平。速效鉀含量與對照區(qū)相比，扇頂、扇中和扇緣分別減少了71.9%、50.4%、5.8%，除扇緣和對照區(qū)之間差異不顯著外，其余各區(qū)域差異均達(dá)到了顯著水平。

2.3 土壤肥力等級評價

2.3.1 評價指標(biāo) 土壤肥力是指土壤供應(yīng)水、肥、氣、熱的能力。崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)分布特征具有明顯的規(guī)律性，本研究采用修正的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對土壤肥力進(jìn)行綜合評價，評價的指標(biāo)有：陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、土壤質(zhì)地。陽離子交換量能夠反映土壤保肥能力大小，有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀是定義土壤肥力、穩(wěn)定性的指標(biāo)，土壤質(zhì)地反映土壤中顆粒組成情況。

2.3.2 土壤肥力評價結(jié)果 對通城縣崩崗洪積扇土壤肥力評價結(jié)果見表4。從表4可知，崩崗洪積扇肥力系數(shù)表現(xiàn)為扇頂<扇中<扇緣<對照區(qū)，說明崩崗洪積扇由扇頂?shù)缴染壨寥婪柿χ饾u增加。扇頂、扇中和扇緣比對照區(qū)肥力系數(shù)分別減少58.3%、27.6%、5.5%。扇緣受到洪積物影響最低，因此在洪積扇中肥力最高；扇頂受洪積物影響最強(qiáng)，因此肥力最低。崩崗洪積扇各樣地經(jīng)過肥力評價可知，扇頂土壤屬于四等，扇中、扇緣和對照區(qū)土壤均屬于三等。同時，分析研究發(fā)現(xiàn)，Pi最小值很大程度上決定了土壤肥力系數(shù)大小，因此，在崩崗洪積扇進(jìn)行土地利用的時候可以根據(jù)土壤限制條件提出改良措施。

3 結(jié)論與討論

1）崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)存在一定的規(guī)律。由扇頂?shù)缴染?，土壤礫石和沙粒含量逐漸減少，粉粒和黏粒含量逐漸增加；同時，土壤陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀也隨之呈逐漸增加的趨勢。

2）對崩崗洪積扇各區(qū)域進(jìn)行肥力進(jìn)行評價，肥力從扇頂?shù)缴染壷饾u增強(qiáng)。經(jīng)過分析可知，扇頂、扇中、扇緣肥力系數(shù)相比對照分別減少了58.3%、27.6%、5.5%。

3）針對崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)的分布特征，建議在崩口開排沙溝或者種植竹草，減少沙質(zhì)土壤對土地的影響。同時，還可以采用客土、深耕、深翻、廂式耕作的方法改良土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，也可以采取科學(xué)種植綠肥、施用有機(jī)肥等方法加速崩崗洪積扇土壤熟化。

參考文獻(xiàn)：

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[13] 趙 軍，孟 凱，隋躍宇，等.海倫黑土有機(jī)碳和速效養(yǎng)分空間異質(zhì)性分析[J].土壤通報，2005，36（4）：487-491.

2.3.2 土壤肥力評價結(jié)果 對通城縣崩崗洪積扇土壤肥力評價結(jié)果見表4。從表4可知，崩崗洪積扇肥力系數(shù)表現(xiàn)為扇頂<扇中<扇緣<對照區(qū)，說明崩崗洪積扇由扇頂?shù)缴染壨寥婪柿χ饾u增加。扇頂、扇中和扇緣比對照區(qū)肥力系數(shù)分別減少58.3%、27.6%、5.5%。扇緣受到洪積物影響最低，因此在洪積扇中肥力最高；扇頂受洪積物影響最強(qiáng)，因此肥力最低。崩崗洪積扇各樣地經(jīng)過肥力評價可知，扇頂土壤屬于四等，扇中、扇緣和對照區(qū)土壤均屬于三等。同時，分析研究發(fā)現(xiàn)，Pi最小值很大程度上決定了土壤肥力系數(shù)大小，因此，在崩崗洪積扇進(jìn)行土地利用的時候可以根據(jù)土壤限制條件提出改良措施。

3 結(jié)論與討論

1）崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)存在一定的規(guī)律。由扇頂?shù)缴染?，土壤礫石和沙粒含量逐漸減少，粉粒和黏粒含量逐漸增加；同時，土壤陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀也隨之呈逐漸增加的趨勢。

2）對崩崗洪積扇各區(qū)域進(jìn)行肥力進(jìn)行評價，肥力從扇頂?shù)缴染壷饾u增強(qiáng)。經(jīng)過分析可知，扇頂、扇中、扇緣肥力系數(shù)相比對照分別減少了58.3%、27.6%、5.5%。

3）針對崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)的分布特征，建議在崩口開排沙溝或者種植竹草，減少沙質(zhì)土壤對土地的影響。同時，還可以采用客土、深耕、深翻、廂式耕作的方法改良土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，也可以采取科學(xué)種植綠肥、施用有機(jī)肥等方法加速崩崗洪積扇土壤熟化。

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2.3.2 土壤肥力評價結(jié)果 對通城縣崩崗洪積扇土壤肥力評價結(jié)果見表4。從表4可知，崩崗洪積扇肥力系數(shù)表現(xiàn)為扇頂<扇中<扇緣<對照區(qū)，說明崩崗洪積扇由扇頂?shù)缴染壨寥婪柿χ饾u增加。扇頂、扇中和扇緣比對照區(qū)肥力系數(shù)分別減少58.3%、27.6%、5.5%。扇緣受到洪積物影響最低，因此在洪積扇中肥力最高；扇頂受洪積物影響最強(qiáng)，因此肥力最低。崩崗洪積扇各樣地經(jīng)過肥力評價可知，扇頂土壤屬于四等，扇中、扇緣和對照區(qū)土壤均屬于三等。同時，分析研究發(fā)現(xiàn)，Pi最小值很大程度上決定了土壤肥力系數(shù)大小，因此，在崩崗洪積扇進(jìn)行土地利用的時候可以根據(jù)土壤限制條件提出改良措施。

3 結(jié)論與討論

1）崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)存在一定的規(guī)律。由扇頂?shù)缴染?，土壤礫石和沙粒含量逐漸減少，粉粒和黏粒含量逐漸增加；同時，土壤陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀也隨之呈逐漸增加的趨勢。

2）對崩崗洪積扇各區(qū)域進(jìn)行肥力進(jìn)行評價，肥力從扇頂?shù)缴染壷饾u增強(qiáng)。經(jīng)過分析可知，扇頂、扇中、扇緣肥力系數(shù)相比對照分別減少了58.3%、27.6%、5.5%。

3）針對崩崗洪積扇土壤理化性質(zhì)的分布特征，建議在崩口開排沙溝或者種植竹草，減少沙質(zhì)土壤對土地的影響。同時，還可以采用客土、深耕、深翻、廂式耕作的方法改良土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，也可以采取科學(xué)種植綠肥、施用有機(jī)肥等方法加速崩崗洪積扇土壤熟化。

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