西北黑河流域土壤pH與CaCO3相當物含量關系研究*

林 卡李德成張甘霖

（1 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室（中國科學院南京土壤研究所），南京 210008）

（2 中國科學院大學，北京 100049）

西北黑河流域土壤pH與CaCO3相當物含量關系研究*

林 卡1，2李德成1?張甘霖1

（1 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室（中國科學院南京土壤研究所），南京 210008）

（2 中國科學院大學，北京 100049）

干旱-半干旱地區的石灰性土壤中pH與CaCO3相當物含量之間有一定關系，但目前黑河流域土壤中pH與CaCO3相當物含量之間的關系及其影響因素尚不明確。從區域、海拔、土壤母質、土壤類型、土地利用方式五個方面分析了我國西北黑河流域土壤中pH與CaCO3相當物含量之間的關系。結果表明，黑河流域土壤pH與CaCO3相當物含量之間存在顯著的非線性相關，pH隨著CaCO3相當物含量的增加而逐漸升高，當CaCO3相當物含量升高到某一閾值后，pH增幅迅速降低，最終趨于穩定；不同區域、海拔、土綱、成土母質和土地利用方式下，pH與CaCO3相當物含量之間的相關程度不同，表現為上游土壤pH與CaCO3含量呈顯著正相關，不同的海拔高度區間pH與CaCO3含量之間具顯著正相關，人為土、鹽成土、均腐土、雛形土的pH與CaCO3含量顯著正相關，冰磧物、殘積-坡積物、湖積物發育的土壤pH與CaCO3含量具有極顯著正相關，土地利用方式對pH與CaCO3含量的關系影響較小；不同區域、海拔、土綱、成土母質和土地利用方式下，pH與CaCO3相當物含量的最佳回歸模型不同，有冪函數模型、一元二次模型、一元三次模型和線性模型。

土壤pH；CaCO3相當物；黑河流域

pH和CaCO3相當物含量（CaCO3相當物包括土壤中各類碳酸鹽，如CaCO3、Na2CO3、NaHCO3、MgCO3等物質，以下簡稱CaCO3含量）是土壤的兩個重要屬性，影響著土壤元素和養分的有效性、土壤質量［1］以及土壤命名［2-3］。干旱-半干旱地區的土壤多是富含CaCO3的石灰性土壤［2，4-5］，石灰性土壤中pH與CaCO3含量之間具有一定的關系，因為CaCO3是引起土壤堿性（pH＞7）的主要原因之一［6］。劉世全等［7］對西藏察雅縣41個剖面105層土樣（pH 6.9～8.8，CaCO33.9～252.1 g kg-1）和四川中江縣紫色土27個表層土樣（pH 6.3～8.8，CaCO35.5～42.3 g kg-1）pH和CaCO3含量的統計分析以及賀婧等［8］通過向典型棕壤中添加不同濃度CaCO3（pH 5.5～8.0，CaCO37.7～227 g kg-1）的室內模擬試驗均表明，隨著土壤CaCO3含量的增加，pH逐漸升高最后基本趨于穩定，兩者之間呈顯著的倒數關系（y=a-b/x）。

黑河流域是我國西北地區第二大內陸流域，跨越青海、甘肅及內蒙古，流域面積約14.3萬km2，其景觀類型復雜、流域規模適中、社會生態環境問題突出，近年來一直是我國重點研究的內陸區域之一，圍繞黑河流域開展了大量的研究工作［9-12］。黑河流域屬于干旱-半干旱區，土壤多為石灰性土壤，但黑河流域土壤pH與CaCO3含量之間是否也表現為顯著的倒數關系，成土因素和土壤類型是否影響土壤pH與CaCO3含量之間的關系尚不明確。為此，本文旨在利用2012—2013年期間有關黑河流域的土壤調查采樣測定結果，從區域、海拔、成土母質、土地利用方式和土壤類型五個方面進一步分析干旱-半干旱地區土壤pH與CaCO3含量之間的關系，這對于進一步提高黑河流域的土壤數字制圖精度也具有積極的指導意義。

1 材料與方法

1.1 數據來源

2012—2013年的7—8月調查采集了黑河流域合計249個剖面樣點1 093個發生層的土樣（圖1），采樣深度為1.2 m或至基巖上界面（當土壤深度＜1.2 m時），其中上游108個剖面樣點，471個土樣；中游75個剖面樣點，302個土樣；下游66個剖面樣點，320個土樣。樣點布設基于目標采樣方法，綜合考慮了氣候（年均氣溫和降雨量）、地形地貌、海拔、成土母質、土地利用、土壤類型、交通可達性。

依據野外剖面形態觀察和土樣測定分析結果，按中國土壤系統分類檢索［3］，249個剖面的土壤類型涉及有機土、人為土、干旱土、鹽成土、潛育土、均腐土、雛形土和新成土8個土綱，繼分為11個亞綱、24個土類、52個亞類。

圖1 黑河流域土壤調查代表性樣點空間分布Fig. 1 Spatial distribution of representative soil sampling sites in the Heihe River valley

1.2 分析方法

pH采用電位法測定（土水比1∶2.5），CaCO3含量采用氣量法測定［13］。

1.3 數據處理

數據處理、回歸分析與制圖采用Microsoft EXCEL2013、IBM Statistics SPSS 20.0和R3.1.3 for Windows。pH和CaCO3含量的異常值剔除按平均值±3×標準差方法進行。

2 結果與討論

2.1 土壤pH與CaCO3含量的統計特征

表1為黑河流域及其上游、中游、下游土壤pH 和CaCO3含量的描述統計結果。整個流域土壤pH介于6.3～10.1之間，平均值為8.2；CaCO3含量介于0.5～261.2 g kg-1之間，平均值為85.54 g kg-1，二者在上游、中游和下游土壤中具有顯著差異（p＜0.05）。下游pH最高（平均值為8.6），少數樣點pH大于10，這些樣點為正常鹽成土（大致為發生分類上的鹽堿土、鹽化草甸土、鹽化林灌草甸土），土壤中Na+含量高。中游CaCO3含量最高（平均值為112.4 g kg-1），一個重要原因是其耕地經常引富含CaCO3水灌溉；下游CaCO3含量最低（平均值為64.78 g kg-1），是因為下游主要是洪-沖積物母質，顆粒粗，同時下游劇烈干旱氣候條件下，碳酸鈣的水解作用不強，一部分鈣轉化為石膏；上游CaCO3含量介于中游和下游之間（平均值為82.24 g kg-1），主要是因為相對較大的降雨量可造成CaCO3淋失。土壤pH平均值從上游至下游逐漸升高，與CaCO3含量在上中下游變化規律不一致，表明黑河流域pH與CaCO3含量的關系亦受到其他諸多因素影響。

表2為不同海拔區間的土壤pH和CaCO3含量的描述統計結果，海拔主要影響降雨量和溫度。海拔在905～4 318 m之間，pH與海拔之間表現出了顯著的負相關性（r=-0.45，n=1 048）與pH相比，CaCO3含量隨海拔升高的變化趨勢較為復雜，兩者之間未表現出顯著的相關。

表1 黑河流域土壤pH和CaCO3含量的描述統計特征Table 1 Descriptive statistics of soil pH and content of CaCO3and equivalents in the Heihe River Valley

表3為不同土綱的pH和CaCO3含量的描述統計結果（未考慮亞綱及其以下分類單元，是因為一些類型樣點數量太少而不便統計）。其中新成土、干旱土、雛形土、鹽成土樣點最多，合計占樣品總數的90%。pH平均值由高至低依次為鹽成土＞潛育土＞干旱土＞人為土＞新成土＞雛形土＞均腐土＞有機土，其中pH高于9的土樣多集中在鹽成土、干旱土和極端干旱區的新成土，即發生分類中的鹽土、堿土、干旱土和灰棕漠土；而CaCO3含量由高至低依次為人為土＞干旱土＞雛形土＞潛育土＞鹽成土＞新成土＞均腐土＞有機土，即CaCO3含量高的土壤類型pH并非也高，這也表明了pH與CaCO3含量之間的非線性關系。

表4為不同土地利用類型的pH與CaCO3含量描述統計結果。pH平均值由高至低依次為其他土地＞耕地＞草地＞林地＞荒地，草地中土壤pH較高的區域，生長著蘆葦、梭梭等耐鹽植物，植被覆蓋度40%～60%。林地中土壤pH較高的區域主要集中在水邊，蒸發較強，Na+的含量高，多為堿土；CaCO3含量由高至低依次為耕地＞荒地＞草地＞其他土地＞林地，即CaCO3含量高的土地利用類型pH并非也高。此外，不同土地利用類型下的CaCO3含量之間差異顯著，但CaCO3含量越高，pH的差異越不顯著。

表2 不同海拔pH和CaCO3含量的描述統計Table 2 Descriptive statistics of soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to altitude

表3 不同土綱pH和CaCO3含量的描述統計特征Table 3 Descriptive statistics of soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to soil order

表5為不同成土母質類型的pH與CaCO3含量描述統計結果。pH平均值由高至低依次為風積物＞湖積物＞洪積-沖積物＞殘積-坡積物＞冰磧物，而CaCO3含量由高至低依次為洪積-沖積物＞殘積-坡積物＞湖積物＞風積物＞冰磧物，即CaCO3含量高的成土母質類型對應的pH并非也高。同時，冰磧物、殘積-坡積物和湖積物的CaCO3含量之間差異不顯著，但pH之間表現出顯著差異，均表明了pH與CaCO3含量之間的非線性關系。

表4 不同土地利用pH和CaCO3含量的描述統計特征Table 4 Descriptive statistics of soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to land use type

表5 不同母質pH和CaCO3含量的描述統計特征Table 5 Descriptive statistics of soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to soil parent material

2.2 土壤pH和CaCO3含量的回歸模型

從全流域所有樣點pH與CaCO3含量之間的關系（圖2）可看出，兩者之間確實為非線性關系：土壤pH隨著CaCO3含量的增加而逐漸升高，但當CaCO3含量升高到某一值后（約30 g kg-1），pH增幅迅速降低，pH最終趨于穩定。全流域和上游土壤pH（y）與CaCO3含量（x）之間呈極顯著正相關，最佳回歸模型均是冪函數模型（分別為y=7x0.03，R2=0.24**，F=284.92；y=7x0.04，R2=0.62**，F=704.00），但是中游和下游pH與CaCO3含量之間沒有相關性，這也表明整個流域pH 與CaCO3含量之間的顯著相關性是由上游兩者之間顯著的相關性決定的。

利用IBM Statistics SPSS 20.0軟件中曲線估計功能，分別在不同海拔、土綱、成土母質和土地利用方式下進行pH（y）與CaCO3含量（x）之間的回歸分析，獲取的最佳回歸模型見表6、表7、表8和表9。

圖2 黑河流域土壤pH與CaCO3含量的關系Fig. 2 The relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents in the Heihe River Valley

表6表明，不同海拔高度區間pH與CaCO3含量之間均具有顯著相關性，海拔＜1 000 m，最佳回歸模型分別為一元三次回歸方程；海拔1 000～2 000 m和2 000～3 000 m，最佳回歸模型為一元二次回歸方程；海拔3 000～4 000 m和＞4 000 m時，最佳回歸模型為冪函數模型。

表7表明（由于異常值剔除后，有機土的樣品只剩下1個，這里不進行回歸分析）。干旱土、潛育土和新成土中，pH與CaCO3含量之間沒有相關性。而人為土、鹽成土、均腐土和雛形土四個土綱的pH與CaCO3含量之間具有顯著相關性，其中人為土和鹽成土的最佳回歸模型為一元三次回歸方程，均腐土和雛形土的最佳回歸模型為冪函數模型。

表6 不同海拔pH和CaCO3含量的回歸模型Table 6 Regression models for relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to altitude

表7 不同土綱pH和CaCO3含量的回歸模型Table 7 Regression models for relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to soil order

表8表明，風積物（主要分布在下游）和洪積-沖積物（主要分布在中游和下游）兩類成土母質的pH與CaCO3含量之間沒有相關性，而冰磧物（主要分布在上游）、殘積-坡積物（主要分布在上游）、湖積物（主要分布在下游）三個成土母質pH與CaCO3含量呈極顯著相關，最佳回歸模型分別為一元三次模型、冪函數模型和線性模型。

表9表明，不同土地利用下pH和CaCO3含量之間均存在顯著的相關性。其中，草地（主要分布在上游）最佳回歸模型為冪函數模型，而林地、耕地、荒地、其他土地（主要分布在中游和下游）的最佳回歸模型分別為一元二次回歸模型和一元三次回歸模型。

表8 不同母質pH和CaCO3含量的回歸模型Table 8 Regression models for relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to parent material

表9 不同土地利用pH和CaCO3含量的回歸模型Table 9 Regression models for relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents relative to land use type

3 討 論

很多研究表明土壤pH與CaCO3含量變化的趨勢具有較好的一致性［5，14-15］，兩者之間具有顯著的倒數關系。本研究不僅表明黑河流域土壤pH與CaCO3含量之間總體上也呈現較好的一致性，而且還進一步揭示了不同區域海拔、母質、土壤類型和土地利用方式下，兩者之間的不同的相關程度和不同的最佳回歸模型。

全流域和上游土壤pH與CaCO3含量呈顯著正相關，但在中游和下游兩者相關性不顯著。主要是因為黑河流域上游為祁連山區，干旱-半干旱氣候，降雨量相對最高，土壤中CaCO3含量相對較低，這種情況下土壤pH主要受CaCO3含量影響。而中游主要是農業區，農田經常性引富含CaCO3的水灌溉，導致土壤中CaCO3含量較高，加之經常性的施肥引起土壤酸化［16］，這均會削弱土壤pH與CaCO3含量之間的關系。下游土地利用類型主要為戈壁和荒漠，氣候干旱，在缺水的自然土壤體系中，OH-與溶于水的CO2的反應足以使在水中溶解性不高的CaCO3沉淀積累［17］，此外一部分鈣可能轉化為石膏形式，這也會削弱CaCO3含量與土壤pH之間的關系。另有研究表明，在干旱地區，植物有機殘體分解產生的碳可參與土壤CaCO3的形成［18］，許多微生物也會通過分解有機質釋放CaCO3［19］，這也會增加土壤中CaCO3含量，進而影響到土壤pH與CaCO3含量之間的關系。

黑河流域土壤pH隨著海拔高度的增加而遞減，這與王瑞勇等［20］對不同海拔高度高寒草地土壤理化性質的研究結果一致。但本研究發現CaCO3含量隨海拔的變化趨勢比較復雜，這是由于土樣多集中在海拔介于1 000～2 000 m的中下游地區，這一地區降雨量、有機質含量、土地利用方式、成土母質和土壤類型差異較大，在一定程度上導致CaCO3含量對pH的影響復雜化［21］。

從土壤類型來看，干旱土具有獨特的生物氣候條件，由于氣候干熱，植被稀少，干旱土腐殖質積累作用微弱［22］。氣候越干旱，碳酸鈣的表聚作用越明顯。因此干旱土CaCO3含量極高，但是由于碳酸鈣的水解作用不強，土壤pH并不會很高，兩者的相關性減弱。潛育土形成過程深受水文地質條件影響，局部土體周期性的積水，土壤交替進行草甸化和沼澤化過程，但溫暖的氣候條件促進有機質快速分解，土壤有機質含量不高，碳酸鹽發生垂直遷移和側向匯積，易形成石灰結核，甚至形成石灰磐。在這種情況下，土壤pH與CaCO3含量的相關性也不高。新成土是一種年輕的土壤，土壤基本保持著土壤母質的特性。黑河流域新成土的成土母質多為風積黃土或具有黃土性物質的洪積-沖積物，因此土壤CaCO3含量較高，但pH的變化波動較大，也降低了兩者之間的相關性。

不同土地利用方式下pH與CaCO3含量之間均具有顯著的相關性，只是最佳回歸模型不同，說明土地利用對兩者之間的相關性影響甚小，但會影響最佳回歸模型。

本研究雖然再次證明了以往研究揭示的pH隨著CaCO3含量增加的變化趨勢，但得出的pH與CaCO3含量之間最佳回歸模型呈多樣化［23］，表現為冪函數模型、一元三次模型、一元二次模型和線性模型，這不同于劉世全等［7］得出的單一倒數模型，可能與采用的統計分析軟件中模型的多樣性有關，也可能與研究區域成土因素和土壤類型復雜程度有關。總體來看，黑河流域空間跨度大，海拔梯度大、成土因素和土壤類型更為復雜，pH與CaCO3含量之間的最佳回歸模型多樣化應該是合理的。

4 結 論

研究表明，黑河流域上游土壤pH與CaCO3含量呈顯著正相關，不同的海拔高度區間pH與CaCO3含量之間均具顯著相關性，人為土、鹽成土、均腐土、雛形土的pH與CaCO3含量顯著正相關，冰磧物、殘積-坡積物、湖積物發育的土壤pH與CaCO3含量具有極顯著相關性，土地利用方式對pH與 CaCO3含量的關系影響較小，pH與CaCO3含量的最佳回歸模型呈現多樣性，有冪函數模型、一元二次模型、一元三次模型、線性模型，并非以往研究得出的單一倒數模型。本文中區域、海拔、母質、土壤類型、成土母質的pH與CaCO3含量之間關系尚基于單因素分析，多因素分析有待后續的工作中進行。

［1］黃昌勇. 土壤學. 北京：中國農業出版社，2000

Huang C Y. Soil science（In Chinese）. Beijing：China Agriculture Press，2000

［2］全國土壤普查辦公室. 中國土壤. 北京：中國農業出版社，1993

National Soil Survey Office. Soil of China（In Chinese）. Beijing：China Agriculture Press，1993

［3］中國科學院南京土壤研究所土壤系統分類課題組&中國土壤系統分類課題研究協作組. 中國土壤系統分類檢索.第3版．合肥：中國科學技術大學出版社，2001

Chinese Soil Taxonomy Research Group ，Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences，Cooperative Research Group on Chinese Soil Taxonomy. Keys to Chinese Soil Taxonomy（In Chinese）. 3rd ed. Hefei：University of Science and Technology of China Press，2001

［4］熊毅，李慶逵. 中國土壤. 第2版. 北京：科學出版社，1990

Xiong Y，Li Q K. Soil of China（In Chinese）. 2nd ed. Beijing：Science Press，1990

［5］朱禮學，鄧澤錦. 土壤pH及CaCO3在多目標地球化學調查中的研究意義. 物探化探計算技術，2001，23 （2）：140—143

Zhu L X，Deng Z J. A study of the multi-aim geochemistry agrology survey（In Chinese）. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration，2001，23（2）：140—143

［6］于天仁. 土壤化學原理. 北京：科學出版社，1987

Yu T R. Principle of soil chemistry（In Chinese）. Beijing：Science Press，1987

［7］劉世全，張世熔，伍均，等. 土壤pH與碳酸鈣含量的關系. 土壤，2002，34（5）：279—283

Liu S Q，Zhang S R，Wu J，et al. Relation between pH and CaCO3in soil（In Chinese）. Soils，2002，34 （5）：279—283

［8］賀婧，趙亞平，關連珠. 土壤中游離碳酸鈣對土壤pH及酶活性的影響. 沈陽農業大學學報，2011，42 （5）：614-617

He J，Zhao Y P，Guan L Z. Effect of free calcium carbonate on soil pH and enzyme activities（In Chinese）. Journal of Shenyang Agricultural University，2011，42（5）：614—617

［9］Yang F，Zhang G L，Yang J L，et al. Organic matter controls of soil water retention in an alpine grassland and its significance for hydrological processes. Journal of Hydrology，2014，519：3086—3093

［10］Cheng G D，Li X，Zhao W Z，et al. Integrated study of the water-ecosystem-economy in the Heihe River Basin. National Science Review，2014，1：413—428

［11］懷保娟，李忠勤，孫美平，等. 近50年黑河流域的冰川變化遙感分析. 地理學報，2014，69（3）：365—377

Huai B J，Li Z Q，Sun M P，et al. RS analysis of glaciers change in the Heihe River Basin in the last 50 years（In Chinese）. Acta Geographica Sinica，2014，69（3）：365—377

［12］寧寶英，張志強，何元慶. 基于文獻統計的黑河流域研究重點和熱點學科演變分析. 冰川凍土，2013，35 （2）：504—512

Ning B Y，Zhang Z Q，He Y Q. Development of the research emphasis and main disciplines about the Heihe River Basin reviewed through bibliometric analysis（In Chinese）. Journal of Glaciology and Geocryology，2013，35（2）：504—512

［13］張甘霖，龔子同. 土壤調查實驗室分析方法. 北京:科學出版社，2012

Zhang G L，Gong Z T. Soil survey laboratory methods （In Chinese）. Beijing：Science Press，2012

［14］朱宏，趙成義，李軍，等. 土壤CaCO3淀積對降水量及環境變化的指示. 土壤通報，2007，38（4）：810—812

Zhu H，Zhao C Y，Li J，et al. Indication of soil CaCO3sedimentation to rainfall and environmental change（In Chinese）. Chinese Journal of Soil Science，2007，38 （4）：810—812

［15］楊黎芳，李貴桐，林啟美，等. 栗鈣土不同土地利用方式下土壤活性碳酸鈣. 生態環境學報，2010，19 （2）：428—432

Yang L F，Li G T，Lin Q M，et al. Active carbonate of chestnut soils in different lands（In Chinese）. Ecology and Environmental Science，2010，19（2）：428—432

［16］朱小琴，孫維俠，黃標，等. 長江三角洲城鄉交錯區農業土壤pH特征及影響因素探討——以江蘇省無錫市為例. 土壤學報，2009，46（4）：594—602

Zhu X Q，Sun W X，Huang B，et al. pH characters of agricultural soil in peri-urban areas of the Yangtze River Delta region and their affecting factors—A case study of Wuxi City，China（In Chinese）. Acta Pedologica Sinica，2009，46（4）：594—602

［17］李學恒. 土壤化學. 北京：高等教育出版社，2001

Li X H. Soil chemistry（In Chinese）. Beijing：Higher Education Press，2001

［18］張寧，何興東，鄔畏. 騰格里沙漠3種土壤有機質和碳酸鈣特征. 生態學報，2009，29（8）：4094—4101

Z h a n g N，H e X D，W u W. S t u d i e s o n t h e characteristics of soil organic matter and pedogenic calcium carbonate for three kinds of soil in the Tengri Desert（In Chinese）. Acta Ecologica Sinica，2009，29（8）：4094—4101

［19］Monger H C，Daugherty L A，Lindemann W C. Microbial precipitation of pedogenic calcite. Geology，1991，19：997—1000

［20］王瑞永，劉莎莎，王成章，等. 不同海拔高度高寒草地土壤理化指標分析. 草地學報，2009，17（5）：621—628

Wang R Y，Liu S S，Wang C Z，et al. Analysis on soil physicochemical indices at different altitudes in Alpine Rangeland（In Chinese）. Acta Agrestia Sinica，2009，17（5）：621—628

［21］張維，李啟權，王昌全，等. 川中丘陵縣域土壤pH空間變異及影響因素分析——以四川仁壽縣為例. 長江流域資源與環境，2015，24（7）：1193—1199

Zhang W，Li Q Q，Wang C Q，et al. Spatial variability of soil pH and its influence factors at a county scale in hilly area of mid-Sichuan basin—A case study from Renshou in Sichuan（In Chinese）. Resources and Environment in the Yangtze Basin，2015，24（7）：1193—1199

［22］龔子同，雷文進，陳鴻昭. 中國的干旱土. 干旱區研究，1988（2）：1—9

Gong Z T，Lei W J，Chen H Z. Arid soil in China（In Chinese），Arid Zone Research，1988（2）：1—9

［23］段建南，李保國，石元春，等. 干旱地區土壤碳酸鈣淀積過程模擬.土壤學報，1999，36（3）：318—326

Duan J N，Li B G，Shi Y C，et al. Modeling of soil CaCO3deposition process in arid areas（In Chinese）. Acta Pedologica Sinica，1999，36（3）：318—326

Relationships between pH and Content of Calcium Carbonate and Equivalents in Soil of the Heihe River Valley，Northwest China

LIN Ka1，2LI Decheng1?ZHANG Ganlin1
（1 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture，Institute of Soil Science，Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210008，China）
（2 University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China）

【Objective】Content of calcium carbonate and equivalents and pH are two important properties of the soil，which will affect availabilities of soil elements and nutrients，and consequently soil fertility and quality. It was demonstrated in previous studies that content of CaCO3and equivalents did affect soil pH and some other soil properties. Generally speaking，with increasing content of CaCO3and equivalents，soil pH gradually rises and levels off in the end. What’s more，their relationship could be described with an inverse function model. This study was carried out in the Heihe River Valley，which is the second largest inland river valley and a typical one，located in the western part of the Hexi Corridor in the arid region of Northwest China. In this area，the relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents may vary and was therefore analyzed from the aspects of region，altitude，soil parent material，soil type and land use. 【Method】Based on the data gathered during the 2012—2013 soil survey of the valley，correlation analysis and regression analysis were performed of variation of soil pH with content of content of CaCO3and equivalents. 【Result】Results show that soil pH had a significant nonlinear relation with content of CaCO3and equivalents as previous studies disclosed，i.e.，soil pH gradually rises with the increasing content of the substance，declined in its rising rate when the content reached a certain level，and leveled off in the end. However，the relationship between the two varied in degree with region，altitude，soil parent material，soil type and land. Specifically，soil pH was significantly and positively related to content of CaCO3and equivalents in the valley as a whole and in the upstreams of the river，and in anthrosols，halosols，isohumosols and cambisols，regardless of elevation and land use. However，no significant relationship was found in soils derived from aeolian，diluvial and alluvial deposits. In addition，the optimal regression model for analysis of relationship between the two varied with the region，altitude，soil parent material，soil type and land use，and may be a power function model，a quadratic model，a cubic model or a linear model，instead of a simple inverse function model as obtained in previous studies. 【Conclusion】The relationship between soil pH and content of CaCO3and equivalents in the Heihe River Valley is complex，which may be related to its vast spatial span，great altitude gradient，different soil forming factors and diversified soil types.

Soil pH；CaCO3and equivalents；Heihe River Valley

S153.4

A

10.11766/trxb201605140243

（責任編輯：檀滿枝）

* 國家自然科學基金項目（41371224，41130530）資助 Supported by the National Natural Science Foundation of China（Nos. 41371224，41130530）

? 通訊作者 Corresponding author，E-mail：dcli@issas.ac.cn

林 卡（1993—），女，浙江溫州人，碩士研究生，土壤學專業。E-mail：klin@issas.ac.cn

2016-05-14；

2016-07 - 05 ；優先數字出版日期（www.cnki.net）：2016-08-29