研究黃土高原侵蝕環(huán)境下林地開墾后坡面土壤養(yǎng)分空間分布狀況,確立林地開墾后侵蝕驅(qū)動的坡地土壤養(yǎng)分空間變異特征。以黃土高原丘陵區(qū)子午嶺林地和開墾28年的侵蝕坡面為研究對象,分析土壤主要性質(zhì)和養(yǎng)分含量的變化情況,運(yùn)用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)法分析坡面土壤基本性質(zhì)和養(yǎng)分空間分布規(guī)律。林地開墾后坡面土壤pH增加了0.24個(gè)單位,有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀分別降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷的變異系數(shù)大于開墾地,而pH和各速效養(yǎng)分的變異系數(shù)小于開墾地。開墾后中坡位和下坡位養(yǎng)分含量減少幅度較大,上坡位減少幅度較小。林地和開墾地的土壤各指標(biāo)都呈中等或強(qiáng)烈的空間自相關(guān)。林地開墾增強(qiáng)了有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、銨態(tài)氮、速效磷和速效鉀的空間異質(zhì)性,但減小了pH的空間異質(zhì)性,地形等結(jié)構(gòu)性因子主導(dǎo)了土壤養(yǎng)分空間異質(zhì)性的形成。林地開墾后,pH、有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷變程增大,銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和速效鉀變程減小,速效磷在2個(gè)坡面上的變化趨勢不一致。研究結(jié)果表明林地開墾極大地減少了坡面土壤養(yǎng)分含量,但減少幅度與坡位和... 

【文章來源】：水土保持學(xué)報(bào). 2020,34(05)北大核心CSCD

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林地和開墾地土壤各指標(biāo)平均值和坡位分布

本研究表明,黃土高原侵蝕環(huán)境林地開墾后土壤pH顯著增加,而養(yǎng)分含量顯著降低。林地開墾后土壤pH升高主要與土壤有機(jī)質(zhì)的減少所造成的有機(jī)酸減少有關(guān)[13]。已有研究[14]表明,土壤pH與有機(jī)質(zhì)含量之間有著極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,本研究中土壤pH也隨有機(jī)質(zhì)的增加而降低(r=-0.914,P<0.000 1)。林地開墾后土壤有機(jī)質(zhì)的降低與土壤有機(jī)質(zhì)輸入減少、有機(jī)質(zhì)分解加劇和遷移損失有關(guān)。在開墾前,林地每年有大量的地上部凋落物和植物根系歸還到土壤中,為土壤輸入了大量的有機(jī)質(zhì)[15]。林地開墾后土壤無有機(jī)物質(zhì)輸入,有機(jī)質(zhì)顯著減少。另一方面,林地開墾后的翻耕作用使土壤中原有有機(jī)質(zhì)與空氣充分接觸,而且破壞了土壤結(jié)構(gòu),降低了土壤結(jié)構(gòu)體(團(tuán)聚體)對有機(jī)質(zhì)的物理保護(hù)作用,有機(jī)質(zhì)氧化分解加速,從而大幅降低[16]。林地開墾后由于侵蝕造成的坡面土壤顆粒流失也是有機(jī)質(zhì)降低的一個(gè)主要原因。在土壤侵蝕過程中,土壤中的細(xì)顆粒流失最為嚴(yán)重,而此部分有機(jī)質(zhì)含量顯著高于粗顆粒[17],造成侵蝕泥沙中有機(jī)質(zhì)的富集和原有土壤中有機(jī)質(zhì)的減少。開墾后全氮和全磷的降低主要是隨地表徑流和徑流泥沙遷移造成的。坡面氮流失主要是水溶態(tài)和泥沙結(jié)合態(tài)2種形態(tài),磷流失以泥沙態(tài)磷為主,而且全氮和全磷流失量以及泥沙總氮和總磷與坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙之間存在極顯著相關(guān)性[18]。林地開墾后速效養(yǎng)分的降低不但與全量養(yǎng)分的損失有關(guān),還與可溶態(tài)養(yǎng)分隨徑流液的流失有關(guān),吳東等[19]發(fā)現(xiàn),三峽地區(qū)土壤硝、銨態(tài)氮通過溶解于徑流并伴隨徑流流失的比例在90%以上。此外,土壤性質(zhì)惡化所造成的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率降低也造成林地開墾后速效養(yǎng)分的減少,Kisic等[20]發(fā)現(xiàn),林地開墾后氮素和磷素礦化顯著降低。林地開墾后,土壤微生物群落的功能多樣性降低,改變了與氮循環(huán)有關(guān)的微生物組成和潛在功能,從而影響了土壤中的氮礦化[21]。


本文編號：3521388