拉薩半干旱河谷不同立地類型土壤容重變化分析

邱邦桂 楊小林

摘要：為探討拉薩半干旱河谷地帶宜林地土壤理化性質(zhì)的差異，通過(guò)對(duì)不同立地類型土壤容重和不同土層深度土壤容重的變化進(jìn)行深入分析，旨在為拉薩半干旱河谷地帶退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與植被重建提供理論依據(jù)和參考。結(jié)果表明，不同立地類型土壤容重值大小依次為：陽(yáng)坡上部（135 g/cm3）>河灘地低水位（133 g·cm3）>陽(yáng)坡下部（132 g·cm3）>河灘地高水位（131 g·cm3）>陰坡上部（127 g·cm3）>陰坡下部（122 g·cm3）>階地（108 g·cm3）；陽(yáng)坡及河灘地土壤容重較大，就坡向而言，陽(yáng)坡土壤容重大于陰坡；同一坡向，上坡土壤容重值大于下坡；土壤空間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出土壤容重隨土層深度的增加而增大的規(guī)律；各層土壤容重變異系數(shù)（C.V.）的變化范圍在0071～0079之間，均屬于弱變異性。

關(guān)鍵詞：拉薩；半干旱河谷；立地類型；土壤容重

中圖分類號(hào)：S152.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2015）06-0024-04

土壤容重是土壤的一個(gè)基本物理性狀，對(duì)土壤的透氣性、入滲性能、持水能力、溶質(zhì)遷移特征以及土壤的抗侵蝕能力都有非常大的影響。自然條件下土壤容重由于受成土母質(zhì)、成土過(guò)程、氣候、生物作用等的影響，是一個(gè)高度變異的土壤性質(zhì)。它不僅是衡量土壤肥力質(zhì)量高低的重要輔助標(biāo)準(zhǔn)，也是評(píng)價(jià)坡地土壤抗侵蝕能力的重要指標(biāo)，在林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中具有重要意義。

拉薩半干旱河谷地區(qū)作為西藏重要的人口聚集區(qū)，發(fā)展歷史悠久，由于人類長(zhǎng)期頻繁的活動(dòng)和不合理的資源開(kāi)發(fā)利用，因植被退化引起的生態(tài)問(wèn)題日益嚴(yán)重。通過(guò)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)能夠有效地增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤營(yíng)養(yǎng)元素有效含量[3]，減少地表徑流和泥沙侵蝕，提高土壤容水量，增強(qiáng)水土保持能力[4-5]。筆者以拉薩半干旱河谷地區(qū)宜林地7個(gè)典型不同立地類型為研究對(duì)象，通過(guò)野外調(diào)查、采樣分析，對(duì)其土壤容重變化進(jìn)行了研究，旨在揭示該地區(qū)不同立地類型土壤特性的差異，以期為拉薩半干旱河谷地帶退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與植被重建提供一定的理論依據(jù)和參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)自然概況

研究區(qū)選擇在拉薩河中下游河谷地帶（東經(jīng)91 °06′28″，北緯29 °36′45″，），海拔3 650～3 780 m。地處雅魯藏布江支流拉薩河中游河谷地帶，拉薩河流經(jīng)此地，在南郊注入雅魯藏布江。該區(qū)位于喜馬拉雅山脈北側(cè)，受下沉氣流的影響，全年多晴朗天氣，降雨稀少，高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候。歷史最高氣溫296 ℃，最低氣溫零下165 ℃，年平均氣溫74 ℃。全年日照時(shí)間3 000 h以上。年降水量為200～510 mm，集中在6～9月份，多夜雨?？諝庀”?，氣溫低，溫差大，冬春干燥，多大風(fēng)，年無(wú)霜期100～120 d。植被類型主要為亞高山灌叢和草甸植被以及河谷人工林群落[6]，屬于雅魯藏布江中游谷地亞高山灌叢、草原亞區(qū)植被區(qū)[7]。

湖北林業(yè)科技第44卷

第6期邱邦桂，等：拉薩半干旱河谷不同立地類型土壤容重變化分析

1.2研究方法

1.2.1采樣方法

根據(jù)寇韜[8]對(duì)拉薩半干旱河谷地區(qū)的立地分類，結(jié)合地形、坡度、坡向、坡位、土壤類型等因子，將研究區(qū)宜林地劃分為河灘地低水位厚土層沙礫類型、河灘地高水位厚土層沙礫類型、階地厚土層棕壤類型、陰坡下部厚土層棕壤類型、陰坡上部厚土層棕壤類型、陽(yáng)坡下部厚土層砂壤類型、陽(yáng)坡上部厚土層砂壤類型7個(gè)不同立地類型（表1），以下簡(jiǎn)寫成河灘地低水位、河灘地高水位、階地、陰坡下部、陰坡上部、陽(yáng)坡下部、陽(yáng)坡上部。每個(gè)立地類型選取一塊樣地，應(yīng)用手持GPS測(cè)定各樣地的海拔及經(jīng)緯度，并對(duì)坡度、坡向、坡位等進(jìn)行標(biāo)注（表2）。采樣于2014年9月進(jìn)行，每個(gè)采樣點(diǎn)按土壤深度0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm分3層剖面采樣土壤，每個(gè)剖面3次重復(fù)。為了減少降水等因素的影響，野外采樣前1周內(nèi)無(wú)降雨，所有采樣在2 d內(nèi)完成。

1.2.2土壤容重測(cè)定

土壤容重的測(cè)定采用環(huán)刀法，具體參照《森林土壤分析方法》[9]：①取大鋁盒（直徑和高均為60 cm） 洗凈烘干，放干燥器中冷卻至室溫，快速用電子天平準(zhǔn)確稱重W1；②按采樣要求，采集新鮮土樣的環(huán)刀（體積為V ） 量于鋁盒中，每個(gè)樣點(diǎn)重復(fù)采樣3 次，注意把環(huán)刀兩端的多余土壤用土刀削平，然后蓋好蓋子帶回實(shí)驗(yàn)室立即稱重W2；③把裝入新鮮土樣的鋁盒蓋子打開(kāi)并放于盒下，一并放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)（105～110 ℃） 烘烤48 h ，取出后放入干燥器中冷卻至室溫，迅速稱重W3；④結(jié)果計(jì)算：d = （ W3 - W1 ） / V，式中：W1—鋁盒重；W3—鋁盒+土樣重。試驗(yàn)重復(fù)3次。土壤孔隙度一般不直接測(cè)定，而是用比重和容重計(jì)算求得，土壤孔隙度（%）=（1-容重/比重）×100，比重采用土壤比重的平均值265來(lái)計(jì)算。

1.2.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理與分析采用Microsoft Excel 2013軟件和SPSS19軟件完成。

2結(jié)果與分析

2.1土壤容重的基本統(tǒng)計(jì)學(xué)特征

經(jīng)單樣本K-S檢驗(yàn)，各層土壤容重均符合正態(tài)分布，已滿足經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的要求。從表3可知：研究區(qū)樣地各層土壤容重總體較大，表現(xiàn)出一定的緊實(shí)趨勢(shì)；不同土層深度土壤容重的統(tǒng)計(jì)參數(shù)值存在明顯差異，從土壤容重的平均值來(lái)看，各土層變化范圍在122～132 g·cm3之間，其中0～20 cm土壤容重最低，20～40 cm次之，40～60 cm最高，這表明研究區(qū)各樣地土壤空間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出土壤容重隨土層深度的增加而增大的規(guī)律。表層土壤（0～20 cm）容重之所以較低，這可能與植物根系分布有關(guān)，因?yàn)楦鳂拥刂脖换旧鲜堑桶墓嗄竞筒荼局参?，根系大部分分布?～20 cm深的土層中[10]。

變異系數(shù)（C.V.）反映了特性參數(shù)的空間變異程度，揭示區(qū)域化變量的離散程度[11]。根據(jù)變異程度分級(jí)，C.V.≤01屬于弱變異性，01

2.2不同立地類型與土壤容重

結(jié)合表4及圖1可知，不同立地類型土壤容重存在明顯差異，各樣地不同剖面土壤容重變化范圍在1.04 ～1.39 g·cm-3之間，平均為122 g·cm-3，土壤容重值大小變化為：陽(yáng)坡上部（135 g·cm-3）>河灘地低水位（133 g·cm-3）>陽(yáng)坡下部（132 g·cm-3）>河灘地高水位（131 g·cm-3）>陰坡上部（127 g·cm-3）>陰坡下部（122 g·cm-3）>階地（108 g·cm-3）。其中，陽(yáng)坡及河灘地平均土壤容重均大于13 g·cm-3，這可能與土壤類型有關(guān)。階地土壤容重最?。?08 g·cm-3），這跟階地土壤類型以及植被類型有關(guān)。階地主要以壤土為主，土質(zhì)肥沃，植被比較茂盛，各種草本植物的根系及腐殖質(zhì)增強(qiáng)了土壤的通氣性及透水性，改善土壤物理性狀。不同坡向和坡位的土壤容重變化也存在差異明顯，其中，陽(yáng)坡大于陰坡，陽(yáng)坡以砂土為主，植被較少，土壤比較緊實(shí)；陰坡主要是壤土，水分條件較好，植被較陽(yáng)坡豐富；同一坡向，上坡土壤容重大于下坡，這可能與土壤的沉降作用有關(guān)[13]。土壤孔隙度作為土壤物理性質(zhì)的另一個(gè)重要指標(biāo)，能反映出土壤松緊度和結(jié)構(gòu)狀況的好壞，從表4可知：不同立地類型其土壤孔隙度越大，容重越小，這符合土壤結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律。

3結(jié)論與討論

經(jīng)單樣本K-S檢驗(yàn)，研究區(qū)各樣地不同土層深度土壤容重均符合正態(tài)分布，根據(jù)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析和正態(tài)分布檢驗(yàn)表明，各層土壤容重總體較大，表現(xiàn)出一定的緊實(shí)趨勢(shì)；不同土層深度土壤容重的統(tǒng)計(jì)參數(shù)值存在明顯差異，從土壤容重的平均值來(lái)看，各土層變化范圍在122 ～132 g·cm-3之間，其中0～20 cm土壤容重最低，20～40 cm次之，40～60 cm最高，這表明研究區(qū)各樣地土壤空間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出土壤容重隨土層深度的增加而增大的規(guī)律。各層土壤容重變異系數(shù)（C.V.）的變化范圍在0071～0079之間，均屬于弱變異性。不同立地類型土壤容重存在明顯差異，各樣地不同剖面土壤容重變化范圍在104～139 g·cm-3之間，平均為122 g·cm-3，土壤容重值大小變化為：陽(yáng)坡上部河灘地低水位>陽(yáng)坡下部>河灘地高水位>陰坡上部>陰坡下部>階地。其中，陽(yáng)坡及河灘地平均土壤容重均大于13 g·cm-3，階地土壤容重最小，不同坡向和坡位的土壤容重變化也存在差異明顯，其中，陽(yáng)坡大于陰坡，同一坡向，上坡土壤容重大于下坡。

土壤容重大小可以反映土壤的松緊程度。容重小，表明土壤疏松多孔，結(jié)構(gòu)性良好；反之，容重大，則表明土壤緊實(shí)板硬，缺乏團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。從植被恢復(fù)的角度來(lái)說(shuō)，土壤過(guò)緊，妨礙植物根系伸展，過(guò)松則漏風(fēng)跑墑[14]，一般說(shuō)來(lái)，較高的土壤容重值表明土地有退化的趨勢(shì)[15]。陽(yáng)坡及河灘地土壤容重較大，明顯高于其它立地類型，意味著土壤緊實(shí)度增加，孔隙度下降，保肥和保水能力下降，土壤微生物的活動(dòng)也受到影響，土地存在退化的趨勢(shì)。這一結(jié)論可為拉薩半干旱河谷地帶退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與植被重建提供一定的理論依據(jù)和參考。

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（責(zé)任編輯：鄭京津）