鄂爾多斯伊金霍洛旗能源開發(fā)區(qū)土壤狀況研究

李瀅　劉曉京　姚喜軍等

摘要通過選取不同土地利用類型下典型土壤樣點進行土壤養(yǎng)分研究調(diào)查，實驗室處理測定土壤酸堿度、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、土壤含鹽量等6個因子，綜合分析土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和發(fā)展情況。研究結(jié)果表明，伊金霍洛旗能源開發(fā)區(qū)土壤有機質(zhì)、土壤全氮量、土壤全磷量均呈現(xiàn)隨土壤剖面深度增加而含量逐步降低的趨勢，土壤全鉀量保持相對穩(wěn)定；土壤有機質(zhì)、土壤全氮量、土壤全磷量在不同土地利用類型中差異性顯著，土壤全鉀量在不同土地利用類型中差異性不顯著；有機質(zhì)含量屬于土壤肥力狀況的評價標準中“稍缺”、“缺”的類型；全氮含量大部分處于6級水平，即“極缺”，急需大量補充；從全磷含量來看，均處于4～5級水平，即“稍缺”或“缺”，應補施磷肥；全鉀含量比較均勻，差異不大，均處于2級水平，即“稍豐”的類型，比較理想。

關(guān)鍵詞伊金霍洛旗；土壤質(zhì)量；土壤差異性

中圖分類號S153.6文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）07-078-03

Study on Soil Condition in Yijihuoluo Energy Development Area of Erdos City

LI Ying1， LIU Xiao-jing2， YAO Xi-jun1* et al

（1. Land Survey and Planning Institute of the Inner Mongolia Autonomous Region， Hohhot， Inner Mongolia 010018； 2. School of Eco-environment， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot， Inner Mongolia 010019）

AbstractThis article selects the typical soil samples under different land use types to conduct soil nutrient research， soil pH， organic matter， total nitrogen， total phosphorus， and soil salinity were determined. Soil nutrient status and development was analyzed. The research results show that the soil organic matter， total nitrogen and total phosphorus are presented gradually reduce with the increase of the depth of soil profile content， total potassium remained relatively stable； soil organic matter， total nitrogen and total phosphorus amount show differences in different land use types significantly， total potassium show no significant differences in different land use types； organic matter content in the condition of the soil fertility evaluation in the standard is " a bit short" or "short"； most of total nitrogen content is at level 6， the “very short”， be badly in need of a large number of supplement， from the point of total phosphorus content， are at level 4 to 5， namely "a bit short" or "short"， should fill phosphate； total potassium content is evener， all at level 2， namely "a bit rich" type， ideal.

Key wordsYijinhuoluo； Soil quality； Soil heterogeneity

土壤是植被生長最基本的條件，是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)[1]。土壤質(zhì)量是指土壤在生態(tài)系統(tǒng)邊界范圍內(nèi)維持作物生產(chǎn)能力、保持環(huán)境質(zhì)量及促進動植物健康的能力[2]。土壤對于社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性地位不容忽視，因此合理開發(fā)和保護土壤資源意義重大。近年來，國內(nèi)外已有不少學者對土壤質(zhì)量進行深入研究。美國土壤學會把土壤質(zhì)量定義為由土壤特點或間接觀測（如緊實度、侵蝕性和肥力）推理的土壤的內(nèi)在特性。Power等[3]認為，土壤質(zhì)量是土壤供養(yǎng)、維持作物生長的能力，包括耕性、團聚作用、有機質(zhì)含量、土壤深度、持水能力、聚作用、有機質(zhì)含量、土壤深度、持水能力、滲透速率、pH變化、養(yǎng)分含量等。1992年美國土壤學家Parr等[4]指出，土壤質(zhì)量不僅指土壤生產(chǎn)力，而且包括環(huán)境質(zhì)量、食品安全和質(zhì)量、人類與動物健康諸因素。中國土壤學界給土壤質(zhì)量的科學定義為：土壤質(zhì)量是土壤在一定的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)提供生命必須養(yǎng)分和生產(chǎn)生物物質(zhì)的能力，容納、降解、凈化污染物質(zhì)和維護生態(tài)平衡的能力，影響和促進植物、動物和人類生命安全和健康的能力之綜合量度。Andrews等[5]在小流域尺度上運用有機質(zhì)、電導率、酸堿度、水穩(wěn)性團聚體、有效鋅、容重等理化性質(zhì)，對美國加利福尼亞的農(nóng)田土壤進行土壤質(zhì)量評價。張慶利等[6]在中等尺度上對土壤肥力質(zhì)量的空間分布進行定量評價。張世文等[7]在多時空尺度上，運用皮爾森相關(guān)分析、主成分分析、土壤母質(zhì)類型、土壤類型、計算矢量常模值以及土地利用和土壤質(zhì)量的關(guān)系等，探討建立土壤質(zhì)量評價最小數(shù)據(jù)集的方法。

內(nèi)蒙古鄂爾多斯能源開發(fā)區(qū)地域廣闊，土地利用類型多樣。近年來，隨著能源與礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用，原本脆弱的生態(tài)系統(tǒng)面臨著嚴峻考驗，土地資源的可持續(xù)利用受到嚴重威脅，耕地特別是基本農(nóng)田的保護已刻不容緩。選取鄂爾多斯市伊金霍洛旗2012年不同土地利用類型下典型土壤樣點進行土壤養(yǎng)分研究調(diào)查，筆者綜合分析了土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和發(fā)展情況，力圖突破現(xiàn)有土地發(fā)展存在的不合理之處，以期適合該地的土地發(fā)展技術(shù)與方向。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

伊金霍洛旗地處鄂爾多斯高原東南部、毛烏素沙地東北緣，位于我國北方農(nóng)牧交錯帶，土地總面積5 487 km2。該旗屬于溫帶半干旱大陸季風氣候區(qū)，干旱，風大，少雨，寒冷，溫熱，溫差大，是溫帶干旱草原向荒漠草原的過渡地帶。伊金霍洛旗土壤呈地帶性分布，東部分布的粗骨土、風沙土、栗鈣土面積較廣，潮土、沼澤土和鹽土則零星分布于河床兩岸和低洼地區(qū)；中部鄂爾多斯高原區(qū)主要分布著栗鈣土、粗骨土、風沙土和一定數(shù)量的草甸土和鹽土，潮土分布于灘地；西部毛烏素沙區(qū)主要分布著風沙土和相當數(shù)量的潮土和栗鈣土。伊金霍洛旗境內(nèi)蘊藏了豐富的礦產(chǎn)資源，尤其是煤炭資源非常豐富，多年的礦產(chǎn)開采及工業(yè)開發(fā)建設(shè)，也造成極大的生態(tài)破壞。

1.2土壤樣品數(shù)據(jù)采集

研究中，伊金霍洛旗選取19個土壤監(jiān)測樣點，共計取樣57份，涉及灌木林地、其他草地、采礦用地、天然牧草地、水澆地、旱地、裸地等7個典型土地利用類型。

土壤監(jiān)測樣點布設(shè)盡量不打破行政界線，本著樣點集中不分散原則進行布點。土壤監(jiān)測樣點以礦區(qū)土地資源質(zhì)量為主，以礦區(qū)周邊的耕地、草地等地類為對照進行樣點布設(shè)，選取以礦區(qū)為中心向外輻射，階梯狀布點。按照上述原則在遙感影像圖上布點，并且以一定的順序編號，提取樣點坐標。根據(jù)室內(nèi)提取樣點坐標，在野外使用GPS進行定位，然后根據(jù)實地情況綜合考慮各方面因素，對樣點進行適當調(diào)整，以調(diào)整后的點位為最終觀測樣點，并且設(shè)立標示牌。

土壤樣品按年采集。按照隨機、等量和多點混合的原則采用S形布點采集土壤樣品，要避開路邊、田埂、溝邊、肥堆等。每個樣點選擇3個點進行采樣，每個點采用分層取樣，分別為0～10、10～20、20～30 cm。將3個點相同層次的土壤樣品用四分法混合后取出一個土樣，進行土壤重金屬、全量氮磷鉀及有機質(zhì)的測定。采集土壤樣品時，每個取土樣點的取土深度、采樣量應均勻一致。取樣器應垂直于地面入土，深度相同。取樣時，先鏟出一個耕層斷面，再平行于斷面取土。將混合好土樣裝入統(tǒng)一樣品袋，并且做好標記。

1.3土壤質(zhì)量指標測定

在土壤樣點采集的基礎(chǔ)上，對于野外采集的土壤樣品進行室內(nèi)的實驗處理測定土壤土壤酸堿度、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、土壤含鹽量6個因子。根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量國標和土壤實驗手冊，

有機質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀氧化-稀釋熱法；

全氮的測定采用半微量凱氏定氮法；

全磷的測定采用氫氧化鈉熔融鉬銻比色法；

全鉀的測定采用氫氧化鈉熔融火焰光度計法；

pH的測定土液比1.0∶2.5，采用酸度計法測定；

鹽分的測定采用烘干殘渣法和電導法。

2結(jié)果與分析

2.1土壤質(zhì)量指標分析

根據(jù)上述原則與方法，獲取土壤質(zhì)量各指標數(shù)值。在選取19個樣點中，涉及7個典型土地利用類型（樣點1為灌木林地，樣點2為其他草地，樣點3、5、6、7為采礦用地，樣點4、9、12、17、19為天然牧草地，樣點8、18為水澆地，樣點10、11、14、16為旱地，樣點13、15為裸地）。

表1伊金霍洛旗2012年土壤質(zhì)量指標分析

：樣點5樣品存在偶然損失。

由表1可知，伊金霍洛旗礦區(qū)周邊土壤有機質(zhì)在0～10、10～20、20～30 cm深度均值分別為13.24、6.49、4.96 g/kg，呈現(xiàn)隨剖面深度增加，有機質(zhì)含量逐步降低的趨勢；土壤全氮量在0～10、10～20、20～30 cm深度均值分別為0.42、0.19、0.16 g/kg，呈現(xiàn)隨剖面深度增加全氮量含量逐步降低的趨勢；土壤全磷量在0～10、10～20、20～30 cm深度均值分別為0.56、0.51、0.46 g/kg，呈現(xiàn)隨剖面深度增加全磷量含量逐步降低的趨勢；土壤全鉀量在0～10、10～20、20～30 cm深度均值分別為22.43、21.87、22.33 g/kg，呈現(xiàn)隨深度增加全鉀量含量保持相對穩(wěn)定的趨勢；所選取的典型土壤樣點的含鹽量均值為0.19 g/kg，pH均值在0～10、20～30 cm深度均值分別為8.57、8.86，整體呈現(xiàn)弱堿性。

表2伊金霍洛旗土壤有機質(zhì)含量分組分析

土地利用類型有機質(zhì)∥g/kg標準差

灌木林地4.70

其他草地11.47

采礦用地6.271.59

天然牧草地8.414.27

水澆地18.282.08

旱地7.124.07

裸地3.011.19

由表2可知，7種土地利用類型土壤有機質(zhì)含量大小順序為水澆地>其他草地>天然牧草地>旱地>采礦用地>灌木林地>裸地。水澆地中農(nóng)作物種植過程秸稈、廢棄物殘渣等形成腐殖質(zhì)層，加上各種農(nóng)藥化肥的施種導致其有機質(zhì)含量高；其次其他草地，天然牧草地也由于枯枝落葉的腐化作用造成有機質(zhì)的含量較高；旱地由于耕墾效應，改變了土壤溫度條件和通氣狀況，微生物活性增強，使土壤有機質(zhì)分解速率加快，故含量較低；采礦用地受到表土剝離，采礦塌陷等造成有機質(zhì)含量減少，其他土地利用類型有機質(zhì)均存在相應程度的低量（其中，灌木林地和其他草地土壤采集點較少，土壤有機質(zhì)含量存在偶然性）。對于上述土地利用類型和土壤有機質(zhì)含量進行SPSS單因素方差分析（ANOVA），結(jié)果表明F=4.072，P=0.021（P<0.05），不同土地利用方式之間土壤有機質(zhì)含量差異顯著。