牟平海岸帶土壤理化性質(zhì)分析

王 瓊 (西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西西安710127)

海岸帶是海洋和陸地相互作用的地帶，即由海洋向陸地的過(guò)渡地帶。世界海岸線全長(zhǎng)4.4×105km。它是陸地和海洋的分界線。海岸帶作為第一海洋經(jīng)濟(jì)區(qū)，具有復(fù)合性、邊緣性和活躍性的特征，是臨海國(guó)家寶貴的國(guó)土資源，亦是海洋開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基地以及對(duì)外貿(mào)易和文化交流的紐帶。近年來(lái)，人們對(duì)海岸帶的研究越來(lái)越多。隨著海洋研究地位的不斷提高，海岸帶的重要研究意義將會(huì)越來(lái)越明顯。

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中最重要的組成成分之一，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是土壤形成發(fā)育的主要標(biāo)志。土壤含有作物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)元素至少有16種之多。它們是C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、B、Mn、Mo、Cl等。前 10 種元素是植物需要量較多的營(yíng)養(yǎng)元素，被統(tǒng)稱為大量元素，其中N、P、K尤為重要，是作物營(yíng)養(yǎng)三要素［1］。土壤酸堿度是土壤許多化學(xué)性質(zhì)特別是基巖狀況的綜合反映，也是土壤肥力的一項(xiàng)重要指標(biāo)［2］。通過(guò)對(duì)牟平海岸帶及其防護(hù)林下32個(gè)土壤樣品的理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，筆者分析了土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量、全鹽含量與其速效養(yǎng)分含量的相關(guān)性，并且簡(jiǎn)要對(duì)防護(hù)林的健康狀況進(jìn)行了探討。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 牟平區(qū)(37.38°N，121.60°E)位于山東半島東北部，地處煙臺(tái)市最東端，東鄰文登市，南接乳山市，西與海陽(yáng)市、棲霞市、福山區(qū)、萊山區(qū)接壤，北瀕黃海，海岸線長(zhǎng)60多km，總面積1 588.45 km2。牟平區(qū)地形為低山丘陵，“膠東屋脊”昆崳山就處于牟平南部。區(qū)內(nèi)的辛安、魚(yú)鳥(niǎo)、沁水、黃壘等幾條較大河流均發(fā)源于山谷之間。氣候?qū)倥瘻貛|亞季風(fēng)型大陸性氣候，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒。牟平年平均溫度11.5℃，降水量760 mm，無(wú)霜期119 d。

1.2 研究方法

1.2.1 土樣的采集。供試32個(gè)土樣采自煙臺(tái)牟平區(qū)海岸帶及其防護(hù)林下。自高潮線開(kāi)始與高潮線垂直，每隔50 m采一個(gè)土樣。鑒于沿海土壤相對(duì)年齡較短，土壤垂直分異不明顯，表層土又易受外界環(huán)境干擾，主要采集15～20 cm內(nèi)的土樣。每個(gè)樣點(diǎn)采1份土樣，并且記錄樣點(diǎn)附近植被的生長(zhǎng)狀況。各種林型都統(tǒng)一采用這種方法取樣。其中，第31個(gè)與第32個(gè)土樣取自同一位置、相隔2 m的位置用以對(duì)比。同時(shí)，對(duì)這2個(gè)土樣的各項(xiàng)指標(biāo)值進(jìn)行平均，最終土樣為31個(gè)。

1.2.2 指標(biāo)的選取與測(cè)定。采集的土樣經(jīng)編號(hào)、風(fēng)干、研磨、篩選、混勻等程序后，備用。pH的測(cè)定采用酸度計(jì)測(cè)定法，全鹽的測(cè)定采用百分濃度法，有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用水合熱—光電比色法，堿解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，速效磷的測(cè)定采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法，速效鉀的測(cè)定采用四苯硼鈉比濁法。

2 結(jié)果與分析

2.1 單要素分析 在研究過(guò)程中，以pH為環(huán)境指標(biāo)，給予單獨(dú)考慮。pH是土壤重要的基本性質(zhì)，也是影響土壤肥力的因素之一。它不僅影響土壤的形成、屬性和土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性，而且影響土壤微生物活動(dòng)和作物的正常生長(zhǎng)［3］。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤形成發(fā)育的主要標(biāo)志［4］。有機(jī)質(zhì)的含量、組成和性質(zhì)隨氣候生物條件呈有規(guī)律的變化。土壤的N、P、K含量制約著植物的生長(zhǎng)發(fā)育，是評(píng)定土壤養(yǎng)分不可或缺的因子。土壤的全鹽量(可溶性鹽含量)反映土壤水溶性養(yǎng)分的含量，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。堿解氮、速效磷、速效鉀能較好地反映近期內(nèi)土壤N、P、K 的供應(yīng)狀況［5］。

牟平海岸帶下土壤平均值為6.35。按土壤pH分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1)，牟平海岸帶土壤呈微酸性。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量20～30 g/kg之間的占25%，10～20 g/kg之間的占31.3%，分別為三級(jí)和四級(jí);堿解氮含量＜30 mg/kg、60～90 mg/kg和90～120 mg/kg的均占18.8%，30～60 mg/kg的占21.9%，分別為六級(jí)、四級(jí)、三級(jí)和五級(jí);速效磷含量3～5 mg/kg的占31.3%，5～10 mg/kg的占40.6%，分別為五級(jí)和四級(jí);速效鉀含量 ＜30 mg/kg和30 ～50 mg/kg的均占15.6%，50 ～100 mg/kg的占18.8%，100～150 mg/kg的占34.4%，三級(jí)和四級(jí)的占一半以上。由此可知，牟平海岸帶及其防護(hù)林下土壤肥力中等偏差，對(duì)防護(hù)林的生長(zhǎng)并無(wú)嚴(yán)重的不利影響，但為了防護(hù)林的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，有關(guān)部門(mén)還是應(yīng)該采取適當(dāng)相應(yīng)措施提升防護(hù)林下土壤肥力。

依據(jù)土壤鹽漬化分級(jí)指標(biāo)(表2)，可以發(fā)現(xiàn)采樣區(qū)全鹽量＜0.2%的有30個(gè)，屬于輕度鹽漬化，對(duì)植物稍有抑制作用，而采樣區(qū)中全鹽量為0.4% ～0.8%的值有2個(gè)，分別位于中潮位與高潮位?？梢?jiàn)，在高潮位以外都適合種植防護(hù)林，牟平海岸帶防護(hù)林中的主要植物種類為黑松。

表1 單要素評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 土壤鹽漬化分級(jí)指標(biāo)

2.2 相關(guān)性分析 地理要素之間相關(guān)分析的任務(wù)是揭示地理要素之間相關(guān)關(guān)系的密切程度。地理要素之間相互關(guān)系密切程度的測(cè)定，主要是通過(guò)對(duì)相關(guān)系數(shù)的計(jì)算與檢驗(yàn)來(lái)完成的。對(duì)于兩個(gè)要素x與y，若它們的樣本值分別為Xi與Yi(i=1，2，3，4，… ，n)，則它們之間的相關(guān)系數(shù)為γXY=，相關(guān)系數(shù)介于［－1，1］區(qū)間。相關(guān)系數(shù)大于0表示正相關(guān)，小于0表示負(fù)相關(guān)，即兩要素異向相關(guān)。相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越接近于1，表示兩要素的關(guān)系越密切;相關(guān)系數(shù)越接近于0，表示兩要素的關(guān)系越不密切［6］。

2.2.1 有機(jī)質(zhì)與堿解氮、速效磷、速效鉀的相關(guān)性分析。由圖1可知，有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.604 5，n －2=29，P ＜0.01);有機(jī)質(zhì)與速效鉀呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.434 7，相關(guān)性較顯著;有機(jī)質(zhì)與速效氮呈正相關(guān)，相關(guān)性顯著，相關(guān)系數(shù)為0.437 7。氮素是土壤的主要養(yǎng)分元素，是植物生長(zhǎng)的大量元素之一。土壤氮素主要來(lái)源于土壤有機(jī)質(zhì)，所以在土壤中有機(jī)質(zhì)含量豐富的地段一般氮素含量也高［7］，有機(jī)質(zhì)與堿解氮呈顯著正相關(guān)。沿海地區(qū)受海水礦化度高的影響，K+含量高，并且速效鉀含量主要來(lái)自于作物殘?bào)w和肥力，因此有機(jī)質(zhì)與速效鉀呈正相關(guān)關(guān)系。

2.2.2 全鹽與堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性分析。由圖2可知，土壤全鹽量與有機(jī)質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)但不顯著(r=0.332 34，n－2=29，P ＜0.01);土壤全鹽量與堿解氮呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.200 0，相關(guān)性不顯著;土壤全鹽量與速效磷呈不顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.153 6;土壤全鹽量與速效鉀無(wú)相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果表明土壤含鹽量越高，抑制植物生長(zhǎng)，所以植被越少，土壤有機(jī)質(zhì)含量越少;有機(jī)質(zhì)含量與土壤中的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素呈正相關(guān)關(guān)系。所以，土壤含鹽量越高，土壤中有機(jī)質(zhì)含量越低，N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素的含量會(huì)稍有減少。海岸帶防護(hù)林種植時(shí)需要考慮植物的抗鹽性。牟平海岸帶防護(hù)林種植的先鋒種為耐鹽堿的黑松。

2.2.3 pH與堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全鹽的相關(guān)性分析。由圖3可知，土壤pH與堿解氮含量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性較顯著(r=0.425 6，n －2=29，P ＜0.01);pH 與速效磷相關(guān)性極弱，呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.084 3;pH與速效鉀呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)性較顯著，相關(guān)系數(shù)為0.418 6;pH與有機(jī)質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.523 7;pH與全鹽量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.397 5。土壤的pH主要取決于土壤中含有氫離子與氫氧根離子的數(shù)量，而與土壤中所含的氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)并無(wú)必然聯(lián)系。該結(jié)果屬于偶然現(xiàn)象，還有待于進(jìn)一步考證。但是，土壤酸堿性不僅直接影響作物生長(zhǎng)，而且與土壤中元素的轉(zhuǎn)化、釋放以及有效性等都有密切關(guān)系［8］。因此，在防護(hù)林的培育過(guò)程中，要特別注意當(dāng)?shù)赝寥浪釅A性的狀況，因地制宜地種植適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的植被種類，并且在防護(hù)林的生長(zhǎng)過(guò)程中，也要注意土壤酸堿性的變化，以便及時(shí)改善。

圖1 有機(jī)質(zhì)與堿解氮、速效磷、速效鉀的相關(guān)性分析

圖2 全鹽與有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的相關(guān)性分析

圖3 pH與全鹽、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的相關(guān)性分析

3 結(jié)論

牟平海岸帶土壤的pH呈微酸性，而該區(qū)防護(hù)林的主要樹(shù)種黑松適于在微酸性的砂土中生長(zhǎng)。土壤中堿解氮、速效磷含量較低，有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量較高。牟平海岸帶及其防護(hù)林下土壤肥力中等，防護(hù)林總體長(zhǎng)勢(shì)較好，但有關(guān)部門(mén)還是該采取相應(yīng)保護(hù)措施，以保證海防林長(zhǎng)期的健康生長(zhǎng)，加強(qiáng)其抵御風(fēng)暴潮和海嘯等自然災(zāi)害的能力，同時(shí)為保護(hù)海洋、開(kāi)發(fā)海洋奠定基礎(chǔ)。今后，應(yīng)加強(qiáng)管理，嚴(yán)防樹(shù)木砍伐、亂扔垃圾。對(duì)于海岸帶土壤的保護(hù)，應(yīng)該適當(dāng)控制海洋養(yǎng)殖業(yè)，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)要注重生態(tài)保護(hù)，從而有利于長(zhǎng)期發(fā)展。

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