珠江源馬雄山低山區(qū)不同土地利用類型土壤水分空間差異分析

潘溫琪 呂寧 張梅芬 杜先兵

【摘? ?要】 馬雄山是珠江源流域重要的生態(tài)屏障，為實(shí)現(xiàn)提高馬雄山土壤的可持續(xù)利用與發(fā)展，提高土壤涵養(yǎng)水土的能力，有必要為馬雄山土壤的質(zhì)量變化規(guī)律制定合理的土地利用方式和水土保持措施提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 馬雄山地區(qū);土壤水分;空間差異

[Abstract]? Ma Xiong Mountain is an important ecological barrier in the Pearl River source basin. In order to improve the sustainable use and development of Ma Xiong Mountain soil and improve the ability of soil conservation， it is necessary to formulate reasonable land use methods and soil and water conservation measures for the law of soil quality change in Ma Xiong Mountain.

[Key words] Ma Xiong Shan area; soil moisture; spatial differences

土壤理化性質(zhì)的調(diào)查可以判斷土壤肥力狀況。不同的土壤利用方式影響土壤的理化性質(zhì)，如土壤養(yǎng)分，土壤水分，土壤容重和養(yǎng)分元素的生物地球化學(xué)循環(huán)，從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。其中不良的土壤利用方式會(huì)造成土壤板結(jié)，水土流失，作物缺素，環(huán)境污染問題，從而破壞土地的可持續(xù)發(fā)展利用和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。馬雄山是珠江源頭所在地，關(guān)于珠江源馬雄山低山區(qū)土地利用類型對(duì)土壤理化性質(zhì)的研究歷史上是空白的，本研究通過對(duì)該區(qū)域采用科學(xué)的研究方法，填補(bǔ)了珠江源地區(qū)土壤的可持續(xù)發(fā)展這一空白，通過對(duì)不同土地類型的土壤水分的研究，提出有效措施，對(duì)于改善珠江源頭土地利用狀況，促進(jìn)了該區(qū)域土壤的改善，進(jìn)而推動(dòng)珠江源地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供一定借鑒。

1? 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1? 數(shù)據(jù)來(lái)源

實(shí)地獲取數(shù)據(jù)包括土壤表層水分（使用水分測(cè)定儀測(cè)量獲得）、土壤深度、土地利用類型、采樣點(diǎn)地理坐標(biāo)和海拔等。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)包括深層水分測(cè)定（采用烘干法測(cè)得）、土壤有機(jī)質(zhì)（采用重鉻酸鉀滴定法測(cè)定）。

1.1.1研究區(qū)域概況? 云南省曲靖市沾益區(qū)珠江源馬雄山地區(qū)，距沾益區(qū)50km。位置在103°E、53°附近，海拔2104—2227m。為喀斯特地貌。該區(qū)屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，日照率47%。該地區(qū)雨熱同期，年均降雨量1002毫米，降水集中在每年5-10月，降水量占全年降水的89%。土地類型主要以草地、林地、耕地、果園、荒地為主。

1.1.2不同土地利用類型土壤樣品采集? 土壤樣品采集主要是沾益區(qū)炎方鄉(xiāng)劉麥地村和珠江源風(fēng)景區(qū)，共采集樣品共113份。樣品數(shù)量按照不同土地利用類型的面積大小來(lái)決定取樣個(gè)數(shù)。樣品重量約為1kg，采樣方法為“Z”型五點(diǎn)取樣法。用密封袋裝取并進(jìn)行登記編號(hào)，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干、研磨、過篩、裝瓶。

1.1.3土壤水分測(cè)定方法? 土壤水分測(cè)定采用水分測(cè)定儀和烘干法測(cè)量，表層土壤采用水分測(cè)定儀實(shí)地測(cè)量。深層土壤帶回實(shí)驗(yàn)室采用烘干法測(cè)定。

1.2? 研究方法

1.2.1經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析方法? 通過經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析法，計(jì)算馬雄山地區(qū)不同土地利用類型下土壤水分的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并以此為依據(jù)得出不同土地利用類型下的土壤水分的變異系數(shù)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷不同土地利用類型下土壤水分空間分布狀況以及其總體的變異系數(shù)。一般來(lái)說，變異值越大，其變異程度也就越大，其中，CV小于或等于10%為弱性變異，CV在10%到100%之間的為中等變異，CV大于或等于100%是強(qiáng)性變異。

2? 討論與分析

2.1? 不同土地利用類型土壤水分空間差異分析

馬雄山低山區(qū)不同土地利用類型土壤水分含量平均值。草地類型平均含水量為30.35%，耕地類型的平均含水量為9.66%，果園類型的平均含水量為27.64%，林地的平均含水量為20.40%。四種土地利用類型草地的平均含水量最高，果園次之，耕地最低。這種現(xiàn)象可能與不同土地利用類型的地形、植被郁閉度。馬雄山地山區(qū)屬于典型的卡斯特地貌，巖溶地貌發(fā)育，地表水較少，地下水發(fā)育。草地地處河谷中，不同于高山草地，含水量較高，上游下滲的水分導(dǎo)致無(wú)法作為耕地。耕地處于河谷的兩側(cè)，形成一定的坡度，測(cè)量時(shí)處于云南春耕，降水量處于一年中最少的季節(jié)。果園處于農(nóng)戶住所旁，面積小且地勢(shì)平坦。林地植被郁閉度較高，土壤腐殖質(zhì)層厚，蒸發(fā)量小。植物的郁閉度越高，蒸發(fā)量就越小，不同土地利用類型郁閉度大小林地>果園>草地>耕地。

2.2? 不同深度土壤有水分分布特征分析

研究區(qū)內(nèi)各種土地類型的不同深度平均含水量垂直分布規(guī)律明顯，即水分隨著土層深度的增加而逐漸降低。各層土壤的相對(duì)含水量在7%-40%之間。且除耕地外，其他類型的土地利用類型水分隨深度增加而逐漸降低。其中，草地的土壤含水量居第一，果園次之，林地第三，耕地最小。

草地，林地和果園的土壤水分垂直變化表現(xiàn)為逐漸降低，結(jié)合采樣時(shí)土壤中植物根系較多，說明第一層表層的土壤受到降雨的影響，下層土壤由于植物根系吸收水分的作用保持較低的水平。三種土壤類型的變異系數(shù)來(lái)看，各層土壤的變異系數(shù)在15%-50%之間，屬于中等變異。草地和果園的變異系數(shù)上層小，下層大，造成深層土壤的水分變異系數(shù)較大的原因可能是不同植物根系的分層分布;而林地則表現(xiàn)為下層小，上層大，造成林地表層土壤水分變異較大的原因可能是取樣時(shí)從山頂?shù)牧值叵蛳氯?，由于地?shì)的下降，地表徑流對(duì)不同高度土壤表層含水量產(chǎn)生影響。

耕地的土壤水分變化表現(xiàn)的與其他三類不同。耕地的土壤平均相對(duì)含水量隨層數(shù)的增加而增加，變異系數(shù)在20%-60%之間，屬于中等變異，可能的原因一方面是土地利用類型為耕地，受到當(dāng)?shù)馗鞔胧┑挠绊?，上層的變異得到了平?另一方面可能是因?yàn)椴杉瘶颖镜膮^(qū)域，土壤表層無(wú)遮擋蒸發(fā)強(qiáng)烈，導(dǎo)致上層水分含量要低于深層水分含量。

2.3? 不同類型土壤水分變異系數(shù)分析

通過變異系數(shù)對(duì)不同土地利用類型以及同一土地利用類型不同土層水分含量進(jìn)行比較分析，可以直觀的反映土壤水分的差異，由于不同的土地利用類型其分布、土壤性質(zhì)、面積等都有所差異故而在樣本的選取中也存在一定的差異，如部分土地利用類型在馬雄山地區(qū)較少，樣點(diǎn)相對(duì)集中;部分土地利用類型土層深厚質(zhì)地堅(jiān)硬樣本采集的土層數(shù)較少（兩層）。在對(duì)比變異系數(shù)的過程中數(shù)據(jù)缺失部分以及數(shù)據(jù)量少的部分不做變異系數(shù)對(duì)比。由分析實(shí)驗(yàn)得出不同土地利用類型不同土壤層變異系數(shù)比較如下：草地第一層0.261、第二層0.515;耕地第一層0.598、第二層0.481、第三層0.53、第四層0.21;林地第一層0.413、第二層0.21、第三層0.37;果園第一層0.161、第二層0.309。

馬雄山地區(qū)不同土地利用類型不同土層變異系數(shù)的關(guān)系，草地、耕地、林地、果園在不同土層其水分變異系數(shù)均有差異，變異系數(shù)區(qū)間均在15%～60%，屬于中度變異。這一結(jié)果符合邏輯關(guān)系，不同土層在水分的吸收和保存上存在差異。其中耕地變異系數(shù)相對(duì)較大，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際來(lái)看，耕地耕作的農(nóng)作物多以玉米、土豆、烤煙等為主，種植不同的農(nóng)作物其對(duì)水分的消耗程度不同而有所不同，這是土壤水分差異的一個(gè)重要原因;而果園變異系數(shù)較小，果園樣地面積較小且樹種單一、土層深厚深層土壤樣本較少，采樣地較為集中，這些是其變異程度小的重要影響因素。

總之從馬雄山地區(qū)不同的土地利用類型看其水分含量存在較大的差異，同一土地利用類型在不同的圖層也存在一定差異，其中耕地因耕種農(nóng)作物不同表現(xiàn)出較大的差異。

3? 結(jié)論

馬雄山低山地區(qū)不同土地類型土壤水分空間差異明顯，且同一類型的土地利用隨深度變化顯著。

從水平的角度，通過分析不同類型土壤水分的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表明，四種土地類型中草地的含水量最高，果園次之，耕地最低，這主要受到地形的影響，馬雄山低山地處草地處河谷，由廢棄水田演變而成，含水量較高。而通過比較不同類型的土壤水分變異系數(shù)可知，四種土地利用類型的土壤水分含量均屬于中等變異，其中耕地變異系數(shù)相對(duì)較大，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際來(lái)看，耕地耕作的農(nóng)作物多以玉米、土豆、烤煙等為主，種植不同的農(nóng)作物其對(duì)水分的消耗程度不同而有所不同，因此耕地的土壤水分變異系數(shù)更大。

從垂直的角度，通過分析同一類型不同深度土壤水分的變異系數(shù)表明，除耕地外，土壤水分含量大致隨深度的增加而遞減，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，這主要由于馬雄山低山地區(qū)的土地主要以降水作為植被的補(bǔ)給來(lái)源，因此土壤水分含量隨深度增加而遞減。對(duì)于耕地土壤水分含水量隨深度增加而增加的原因，是由于采樣時(shí)的耕地土樣靠近水庫(kù)旁，位于水庫(kù)的壩子上，底層的耕地土壤受周邊水庫(kù)的影響較大，土壤水分含量較高。而耕地表層土壤由于受風(fēng)力侵蝕作用大，土質(zhì)成砂狀，較為疏松干旱。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宋同清，彭晚霞，曾馥平，等.2009.喀斯特木論自然保護(hù)區(qū)旱季土壤水分的空間異質(zhì)性.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，20（1） ： 98-104.

（編輯：赫亮）