砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)的空間分布及其環(huán)境影響因素研究①

楊振奇，秦富倉*，李 龍，任小同，錢秋穎，韓 君

砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)的空間分布及其環(huán)境影響因素研究①

楊振奇1，秦富倉1*，李 龍1，任小同1，錢秋穎1，韓 君2

(1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)沙漠治理學(xué)院, 呼和浩特 010018；2 內(nèi)蒙古大興安嶺重點國有林管理局，內(nèi)蒙古牙克石 022150)

砒砂巖區(qū)；土壤有機質(zhì)；環(huán)境解釋；冗余分析；通徑分析

土壤有機質(zhì)是土壤系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，功能也最為多樣的物質(zhì)之一。土壤有機質(zhì)既是驅(qū)動土壤養(yǎng)分持續(xù)供給的重要動力，也是改善土壤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素[1]，常將其作為表征土壤質(zhì)量的指標(biāo)之一。土壤有機質(zhì)性質(zhì)活躍且時空異質(zhì)性明顯，對氣候、地形和人類活動等多種條件極為敏感，如何準(zhǔn)確篩選出限制土壤有機質(zhì)變化的環(huán)境因子并進行科學(xué)調(diào)控，是農(nóng)林牧業(yè)共同的行業(yè)科技難題[2]。特別是在干旱和半干旱地區(qū)，土壤有機質(zhì)的動態(tài)變化決定了土地生產(chǎn)力的高低和生態(tài)恢復(fù)的方向，制約著植被建設(shè)和土壤侵蝕治理工作的順利開展[3-4]。因此，研究環(huán)境因素對土壤有機質(zhì)的影響機制，是當(dāng)前國內(nèi)外土壤科學(xué)的熱點問題之一[5-6]。目前，地統(tǒng)計學(xué)方法是預(yù)測土壤有機質(zhì)空間分布的常用手段[7-8]，但其無法定量地描述土壤有機質(zhì)在多個環(huán)境梯度上的變化規(guī)律。冗余分析等約束性排序方法源于數(shù)量生態(tài)學(xué)，是研究變量與環(huán)境梯度關(guān)系的有效手段，已有部分專家學(xué)者將排序思想引入到土壤學(xué)的研究中，為進一步探索環(huán)境因素對土壤養(yǎng)分的影響機制奠定了基礎(chǔ)[9-10]。

砒砂巖區(qū)集中分布在晉陜蒙交界的三角區(qū)域，砒砂巖成巖程度低，礦物顆粒膠結(jié)強度弱，遇水成泥、遇風(fēng)成砂。砒砂巖區(qū)土壤貧瘠且氣候干旱，天然植被稀疏，侵蝕劇烈，治理難度大，其分布面積僅為1.6× 104km2，多年平均輸沙量卻高達1.61×108t，是黃河流域中游段粗泥沙的集中來源區(qū)[11]。自20世紀(jì)80年代末期開始，該區(qū)營造了大面積的人工植被，減水減沙效益顯著，水土流失趨勢初步得到控制。然而，部分區(qū)域存在人工植被成活率低，長勢緩慢的問題。因此，探究制約砒砂巖區(qū)土壤有機質(zhì)變化的主控因素，對于科學(xué)指導(dǎo)植被建設(shè)，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有重要現(xiàn)實意義。關(guān)于影響土壤有機質(zhì)變化的環(huán)境因素的研究成果相對豐富，但砒砂巖區(qū)既具備地形破碎和氣候干旱的環(huán)境背景，又獨具基巖易于風(fēng)化侵蝕的區(qū)域特征。以往的研究區(qū)域多集中于黃土區(qū)、黑土區(qū)和紫色土區(qū)等區(qū)域[12-14]，并未對砒砂巖區(qū)單獨進行研究，影響該區(qū)土壤有機質(zhì)變化的環(huán)境因素尚不明確。基于以上背景，本研究選取砒砂巖區(qū)典型小流域為研究對象，冗余分析和通徑分析的理論方法，研究影響砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)變化的環(huán)境因素，以期為砒砂巖區(qū)土壤養(yǎng)分的空間預(yù)測提供數(shù)據(jù)支撐，為砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)鮑家溝流域行政上隸屬于內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗暖水鄉(xiāng)(110′31′~110°35′E，39°46′~39°48′N)，海拔1 110~1 300 m，地形北高南低；溫帶大陸性氣候，冬季漫長干燥，夏季短暫溫?zé)幔昃鶜鉁?.2 ℃，年降水量400 mm；土壤類型以栗鈣土為主，土壤容重1.36 ~ 1.61 g/cm3，土壤全氮含量0.10 ~ 0.82 g/kg，土壤粉粒含量47.6 ~ 179.6 g/kg，土壤pH 7.5 ~ 8.3。研究區(qū)自20世紀(jì)80年代末陸續(xù)開展封育禁牧并大面積營造人工植被，土地利用類型以林地、灌木林和天然草地為主，主要人工植被有：油松()、側(cè)柏()、檸條()以及沙棘()等；草本植物主要有羊草()、豬毛菜()和阿爾泰狗娃花()等。

1.2 樣品采集及測定

本研究基于以研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖和1∶10 000地形圖，根據(jù)研究流域地形特征和各類用地面積，布設(shè)取樣點150個，樣點布設(shè)見圖1，樣地基本情況如表1所示。野外土壤樣品采集于2018年7月進行，用手持GPS采集樣點坐標(biāo)，并詳細(xì)記錄周圍地形條件、基巖裸露情況、植被蓋度和土層厚度信息。研究流域基巖出露面積較大，部分地區(qū)土層厚度小于10 cm，下伏砒砂巖，隨著取樣深度的延伸，巖石結(jié)構(gòu)逐漸質(zhì)密堅硬，取樣難度極大，因而取樣深度極限設(shè)置在60 cm。開挖土壤剖面，用環(huán)刀和鋁盒采集0~20、20~40和40~60 cm土樣，每層取3個重復(fù)，每一取樣點隨機采取3份土樣，土壤樣品帶回室內(nèi)風(fēng)干、處理以供分析測定。土壤有機質(zhì)的測定采用K2CrO7外加熱法，土壤容重和含水量的測定采用烘干法。

圖1 樣點分布圖

1.3 環(huán)境因子的選取

參考前人的研究成果結(jié)合砒砂巖區(qū)小流域的區(qū)域特征[15-16]，本研究將從地形、土壤和土地利用3個屬性層面選取環(huán)境因子，土壤屬性選取了土壤含水量、土壤容重和土層厚度3個因子；土地利用因子1個；地形因子主要包含海拔、坡度、坡位、坡向和曲率，同時考慮到研究區(qū)地形破碎且侵蝕劇烈的特性，加入能反映地形和徑流侵蝕的地表切割深度、TWI(地形濕度指數(shù))、SPI(匯流動力指數(shù))和STI(沉積物運移指數(shù))4個因子；共計13個因子。計算公式如下：

表1 樣點基本情況

式中：為垂直與特定水流方向的匯流面積(m2)，為坡度(°)。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

本研究應(yīng)用Canoco 5.0軟件對土壤有機質(zhì)因子進行DCA分析后(去趨勢對應(yīng))，采用RDA(冗余分析)結(jié)合偏蒙特卡羅檢驗方法篩選環(huán)境變量，最終通過PRDA(偏冗余分析)分析各環(huán)境因子的解釋量。描述性統(tǒng)計、單因素方差分析、LSD多重比較、相關(guān)性分析和通徑分析在SPSS 22.0軟件中完成，數(shù)據(jù)可視化在Orgin 9.0下完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間分布特征

研究區(qū)小流域土壤有機質(zhì)含量的空間分布特征如圖2所示，不同地貌形態(tài)下土壤有機質(zhì)含量差異顯著，溝底土壤有機質(zhì)含量最高，其余依次為坡面和山脊，其中山脊各層土壤的有機質(zhì)含量最低分別為8.68、6.14和4.21 g/kg。隨土層深度的增加，不同地貌形態(tài)土壤有機質(zhì)含量整體呈下降趨勢，土層深度達到40 ~ 60 cm范圍內(nèi)，溝底與坡面的土壤有機質(zhì)含量差異不顯著。不同土地利用類型下土壤有機質(zhì)含量差異顯著，各層土壤有機質(zhì)均呈喬木林>灌木林>草地>耕地>裸地的趨勢，其中裸地各土層土壤有機質(zhì)含量最低，分別為3.64、3.43和2.44 g/kg。隨著土層深度的增加，耕地和裸地土壤有機質(zhì)含量呈明顯的下降趨勢，而喬木林、灌木林和草地在20 ~ 60 cm土層深度，其土壤有機質(zhì)含量均沒有顯著差異。表明了地形因素和土地利用方式均對土壤有機質(zhì)含量的變化有影響作用，但對于土壤有機質(zhì)的垂向分布的影響相對較弱。

2.2 土壤有機質(zhì)含量與環(huán)境因子的相關(guān)性

地形對地表的溫度和水分起再分配的作用，通過控制局部微環(huán)境影響土壤有機質(zhì)的積累和分解過程。從表2中可以看出，研究區(qū)土壤有機質(zhì)與坡度、坡位、坡向和高程呈極顯著負(fù)相關(guān)(<0.01)，與地形濕度指數(shù)、河流動能指數(shù)以及沉積物運移指數(shù)均呈極顯著正相關(guān)(<0.01)，與地表切割深度和平面曲率沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。坡度與地表切割深度、坡位呈極顯著正相關(guān)(<0.01)，與地形濕度指數(shù)、河流動能指數(shù)以及沉積物運移指數(shù)均呈極顯著正相關(guān)(<0.01)。充分說明了，隨著坡度的增加，地表切割深度增加，地形愈加破碎，徑流沖刷劇烈，土壤有機質(zhì)大幅流失。相反，坡度越低，地形越平緩，徑流流速緩慢，有利于土壤細(xì)顆粒的沉積和有機質(zhì)的積累。因此緩坡和溝谷地帶是土壤有機質(zhì)高值區(qū)的聚集區(qū)，而陡坡和山脊等地貌類型區(qū)是土壤有機質(zhì)低值區(qū)的聚集區(qū)。

(圖中大寫字母不同表示同一地貌或地類不同土層深度土壤有機質(zhì)含量差異顯著(P<0.05)，小寫字母不同表示同一土層深度不同地貌形態(tài)或地類土壤有機質(zhì)含量差異顯著(P<0.05))

表2 地形因子與土壤有機質(zhì)的相關(guān)性

注：表中 * 表示相關(guān)性達到<0.05顯著水平，**表示相關(guān)性達到<0.01顯著水平，下表同。

土地利用方式和土層厚度的不同則決定了土壤理化性質(zhì)并間接地影響地表植被覆蓋度和枯落物的輸入量，從而限制著土壤有機質(zhì)的物質(zhì)來源。表3列出了土壤有機質(zhì)含量與土壤因素和土地利用方式的相關(guān)性，可以看出土壤有機質(zhì)含量與土地利用方式和土層厚度呈極顯著正相關(guān)(<0.01)，相關(guān)系數(shù)分別高達0.725和0.687。土壤有機質(zhì)與土壤含水率呈顯著正相關(guān)(<0.05)。土層厚度與土地利用方式和土壤含水率分別呈顯著正相關(guān)(<0.05)和極顯著正相關(guān)(<0.01)，表明土壤有機質(zhì)變化受土地利用方式的影響相對土壤因素更為強烈，也說明了砒砂巖地區(qū)土層厚度顯著影響著土壤的水肥特征和土地利用方式。

表3 土地利用和土壤因子與土壤有機質(zhì)的相關(guān)性

2.3 土壤有機質(zhì)與環(huán)境因子的關(guān)系

約束性排序思想是將相應(yīng)變量按照一定的關(guān)系排列在特定的環(huán)境梯度上，從而揭示變量對多變環(huán)境梯度的響應(yīng)機制。對研究流域各樣地土壤有機質(zhì)含量進行去趨勢對應(yīng)分析，由表4可知典范軸梯度長度的最大值為0.605，適宜采用冗余分析方法開展進一步分析。采用自動預(yù)選和偏蒙特卡羅檢驗結(jié)合方式，篩選出最優(yōu)變量數(shù)為4個(<0.05)，分別為土地利用方式、地形濕度指數(shù)、坡位和土層厚度。冗余分析結(jié)果顯示，第一軸和所有軸的蒙特卡羅置換檢驗結(jié)果值均小于0.05，說明冗余分析的結(jié)果可信(=0.05)，土壤有機質(zhì)-環(huán)境因子與4個排序軸的相關(guān)度依次為0.646、0.260、0.191、0.067，環(huán)境因子與第一軸的相關(guān)系數(shù)大小順序為0.599>0.445>0.396>0.104，第一軸對響應(yīng)變量的解釋量達到了98.8%，前兩軸對響應(yīng)變量的累計解釋量達到了99%，說明前兩軸能夠充分反映土壤有機質(zhì)含量與環(huán)境因子之間的響應(yīng)關(guān)系。

排序圖3A直觀地顯示了環(huán)境因子與不同土層深度土壤有機質(zhì)含量的關(guān)系，環(huán)境因子箭頭的長度反映了環(huán)境因子對響應(yīng)變量的解釋量，環(huán)境因子解釋量大小順序依次為地形濕度指數(shù)>土地利用方式>坡位>土層厚度；箭頭的夾角可以反映出環(huán)境因子與土壤有機質(zhì)含量的相關(guān)性，(夾角<90°時兩變量呈正相關(guān)關(guān)系，反之呈負(fù)相關(guān)關(guān)系)可以看出土地利用因子與各深度土壤有機質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，土層厚度因子與各土層深度土壤有機質(zhì)含量均呈正相關(guān)關(guān)系，地形濕度指數(shù)和坡位因子與0 ~ 20 cm深度土壤有機質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系。圖3B反映了環(huán)境因子與所有樣地土壤有機質(zhì)含量的關(guān)系，樣地距離反映了各樣地土壤有機質(zhì)含量的相近程度，可以看出部分樣地的聚集現(xiàn)象與土地利用因子和地形濕度指數(shù)因子有關(guān)。

表4 土壤有機質(zhì)與環(huán)境因子冗余分析結(jié)果

(A. 不同土層深度土壤有機質(zhì)與環(huán)境因子關(guān)系；B. 各樣地土壤有機質(zhì)含量與環(huán)境因子關(guān)系)

2.4 影響土壤有機質(zhì)含量變化的環(huán)境因子通徑分析

冗余分析篩選出了影響砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的4個關(guān)鍵因子，主控因子的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)仍需要通過進一步的通徑分析來確定。將土壤有機質(zhì)與地形濕度指數(shù)等4個因子間建立回歸分析，得到回歸方程為：

回歸方程的檢驗值為303.807，<0.01達到極顯著水平，2為0.890，方程具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表5為4個環(huán)境因子在回歸方程中所起到的直接作用和間接作用。直接通徑系數(shù)反映了環(huán)境因子對土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的直接影響作用，可以看出各因子的直接影響作用程度依次為坡位(0.603)、土地利用方式(0.336)、地形濕度指數(shù)(0.114)和土層厚度(-0.016)，表明坡位因子對砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的直接影響作用最為強烈。間接通徑系數(shù)表示某環(huán)境因子通過其余環(huán)境因子對土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的間接影響作用，間接影響作用的大小依次為地形濕度指數(shù)>坡位>土層厚度>土地利用方式，說明地形濕度指數(shù)對土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的影響作用最大，主要通過影響土地利用方式等其他因素產(chǎn)生的間接影響作用。決定系數(shù)是通徑分析中的綜合性決策指標(biāo)，對各環(huán)境因子的綜合影響作用進行排序，決定系數(shù)大小順序為土地利用方式>坡位>土層厚度>地形濕度指數(shù)，因此，土地利用方式和坡位因子是影響砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的主控因子，而地形濕度指數(shù)和土層厚度指數(shù)是次要因素。

表5 環(huán)境因子通徑分析結(jié)果

3 討論

3.1 影響砒砂巖區(qū)土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的主導(dǎo)因素

土壤中有機質(zhì)含量的高低取決于有機物的輸入和分解過程，相關(guān)研究表明，地形因素是影響縣域和流域等中小尺度區(qū)域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的主導(dǎo)性因素[17-18]，特別是小流域尺度范圍，海拔、坡度和坡向等因素對地表水熱資源起到了再分配的作用，從而造成了局部區(qū)域的溫濕度差異，為土壤有機質(zhì)的積累和分解締造了不同的分解環(huán)境。本研究選取了5個反映基本地表形態(tài)的指標(biāo)和4個綜合反映地形和徑流侵蝕的指標(biāo)，除地表切割深度和平面曲率外，其余均與土壤有機質(zhì)呈極顯著的相關(guān)關(guān)系，充分說明了地形因素是影響土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的重要因素，本研究認(rèn)為坡位是制約砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的主導(dǎo)性因子。砒砂巖區(qū)侵蝕劇烈，山脊處坡度陡峭且基巖裸露，土壤有機質(zhì)含量最低，隨著雨季徑流的產(chǎn)生土壤細(xì)顆粒由坡頂搬運至溝底灘涂地帶平緩處沉積，土壤有機質(zhì)隨之遷移，因而溝底土壤有機質(zhì)顯著高于坡面和山脊處，與孟國欣等人[19]的研究成果一致。此外，部分專家學(xué)者指出，土地利用方式與土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性密切相關(guān)[20-21]，本研究得出，砒砂巖區(qū)小流域不同土地利用方式土壤有機質(zhì)含量呈喬木林>灌木林>草地>耕地>裸地的規(guī)律，這充分體現(xiàn)了砒砂巖區(qū)的基巖特征和氣候條件。研究表明，砒砂巖是一種成巖程度較低的巖石互層，其原生礦物主要為長石和石英，成分相對單一，礦質(zhì)營養(yǎng)元素來源匱乏，從而限制了風(fēng)化成土過程中養(yǎng)分釋放對土壤的補給作用[22-23]。因而，砒砂巖區(qū)整體土壤有機質(zhì)含量較低，且存在大面積基巖裸露區(qū)域，故裸露區(qū)土壤有機質(zhì)含量最低。以研究區(qū)小流域為代表的砒砂巖區(qū)氣候干旱，多風(fēng)少雨，土地生產(chǎn)力低下且缺少灌溉條件，耕地質(zhì)量差，人工林地是該區(qū)的主要土地利用類型。楊振奇等[24]的研究結(jié)果顯示，砒砂巖區(qū)喬木林地枯落物蓄積量顯著高于灌木林地和草地，林地有著豐富的有機物輸入源，因此喬木林的土壤有機質(zhì)含量顯著高于其他土地利用類型。

3.2 影響砒砂巖區(qū)土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的次要因素

制約土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的主導(dǎo)因素多與研究的尺度密切相關(guān)，可以反映出該尺度下土壤有機質(zhì)含量的整體變化趨勢，但土壤有機質(zhì)在局部區(qū)域的不確定性和異質(zhì)性則取決于其他輔助性因素。已有研究表明，土壤有機質(zhì)的垂向分布與氣象因素和土壤類型關(guān)系密切[25]，然而在氣象和土壤類型一致的小尺度區(qū)域，土層厚度的差異則會顯著地影響著土壤養(yǎng)分循環(huán)和土壤水分運動過程[26]，特別是在砒砂巖區(qū)，該區(qū)基巖大面積裸露，土層淺薄，部分地區(qū)土層厚度小于10 cm，楊振奇等[27]的研究結(jié)果顯示，土層厚度與地表的草本植物的生物多樣性和生物量密切相關(guān)，因而間接影響著枯落物的輸入量。本研究RDA的分析結(jié)果也證實，雖然土層厚度的整體解釋量低于其他環(huán)境因子，但其與各土層的土壤有機質(zhì)含量關(guān)系密切(夾角均呈銳角)，說明土層厚度是影響砒砂巖區(qū)土壤有機質(zhì)的垂向異質(zhì)性規(guī)律的關(guān)鍵性因素。此外，除了地形、土地利用方式和土層厚度以外，土壤的水分特征也影響著土壤有機質(zhì)的空間分布特征，流域內(nèi)土壤水分的分布規(guī)律常通過坡度和匯水面積來進行模擬，地形濕度指數(shù)是同時考慮地形和土壤特性對土壤水分分布影響的綜合性指標(biāo)，可以量化流域內(nèi)某區(qū)域的理論土壤水分含量和徑流產(chǎn)匯能力[28]。本研究通過對土壤有機質(zhì)與環(huán)境因子進行RDA分析結(jié)果顯示，坡位、土地利用、土層厚度和地形濕度指數(shù)對土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的解釋能力最強，進一步的通徑分析結(jié)果顯示，土層厚度和地形濕度的直接通徑系數(shù)低于坡位和土地利用，但其通過其余環(huán)境因子的間接影響作用較大，因此可以認(rèn)為土層厚度和地形濕度指數(shù)是影響砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的次要因素。

4 結(jié)論

1)砒砂巖區(qū)小流域溝底土壤有機質(zhì)空間分布特征是受地形和土地利用因素綜合作用的結(jié)果，在該區(qū)獨特的地形條件下，受土壤侵蝕的長期搬運，土壤有機質(zhì)含量表現(xiàn)為溝底>坡面>山脊；大范圍的封育禁牧和退耕還林措施有助于改善砒砂巖區(qū)土壤有機質(zhì)含量，不同土地利用類型下土壤有機質(zhì)含量呈現(xiàn)為喬木林和灌木林高于草地和耕地的趨勢；部分砒砂巖出露區(qū)域，侵蝕劇烈，植被恢復(fù)困難，其土壤有機質(zhì)遠低于其他地類。

2)坡位、土地利用方式、地形濕度指數(shù)和土層厚度是影響砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間異質(zhì)性的主要因素，其中坡位和土地利用方式起主導(dǎo)作用，地形濕度和土層厚度起間接影響作用，土層厚度是引起土壤有機質(zhì)垂向異質(zhì)性的主要因素。

3)根據(jù)砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)的空間變異規(guī)律和環(huán)境因子的影響機制，建議在砒砂巖區(qū)植被建設(shè)的實踐中，對土壤養(yǎng)分和水分要求較高的樹種應(yīng)配置在溝谷或緩坡地帶，坡面和溝道地帶應(yīng)以耐干旱貧瘠的灌木樹種為主并配置徑流攔蓄措施，而基巖裸露的山脊地帶的植被配置應(yīng)以封育措施為主。

[1] 楊帆, 徐洋, 崔勇, 等. 近30年中國農(nóng)田耕層土壤有機質(zhì)含量變化[J]. 土壤學(xué)報, 2017, 54(5): 1047–1056.

[2] 王紹強, 周成虎, 李克讓, 等. 中國土壤有機碳庫及空間分布特征分析[J]. 地理學(xué)報, 2000, 55(5): 533–544.

[3] Schmidt M, Torn M S, Abiven S, et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property[J]. Nature, 2011, 478(7367): 49–56.

[4] 唐夢迎, 丁建麗, 夏楠, 等. 干旱區(qū)典型綠洲土壤有機質(zhì)含量分布特征及其影響因素[J]. 土壤學(xué)報, 2017, 54(3): 759–766.

[5] Buurman P, van Bergen P F, Jongmans A G, et al. Spatial and temporal variation in podzol organic matter studied by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry and micromorphology[J]. European Journal of Soil Science, 2005, 56(2): 253–270.

[6] Roner M, D’Alpaos A, Ghinassi M, et al. Spatial variation of salt-marsh organic and inorganic deposition and organic carbon accumulation: Inferences from the Venice lagoon, Italy[J]. Advances in Water Resources, 2016, 93: 276–287.

[7] 謝恩澤, 趙永存, 陸訪儀, 等. 不同方法預(yù)測蘇南農(nóng)田土壤有機質(zhì)空間分布對比研究[J]. 土壤學(xué)報, 2018, 55(5): 1051–1061.

[8] 黃魏, 韓宗偉, 羅云, 等. 基于地形單元的土壤有機質(zhì)空間變異研究[J]. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報, 2015, 46(4): 161–167.

[9] 龍健, 廖洪凱, 李娟, 等. 基于冗余分析的典型喀斯特山區(qū)土壤-石漠化關(guān)系研究[J]. 環(huán)境科學(xué), 2012, 33(6): 2131–2138.

[10] 郭欣欣, 付強, 盧賀, 等. 東北黑土區(qū)農(nóng)林混合利用坡面土壤水分空間異質(zhì)性及主控因素[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2018, 34(19): 123–130.

[11] 王愿昌, 吳永紅, 寇權(quán), 等. 砒砂巖分布范圍界定與類型區(qū)劃分[J]. 中國水土保持科學(xué), 2007, 5(1): 14–18.

[12] 連綱, 郭旭東, 傅伯杰, 等. 黃土高原小流域土壤養(yǎng)分空間變異特征及預(yù)測[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2008, 28(3): 946–954.

[13] 高鳳杰, 馬泉來, 韓文文, 等. 黑土丘陵區(qū)小流域土壤有機質(zhì)空間變異及分布格局[J]. 環(huán)境科學(xué), 2016, 37(5): 1915–1922.

[14] 張國平, 郭澎濤, 王正銀, 等. 紫色土丘陵地區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分空間分布預(yù)測[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2013, 29(6): 113–120, 294.

[15] 魏孝榮, 邵明安, 高建倫. 黃土高原溝壑區(qū)小流域土壤有機碳與環(huán)境因素的關(guān)系[J]. 環(huán)境科學(xué), 2008, 29(10): 2879–2884.

[16] 孫文義, 郭勝利. 黃土丘陵溝壑區(qū)小流域土壤有機碳空間分布及其影響因素[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2011, 31(6): 1604–1616.

[17] 連綱, 郭旭東, 傅伯杰, 等. 黃土高原縣域土壤養(yǎng)分空間變異特征及預(yù)測——以陜西省橫山縣為例[J]. 土壤學(xué)報, 2008, 45(4): 577–584.

[18] 李龍, 秦富倉, 姜麗娜, 等. 土地利用方式和地形對半干旱區(qū)土壤有機碳含量的影響[J]. 土壤, 2019, 51(2): 406–412.

[19] 孟國欣, 查同剛, 張曉霞, 等. 植被類型和地形對黃土區(qū)退耕地土壤有機碳垂直分布的影響[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2017, 36(9): 2447–2454.

[20] 楊帆, 潘成忠, 鞠洪秀. 晉西黃土丘陵區(qū)不同土地利用類型對土壤碳氮儲量的影響[J]. 水土保持研究, 2016, 23(4): 318–324.

[21] 薛志婧, 侯曉瑞, 程曼, 等. 黃土丘陵區(qū)小流域尺度上土壤有機碳空間異質(zhì)性[J]. 水土保持學(xué)報, 2011, 25(3): 160–163, 168.

[22] 伍艷, 楊忠芳, 劉慧, 等. 砒砂巖物質(zhì)組成及其對養(yǎng)分含量的影響[J]. 人民黃河, 2016, 38(6): 18–21, 25.

[23] 石建省, 葉浩, 王強恒, 等. 水巖作用對內(nèi)蒙古南部砒砂巖風(fēng)化侵蝕的影響分析[J]. 現(xiàn)代地質(zhì), 2009, 23(1): 171–177.

[24] 楊振奇, 秦富倉, 李曉琴, 等. 砒砂巖區(qū)主要造林樹種枯落物及林下土壤持水特性[J]. 水土保持學(xué)報, 2017, 31(3): 118–122.

[25] 楊敏, 楊飛, 楊仁敏, 等. 祁連山中段土壤有機碳剖面垂直分布特征及其影響因素[J]. 土壤, 2017, 49(2): 386–392.

[26] 王志強, 劉寶元, 海春興. 土壤厚度對天然草地植被蓋度和生物量的影響[J]. 水土保持學(xué)報, 2007, 21(4): 164–167.

[27] 楊振奇, 秦富倉, 張曉娜, 等. 砒砂巖區(qū)不同立地類型人工沙棘林下草本物種多樣性環(huán)境解釋[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2018, 38(14): 5132–5140.

[28] 張彩霞, 楊勤科, 李銳. 基于DEM的地形濕度指數(shù)及其應(yīng)用研究進展[J]. 地理科學(xué)進展, 2005, 24(6): 116– 123.

Study on Spatial Distribution of SOM and Environmental Impact Factors in Small Watershed of Feldspathic Sandstone Region

YANG Zhenqi1, QIN Fucang1*, LI Long1, REN Xiaotong1, QIAN Qiuying1, HANJun2

(1 College of Desert Science and Engineering, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China; 2Inner Mongolia Daxinganling Key State Forestry Administration, Yakeshi, Inner Mongolia 022150, China)

Feldspathic sandstone region; Soil organic matter; Environmental interpretation; Redundancy analysis; Path analysis

S157

A

10.13758/j.cnki.tr.2020.03.029

楊振奇, 秦富倉, 李龍, 等. 砒砂巖區(qū)小流域土壤有機質(zhì)的空間分布及其環(huán)境影響因素研究. 土壤, 2020, 52(3): 625–632.

內(nèi)蒙古科技計劃項目(201802106)和國家自然科學(xué)基金青年基金項目(41807079)資助。

(qinfc@126.com)

楊振奇(1993—)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，博士研究生，主要從事水土保持方面研究。E-mail: 843296578@qq.com