電力施工擾動區(qū)域土壤理化特性的影響及定向改良

中圖分類號： TQ172.4⁺2 文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2025）07-0079-04

Abstract：In order to explore the soil improvement problem in the disturbed areaof power transmissionand transformation projects in the red soil area of Zhejang，the influence of power transmisionand transformation engineering disturbanceon soil physical and chemical properties wasanalyzed，and the direction of soil improvement was clarified，20 kindsof soil improvement material formulaswere designed，and indoor pot planting experiments were carried outto studyandanalyze theeffectsof diferent soil improvement formulasonsoil textureandfertility.Theresults showed that diferentsoil improvementformulascouldsignificantlyimprove theredsoil disturbed bypower transmission and transformation projects，and the soil porosity，water-holding capacity，organic matter，andavailable nitrogen，phosphorus and potassum were allhigher than thoseof the unimproved control group.The ratio of materials with better soil improvement effect was‘ 16% fertility improver 10% texture improver”，“ 16% fertility improver 15% texture improver\"and\" 16% fertility improver” applied separately.

Key words ：engineering disturbance ;power grid engineering;zhejiang province ;red soil;soil improvement

當前能源形勢下，傳統(tǒng)能源使用存在限制性，電能作為傳統(tǒng)能源的一類關鍵性清潔、可持續(xù)替代[1-]能源，其需求正在不斷增大，輸變電工程建設也呈現(xiàn)大幅增長態(tài)勢[34]。輸變電工程部分施工活動會破壞地表植被和區(qū)域土壤結構，使原有土壤的理化性質、微生物種群、土壤養(yǎng)分條件等受到嚴重破壞[5-6]

紅壤是分布最廣泛的土壤類型之一，具有高孔隙比、高含水率、粘性重、土壤偏酸性等特性7]，自身恢復能力有限。在工程擾動及自然侵蝕影響下，其保水保肥性、養(yǎng)分供應能力會持續(xù)下降[8]，不僅限制工程植被恢復及驗收工作，同時對區(qū)域生態(tài)安全具有威脅。

衢州市地處省西部，浙、皖、贛、閩四省交界處，地勢南、北、西部高，中部和東部低，土地總面積88.45萬 hm² ，山地面積占比達 49% 。衢州市屬亞熱帶季風氣候區(qū)，四季分明，具有冬夏長春秋短、光溫充足、降水豐沛季節(jié)分配不均的地帶性特征。

本研究通過分析輸變電工程對紅壤地區(qū)土壤理化特性的影響，明晰此類區(qū)域土壤改良方向，通過改良材料配方及植物生長盆栽試驗，遴選出適用于紅壤輸變電工程區(qū)域的土壤改良材料配方，以期為該區(qū)域土壤改良及植被修復提供參考，助力輸變電工程水土保持及電網(wǎng)綠色發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

研究選取衢州九華 ～ 航埠 線路工程3個塔基施工擾動區(qū)及周邊未經(jīng)施工擾動區(qū)域，采用樣方法在塔基周邊及3個無干擾區(qū)選取 5m× 5m 的樣方，并在各樣方以“五點法”沿地面垂直方向采用環(huán)刀、鋁盒對 0～5cm.5～15cm 表層土壤進行取樣后利用自封袋分層封裝。

1.2 試驗設計

基于輸變電工程擾動區(qū)（以下簡稱“擾動區(qū)\"）及未擾動區(qū)的土壤理化性質和肥力水平的測定及分析，擬從土壤質地改良及土壤肥力改良2個角度設計紅壤區(qū)土壤改良材料。

針對擾動區(qū)土壤缺磷少氮，有機質含量較低的特點，設計以碳源有機肥和氮肥為主[8-9]，并適量添加其他營養(yǎng)成分的土壤肥力改良劑，各成分質量配比具體為： 72% 碳源有機肥， 12% 氮肥， 3% 鉀肥， 8% 磷肥，3.5% 腐殖酸， 1.5% 微生物菌劑及微量元素。選用0.01～0.05mm 粒徑河砂和玉米秸稈生物炭作為土壤質地改良劑，其質量配比分別為 80%20% 。

土壤改良劑的用量用占改良土壤的質量百分比來表示?？紤]異質性和顯著性影響[10]，本研究中肥力改良劑用量設置為 0%（ΔA₁）.4%（A₂）.8%（A₃） 12%（A₄） 及 16% 0 A₅） ，共5個梯度；質地改良劑用量設置為 0% （ B₁ ）、 5% （ B₂ ）、 10% （ B₃ ）和 15% （ B₄） ，共4個梯度，其中不添加改良劑的組別 A₁B₁ 即為對照組（CK），采用雙因素全組合法，共設計19個處理組及1個對照組。每組10次重復，以5次重復為1批，共設置2個批次。

選擇鄉(xiāng)土植物（高羊茅、黑麥草、狗尾草）[8-10]在室內種植箱開展種植試驗，每個種植箱內鋪設 15cm 現(xiàn)場采集的表層土壤，并稱量土壤質量；按照試驗設計，依次加入相應比例的土壤肥力改良劑和土壤質地改良劑，深翻拌勻；在各種植箱中分別取出 2cm 左右的混合土壤待用。將統(tǒng)一處理后的混合鄉(xiāng)土植物種子均勻播撒至種植箱中，再分別將取出的混合王壤回覆至相應種植箱中；定植后，模擬研究區(qū)生境條件，對室內盆栽實驗中每2d同步開展?jié)菜B(yǎng)護工作，保證試驗階段種植箱內外環(huán)境條件一致。1個月后測量各種植箱中土壤理化性質，對比目標改良值，分析土壤改良效果。

1.3 測定指標與方法

采集各處理組和對照組 0～5cm.5～10cm 的表層土壤，每組各3次重復，測量其物理指標（容重、飽和含水率），及土壤肥力指標（有效氮、速效鉀、有效磷、有機質含量）。

土壤物理指標中，土壤容重采用環(huán)刀 + 鋁盒的方式測定[11]，飽和含水率利用環(huán)刀法進行測定[12]

土壤肥力指標中，土壤有效氮采用堿解擴散法進行測定[13]，速效鉀采用分光光度計法進行測定[14]，有效磷采用碳酸氫鈉浸提－鉬銻抗比色法進行測定[15]，有機質采用重鉻酸鉀外加熱法進行測定[16]。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

利用研究區(qū)域土壤本底理化數(shù)據(jù)及目標改良值對試驗數(shù)據(jù)進行標準化，將其轉化為可供對比的指標數(shù)值，并進行綜合計算，用以評估各試驗組土壤改良效果。

依據(jù)文獻[10]研究結果，考慮植物生長初期對養(yǎng)分的汲取效果，土壤肥力指標取無干擾區(qū)土壤相應指標的 125% 作為目標改良值，物理指標目標改良值等于無干擾區(qū)土壤相應指標值。根據(jù)各試驗組土壤理化指標測定值，利用Excel365軟件對測定數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計，進行標準化處理；然后計算各試驗組別的土壤改良綜合得分，使用SPSS23.0進行數(shù)據(jù)的Pearson相關性分析，其中“ Plt;0.05 ”表明差異顯著，“ Plt;0.01 ”表明差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 輸變電工程擾動下土壤理化特性變化特征

研究區(qū)域 0～15cm 表層土壤的理化性質測定結果見表1。

由表1可知，擾動區(qū)與無擾動區(qū)土壤的理化性質整體變化趨勢相似，相較于 0～5cm 的表層土壤，5～15cm 的土壤更緊實，持水能力更強，土壤性質更偏向中性，且土壤肥力水平相對更低。擾動區(qū)土壤容重大于無擾動區(qū)，增加幅度為 22.90% ；土壤孔隙度和飽和含水率則均小于無擾動區(qū)土壤，降低幅度分別為 48.24% 和 28.80% 。相比于同區(qū)域原始狀態(tài)紅壤，受輸變電工程中機械施工及人為擾動后，土壤變得更緊實，持水能力下降。擾動區(qū)的土壤pH值略高于無擾動區(qū)（呈弱酸性），偏于中性，可能是由于輸變電工程擾動過程中，工程區(qū)域表層土壤被剝離壓實，部分區(qū)域母質層裸漏，導致土壤的 pH 值趨于中性。土壤肥力方面，擾動區(qū)較無擾動區(qū)土壤肥力水平整體下降，其中土壤有機質含量下降最明顯，土壤有機質、速效氮、速效磷及速效鉀的降低幅度分別為 77.76%.37.92%.39.50% 和 10.30% 。相較于無擾動區(qū)，擾動區(qū) 0～5cm 表層土壤速效鉀變化不大，但 5～15cm 表層土壤速效鉀下降幅度達19.24% ，土壤整體速效鉀含量因工程人為擾動依然呈現(xiàn)下降態(tài)勢。工程建設的表土剝離及后續(xù)施工活動會造成新生成的土壤下墊面生境中有機質含量顯著降低，不利于后續(xù)植物及微生物生長。

2.2不同配方材料對土壤質地的改良效果

根據(jù)不同土壤改良處理下的土壤質地得分，具體結果如表2所示。在未施加肥力改良劑的4個試驗組中 （CK，A₁B₂，A₁B₃，A₁B₄） ，土壤容重和持水能力與土壤質地改良劑的施加量呈正相關，即質地改良劑施加量越多，土壤持水能力越強。

隨著肥力改良劑的施加，在肥力改良劑施加量一定條件下，各試驗組中土壤質地的改良效果與質地改良劑施加量相關性減弱，這說明土壤肥力與質地改良劑間存在復合作用。通過相關性分析發(fā)現(xiàn)，土壤肥力改良劑與土壤容重及土壤飽和含水率得分表現(xiàn)為顯著相關（ （Plt;0.05） 。

未施加質地改良劑的5個試驗組（CK， A₂B₁ ，A₃B₁，A₄B₁，A₅B₁ ）中，隨著肥力改良劑施加量的增加，土壤容重得分表現(xiàn)為先增高后降低，在配比為8% 時表現(xiàn)最好；而土壤飽和含水率得分表現(xiàn)為先增高后降低再增高，在配比為 16% 時表現(xiàn)最好。

改良劑的復合作用下，改良后土壤疏松程度方面表現(xiàn)最佳；而 A₄B₄ 組和 A₅B₁ 組土壤飽和含水率分數(shù)最高，即單獨施加 16% 的肥力改良劑和同時施加12% 的肥力改良劑與 15% 的質地改良劑能夠在提升土壤持水能力方面發(fā)揮出同樣好的作用，推測其原因可能為，當肥力改良劑的施加量由 12% 提升為16% 時，其能夠通過提升土壤營養(yǎng)水平從而改善土壤結構，提升土壤持水能力。

2.3不同配方材料對土壤肥力的改良效果

根據(jù)不同土壤改良處理下的土壤肥力得分，具體結果如表3所示。隨著土壤肥力改良劑施加量的增加，土壤有機質、有效氮、有效磷及速效鉀得分整體表現(xiàn)為提升趨勢，其中土壤有機質改良效果與肥力改良劑的施加量顯著正相關（ Plt;0.01 ），即質地改良劑施加量一定時，隨著肥力改良劑施加量增加，土壤有機質隨之增加。各土壤肥力指標在不同梯度王壤質地改良劑施用中，并無明顯變化規(guī)律。對于有效氮、有效磷及速效鉀而言，不同比例土壤肥力改良劑和土壤質地改良劑之間有時表現(xiàn)為增強作用，有時表現(xiàn)為拮抗作用。

由表3還可知，20個試驗組中，土壤有機質、有效氮、有效磷及速效鉀改良效果最好的試驗組分別為 A₅B₂、A₅B₁、A₅B₃ 和 A₅B₄ 。結果表明，當肥力改良劑施加比例為 16% 時，土壤肥力改良效果最好，不同營養(yǎng)因素的表現(xiàn)隨著土壤質地的不同有所差異，可能因為隨著王壤容重和持水能力的改變，不同營養(yǎng)元素在土壤中的累計能力及被植物吸收的速率存在一定差異。在實際工作中，可根據(jù)土壤改良目標偏好營養(yǎng)元素的不同選擇不同的配方材料

2.4不同配方材料的綜合土壤改良效果

各試驗組土壤改良能力綜合評價得分如表4所示。

由表4可知，20個試驗組中，土壤改良效果最好的是 A₅B₃ 組，即混施“ 16% 肥力改良劑 +10% 質地改良劑”； A₅B₄ 組和 A₄B₄ 組，即混施“ 16% 肥力改良劑 +15% 質地改良劑”和單獨施用 16% 的土壤肥力改良劑也表現(xiàn)出較好的土壤綜合改良效果。

3結語

（1）研究通過室內試驗證明，混合施用肥力改良劑和質地改良劑能夠對輸變電工程擾動后土壤起到改良作用，改善土壤結構，提升土壤持水能力和營養(yǎng)水平。不同配比的改良配方對受輸變電干擾后土壤的改良效果不同，整體優(yōu)于對照組；

（2）針對紅壤區(qū)，配方為“ 16% 肥力改良劑 +10% 質地改良劑”的改良材料表現(xiàn)最佳，改良后土壤既有較好的持水能力，且能對土壤養(yǎng)分進行一定累積，有利于土壤養(yǎng)護和植物修復；

（3）土壤質地改良劑的添加與土壤改良情況未表現(xiàn)出高度相關性，質地改良劑雖然能夠一定程度上促進土壤團粒結構形成，改善土壤結構，但并不能起到最顯著的土壤結構改良效果，在實際土壤改良工作中為提高土壤改良效果，還應結合土地整治工作；

（4）研究結果可為輸變電工程擾動區(qū)域土壤改良材料的配比提供參考，但本研究試驗著重圍繞衢州紅壤地區(qū)開展，從通用性出發(fā)，可在后續(xù)研究中選取其他典型土壤類型地區(qū)進行配方實驗，并可在試驗中進一步細化肥力改良劑和質地改良劑的組分梯度，探索混施最優(yōu)配方。

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