林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响

发布时间：2021-11-27 02:12

　　研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况,确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦28年的侵蚀坡面为研究对象,分析土壤主要性质和养分含量的变化情况,运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。林地开垦后坡面土壤pH增加了0.24个单位,有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别降低了13.77,1.14,0.10 g/kg和6.05,1.63,4.99,58.44 mg/kg。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系数大于开垦地,而pH和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较大,上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性,但减小了pH的空间异质性,地形等结构性因子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后,pH、有机质、全氮和全磷变程增大,铵态氮、硝态氮和速效钾变程减小,速效磷在2个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土壤养分含量,但减少幅度与坡位和... 

【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(05)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

林地和开垦地土壤各指标平均值和坡位分布

本研究表明,黄土高原侵蚀环境林地开垦后土壤pH显著增加,而养分含量显著降低。林地开垦后土壤pH升高主要与土壤有机质的减少所造成的有机酸减少有关[13]。已有研究[14]表明,土壤pH与有机质含量之间有着极显著的负相关关系,本研究中土壤pH也随有机质的增加而降低(r=-0.914,P<0.000 1)。林地开垦后土壤有机质的降低与土壤有机质输入减少、有机质分解加剧和迁移损失有关。在开垦前,林地每年有大量的地上部凋落物和植物根系归还到土壤中,为土壤输入了大量的有机质[15]。林地开垦后土壤无有机物质输入,有机质显著减少。另一方面,林地开垦后的翻耕作用使土壤中原有有机质与空气充分接触,而且破坏了土壤结构,降低了土壤结构体(团聚体)对有机质的物理保护作用,有机质氧化分解加速,从而大幅降低[16]。林地开垦后由于侵蚀造成的坡面土壤颗粒流失也是有机质降低的一个主要原因。在土壤侵蚀过程中,土壤中的细颗粒流失最为严重,而此部分有机质含量显著高于粗颗粒[17],造成侵蚀泥沙中有机质的富集和原有土壤中有机质的减少。开垦后全氮和全磷的降低主要是随地表径流和径流泥沙迁移造成的。坡面氮流失主要是水溶态和泥沙结合态2种形态,磷流失以泥沙态磷为主,而且全氮和全磷流失量以及泥沙总氮和总磷与坡面产流产沙之间存在极显著相关性[18]。林地开垦后速效养分的降低不但与全量养分的损失有关,还与可溶态养分随径流液的流失有关,吴东等[19]发现,三峡地区土壤硝、铵态氮通过溶解于径流并伴随径流流失的比例在90%以上。此外,土壤性质恶化所造成的养分转化效率降低也造成林地开垦后速效养分的减少,Kisic等[20]发现,林地开垦后氮素和磷素矿化显著降低。林地开垦后,土壤微生物群落的功能多样性降低,改变了与氮循环有关的微生物组成和潜在功能,从而影响了土壤中的氮矿化[21]。


本文编号：3521388