江西赣县金钩形小流域崩岗削坡开梯土壤水分特征及肥力研究

发布时间：2020-04-19 21:26

【摘要】：崩岗是我国南方地区侵蚀最剧烈、危害最严重的土壤侵蚀现象。国内外学者对红壤区崩岗侵蚀状况及治理进行了大量研究,崩岗治理的综合措施可概括为 上拦、下堵,中间削,内外绿化‖, 中间削‖也即削坡开梯,其在一定程度上能有效改变地表小地形,减缓地表坡度,减少水土流失,但另一方面削坡开梯整地过程中对土体巨大扰动势必会导致土壤理化性质的改变。削坡开梯后不同的土地利用方式以及管理模式等必然导致其地表植被覆盖状况的差异,直接影响土壤养分的循环过程、土壤养分的贮量和养分的有效性等肥力状况,导致土壤理化性质以及土地生产力的变化。因此了解崩岗削坡开梯后不同土地利用方式以及不同改造年限对土壤性质的影响特点能为崩岗削坡开梯后土壤的改良以及土地的合理利用提供理论与实践依据。本研究以江西省赣县金钩形小流域崩岗削坡开梯土壤为研究对象,从不同土地利用方式(草灌混交林、橘园、梨园、泡桐林、马尾松林、杉木林、花生地、撂荒地)及不同改造年限(16年、12年、10年、6年、4年、1年)两方面,对土壤颗粒分形维数、土壤水分特征以及土壤养分进行研究,并对土壤肥力质量进行评价,探讨崩岗削坡开梯后不同土地利用方式以及不同改造年限对土壤理化性质的影响,主要结论如下:(1)土壤颗粒组成分形维数不同土地利用方式土壤颗粒分形维数大小依次为:草灌混交林(2.78)撂荒地、梨园(2.77)橘园(2.76)杉木林(2.74)泡桐林(2.73)花生地(2.69)马尾松林(2.68)。不同土地利用方式地表植被覆盖度不同,梯地土壤细颗粒在地表径流冲刷作用下损失情况不同。不同改造年限以及对照区(未进行削坡开梯改造的崩壁表土层)土壤颗粒分形维数大小依次为:16a(2.84)12a(2.81)10a(2.77)6a(2.73)CK(2.72)4a(2.71)1a(2.68)。在改造的前4年土壤结构相比对照区明显下降,随着年限的延长,土壤结构性能逐渐得到改善,并优于对照区。土壤颗粒分形维数与土壤有机质、碱解氮、全氮、全钾、速效磷、全磷养分含量相关性均达到了极显著性的水平,且呈正相关关系,与速效钾的相关性较小。(2)土壤水分特征不同土地利用方式土壤水分特征曲线表现出明显的差异性,利用Gardner模型对实测土壤水分特征曲线进行拟合,结果显示花生地持水性能最差,草灌混交林与梨园的蓄水保水能力较好。土壤孔隙分析显示草灌混交林、橘园与梨园孔隙性较好,通气性与持水性能达到较好协调状态,花生地总孔隙度较低,且通气孔隙较大,土壤通气透水性能较好,保水保肥性能较差。不同年限土壤水分特征曲线差异较明显,前4年土壤的蓄水持水性能比对照区要差,随着改造年限的延长,土壤的持水性能逐渐增强并显著优于对照区。从不同年限土壤孔隙分布情况可知,改造初期土壤总孔隙度减小,通气孔隙显著增大,土壤孔隙性显著下降,与第1年相比,第4年孔隙分布情况变化不明显,第6年开始恢复至对照区水平,继而随着年限的延长,土壤中总孔隙度与毛管孔隙逐渐增大,到改造的第16年,土壤的孔隙性明显提升,土壤结构性能显著增强。(3)土壤养分、土壤肥力质量研究区崩岗削坡开梯土壤中有机质、碱解氮、全氮、全钾、全磷、速效磷等养分含量均比较缺乏,处于中等偏下水平,仅有速效钾含量较丰富,属于中等偏上水平,整体上研究区坡改梯地土壤各养分含量均较低,肥力较差。不同土地利用方式下土壤中各养分含量差异显著。通过土壤肥力质量指数法对不同土地利用方式土壤肥力质量进行综合评价,结果从高到低依次为:草灌混交林花生地梨园橘园马尾松林泡桐林撂荒地杉木林。不同年限土壤养分含量随着改造年限的延长,整体上呈明显的上升趋势,但在改造初期土壤中各养分相比对照区有明显下降,第4年各养分指标开始恢复至对照区的水平。土壤综合肥力质量评价的结果显示:坡改梯改造的初期土壤肥力质量大幅度下降,继而随着改造年限的延长,土壤综合肥力质量显著提高并明显优于未进行坡改梯改造的崩岗区。综上所述,本研究区削坡开梯后,草灌混交林地表由于具有较好的物种群落组成和微生态环境,保持了相对较好的土壤质量;杉木林、泡桐林以及马尾松林等林地由于地表植被覆盖较低,大都呈现裸露状态,地表水土流失严重,土壤结构较差,肥力质量较低;农耕地受人为影响肥力质量相对较高,但地表土壤质地偏砂化,结构较差。对崩岗进行削坡开梯并种植梨树,梯地土壤肥力状况以及土壤结构随着年限的延长表现出一定的变化特点,在改造的初期土壤理化性质显著下降,随着改造年限的延长,梯地的保水保土保肥效益逐渐体现,加上随着梯地梨园种植年限的延长,输入到地表中的有机物质不断累积,土壤结构不断得到改善,土壤理化性质得到有效的提高。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157

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本文编号：2633758