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我国是个多山的国家,泥石流是发生在山区的一种突发性自然现象。而小江流域由于其特殊地质构造,成为泥石流严重暴发区,由泥石流冲积形成大量的泥石流滩地。泥石流滩地是山区人类生活、生产活动的重要场所,是当地城镇建设的基础,因此开展泥石流滩地研究,对当地生产力和交通布局均具有重要意义。
本研究的目的是明确不同土地利用方式对泥石流滩地土壤理化性质的影响,在此基础上揭示整个流域泥石流滩地土壤理化性质及土壤农业化学性质的空间分异特征,并对小江流域泥石流滩地土壤质量进行评价与空间分析。
研究对象为云南小江流域,该流域面积3043.45km2。研究的主要方法是对整个流域按照不同的土地利用方式分别进行泥石流滩地土壤取样,取样深度为0-10、10-20、20-40、40-60、60-80cm,并对各自的土壤剖面进行土壤物理结构、化学性质、土壤农业化学性质(主要营养成分、微量元素)和生物性质(酶)进行分析。
得到的主要结果如下:
1.深入分析了不同土地利用条件下小江流域泥石流滩地土壤的理化性质及农业化学性质的变化特征不同土地利用方式的土壤容重均为表层最小,沿剖面深度增加而呈增加趋势。孔隙度的变化与容重相反,0~20cm土层,土壤容重顺序为:荒滩>林地>旱耕地>水浇地,孔隙度为:水浇地>旱耕地>林地>荒滩;而土壤分形维数依次为:旱耕地>水浇地>林地>荒滩。
小江流域泥石流滩地土壤的主要类型有6种,即粉壤土、粉质粘壤土、壤土、壤质砂土、砂土、砂质壤土,其中以砂质壤土和粉壤土为主。
泥石流滩地土壤团聚体破坏率均在70%以上,0~20cm顺序排列为:水浇地>旱耕地>荒滩>林地。表明水浇地的团聚体是最不稳定的,荒滩和林地因长期无耕作活动其团聚体相对比较稳定。
粘粒含量与团聚度的研究表明,当粘粒含量小于10%时,土壤团聚度随着粘粒含量的下降而呈增加的趋势,当大于10%时,随着粘粒含量的增加而增加。
pH值沿剖面深度变化上,林地土壤的pH值变幅最大,荒滩次之,旱耕地最小。
4种土地利用方式土壤的全N、速效N、速效K、速效P以及有机质沿剖面的变化趋势均一致,均沿深度增加含量下降。全N含量耕地(水浇地和旱耕地)高于非耕地(林地和荒滩),水浇地的全N含量最高,达0.81 g/kg,旱耕地略高于林地,分别为0.62和0.57,荒滩的最低仅0.52 g/kg。土壤速效N含量差异主要在20cm以上土层。不同土地利用方式中各层速效P含量均以旱耕地最高。土地利用方式对耕层养分的变化影响较大。不同土地利用方式之间全P含量差异不显著,荒滩和林地土壤全P含量有随深度增加的趋势,而水浇地随深度递减,旱耕地各层变化很小。
2探讨了泥石流滩地的土壤脲酶活性的剖面变化不同利用方式下的滩地土壤的脲酶活性变化表明,表层呈林地>旱耕地>荒滩;下层为早耕地>林地>荒滩。各利用方式沿剖面表现为表层0-20cm以上大于表层以下(20cm以下),荒滩仅在20cm土层存在酶活性。研究结果还表明,脲酶活性与土壤中有机质、全氮、有机氮含量之间呈显著的正相关,相关系数分别为0.887、0.691、0.807。
3揭示了整个小江流域泥石流滩地土壤的理化性质及农业化学性质的空间分异特征在土壤理化特性方面,土壤的容重、孔隙度、分散系数在空间上分异相对比较均匀。土壤的pH值空间变化相对较小。小江流域泥石流滩地土壤总体上偏碱性。
在土壤农业化学性质方面,耕地的土壤N、P、K养分以及有机质含量要高于非耕地,但林地和荒滩的土壤养分含量的空间变差系数要高于耕地,这均表明,人类耕作活动通过施肥等措施,不同程度地提高了养分含量,其累积效果使得空间差异变小。空间上,全N、速效N和速效K的空间分异类似,石羊沟滩地及其下游含量高,石羊沟滩地以上滩地的含量低。然而,全P和速效P空间分异规律不明显。荒滩有机质含量的空间变差系数最大,空间上乌龙河和块河滩地为低值区,其他地方为高值区。小江流域泥石流滩地土壤微量元素含量相对丰富,但空间差异很大。
4评价了小江流域泥石流滩地的土壤质量以及空间变化特征结果表明,泥石流滩地土壤质量可分为5个等级。林地的土壤质量较好,一半以上的土壤为3等以上,旱耕地的土壤质量次之,荒滩土壤质量较差,大部分为3等以下。整个小江流域泥石流滩地的综合土壤质量在空间上存在一定的差异性。