夏嬌嬌，章明奎

(1.青田縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 青田 323900； 2.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 310058)

土壤質(zhì)量是眾多環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果。氣候是造成大范圍土壤質(zhì)量差異的主要原因，而小范圍內(nèi)土壤質(zhì)量的變化多與地形、成土母質(zhì)有關(guān)[1-2]，人為的經(jīng)營(yíng)管理加劇了土壤質(zhì)量在空間上的差異。因此，植物的生長(zhǎng)常常因氣候、地形、成土母質(zhì)不同有較大的變化[3-7]。毛竹是亞熱帶地區(qū)山地丘陵重要的經(jīng)濟(jì)林，與其他經(jīng)濟(jì)林采用等高梯地種植不同，毛竹常常順坡而生，分布區(qū)坡度較大，而且缺乏水保措施。同時(shí)，毛竹園受人為干擾較為頻繁，采筍過(guò)程中的挖掘活動(dòng)及施肥后的翻耕均可導(dǎo)致地表的不穩(wěn)定，加之亞熱帶地區(qū)暴雨頻率較高，因此，毛竹園地常常具有較為明顯的水土流失問(wèn)題。水土流失可導(dǎo)致地表物質(zhì)的重新分配，引起不同空間土壤物質(zhì)組成的分異[8-9]。山地丘陵的地形一般分為正地形與負(fù)地形，其支配著地表徑流，影響水分的重新分配，從而改變土壤中養(yǎng)分元素的流失與富集。浙南地區(qū)廣泛分布著毛竹園，經(jīng)營(yíng)方式卻有著較大的差異，包括粗放經(jīng)營(yíng)和集約經(jīng)營(yíng)，前者以自然生長(zhǎng)為主，不施用肥料；后者常常施用較高的化肥和有機(jī)肥。但當(dāng)前在經(jīng)營(yíng)管理上一般不考慮竹園內(nèi)部肥力等因素的差異。為了解竹園土壤質(zhì)量的空間分布規(guī)律，為經(jīng)營(yíng)管理提供依據(jù)，研究以浙南地區(qū)變質(zhì)巖發(fā)育的施肥與不施肥2種經(jīng)營(yíng)模式下的低丘紅松泥竹園為例，采集南坡與北坡的坡麓、坡中和坡頂部位的表層土壤，比較分析了地形部位對(duì)竹園土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性狀的影響。

1 材料與方法

1.1 采樣

在浙南地區(qū)分別選擇變質(zhì)巖發(fā)育的不施肥與施肥2種經(jīng)營(yíng)模式下的代表性低丘竹園各1個(gè)，從坡麓至坡頂?shù)暮０畏謩e在120～260 m和135～280 m，坡麓分別在20°～45°和20°～40°，坡度由坡頂至坡麓逐漸降低。前者為不施肥的竹園，后者為施肥多年的竹園。2個(gè)采樣的丘陵竹園均形成于變質(zhì)巖，土壤類型均為紅松泥。分別在2個(gè)丘陵竹林的南坡與北坡的坡麓、坡中和坡頂部位設(shè)置觀察點(diǎn)，其中，在坡中根據(jù)地形變化的差異進(jìn)一步分設(shè)凹坡和凸坡2種分點(diǎn)，觀察土體厚度，采集0～20 cm表層土壤。每一類別的觀察點(diǎn)各設(shè)5個(gè)重復(fù)。采集的土樣分為2個(gè)部分：一部分沿土壤自然結(jié)構(gòu)輕輕掰碎成粒徑<10 mm的小土塊，自然風(fēng)干，用于測(cè)定水穩(wěn)定性團(tuán)聚體；另一部分樣品經(jīng)風(fēng)干、剔除石塊及植物殘?bào)w等雜質(zhì)后過(guò)孔徑2和0.15 mm土篩，測(cè)定土壤性質(zhì)。

1.2 分析方法

水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量用濕篩法測(cè)定；容重用容重圈測(cè)定；土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定；土壤微生物生物量碳采用氯仿熏蒸-硫酸鉀提取[10]-Shimadzu TOC自動(dòng)分析儀測(cè)定；土壤pH、全磷、有效磷、速效鉀含量采用常規(guī)法測(cè)定[11]；陽(yáng)離子交換量(CEC)采用醋酸銨交換法測(cè)定；水溶性磷用0.02 mol·L-1CaCl2提??；礦物結(jié)合態(tài)碳和游離態(tài)碳采用密度法分離測(cè)定[12]；飽和導(dǎo)水率依據(jù)LY/T 1218—1999《森林土壤滲濾率的測(cè)定》測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 土體厚度

無(wú)論是南坡還是北坡，竹園地土體厚度(指母質(zhì)層以上土體的總厚度)隨地形部位不同有較大差異，但均表現(xiàn)為坡麓>坡中>坡頂(表1)；坡中-凹坡部位的土體厚度明顯大于坡中-凸坡部位。

表1 不同地形部位竹林土壤物理性狀與化學(xué)性狀

2.2 土壤化學(xué)性狀

表1結(jié)果表明，竹園土壤的pH值表現(xiàn)為從坡頂向坡麓土壤逐漸增加，即地形部位越高，土壤酸性越強(qiáng)。與此同時(shí)，表層土壤的CEC也呈現(xiàn)坡麓>坡中>坡頂。

2.3 土壤物理性狀

各地形部土壤的黏粒含量也有明顯的差異(表1)，由高至低呈現(xiàn)：坡麓>坡中>坡頂，坡中-凹坡部位的黏粒含量明顯大于坡中-凸坡部位。土壤的容重均呈現(xiàn)坡麓<坡中<坡頂，即以坡頂?shù)耐寥雷顬閳?jiān)實(shí)，坡麓較為疏松。與容重的變化相反，飽和導(dǎo)水率呈現(xiàn)為坡麓>坡中>坡頂。土壤中水穩(wěn)定性團(tuán)聚體呈現(xiàn)由坡頂向坡麓逐漸增加。坡中-凹坡部位的容重低于坡中-凸坡部位，而水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量和飽和導(dǎo)水率為坡中-凹坡部位大于坡中-凸坡部位?？傮w上，坡向?qū)ν寥牢锢硇誀钣绊戄^小。

2.4 土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分

對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷和速效鉀的分析結(jié)果(表2)表明，不施肥經(jīng)營(yíng)條件下，竹林土壤有機(jī)碳和微生物生物量碳均表現(xiàn)為坡麓>坡中>坡頂，土壤速效鉀含量坡頂>坡中>坡麓，全磷和有效磷的含量無(wú)明顯的變化規(guī)律。施肥經(jīng)營(yíng)條件下，坡位之間土壤有效磷和速效鉀的差異明顯大于不施肥經(jīng)營(yíng)條件下。相同坡位的北坡土壤有機(jī)碳及微生物生物量碳含量明顯高于南坡；位于坡中部位的凹坡土壤有機(jī)碳和微生物生物量碳含量明顯高于凸坡。竹林土壤中礦物結(jié)合態(tài)碳隨有機(jī)碳積累的增加而增加，但礦物結(jié)合態(tài)碳占有機(jī)碳的比例隨有機(jī)碳積累的增加而下降，而游離態(tài)碳的比例隨有機(jī)碳積累的增加而增加。

表2 不同地形部位竹林土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分含量

坡向?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)的積累有一定的影響，在相同的地形部位，北坡土壤有機(jī)碳、礦物結(jié)合態(tài)碳和微生物生物量碳均高于南坡。施肥改變了土壤磷素形態(tài)，其水溶性磷、速效磷含量和比例明顯高于不施肥經(jīng)營(yíng)竹林。

3 小結(jié)與討論

坡位、坡向及坡形的差異可明顯改變土壤性狀。坡位的不同導(dǎo)致相對(duì)海拔高差的變化，從而影響土壤物質(zhì)的輸入與輸出。在山區(qū)，坡頂部的表土不斷被剝蝕，導(dǎo)致底土層暴露出來(lái)，延緩了土壤的發(fā)育，產(chǎn)生了土體薄、有機(jī)質(zhì)含量低、土層發(fā)育不明顯的土壤或粗骨性土壤。坡麓地帶或山谷低洼部位，常接受由上部侵蝕搬運(yùn)來(lái)的沉積物，也阻礙了土壤發(fā)育，產(chǎn)生了土體深厚、整個(gè)土體有機(jī)質(zhì)含量較高但發(fā)生土層分異不明顯的土壤。坡地土壤的物質(zhì)遷移是由高處搬運(yùn)至低處，也就是說(shuō)坡頂?shù)耐寥牢镔|(zhì)隨流水可向坡麓遷移，其結(jié)果導(dǎo)致坡頂物質(zhì)損失、坡麓物質(zhì)的增加，表現(xiàn)為坡頂土層變薄，土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分因隨土壤物質(zhì)遷移減少，而坡麓因接受上坡物質(zhì)，有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分呈增加的趨勢(shì)。與此同時(shí)，坡頂土壤中的鉀等鹽基物質(zhì)因淋溶逐漸損失，導(dǎo)致土壤酸化及pH的下降。因此，表現(xiàn)為土壤CEC、有機(jī)碳、水穩(wěn)定性團(tuán)聚體含量和微生物生物量碳均表現(xiàn)為坡麓>坡中>坡頂，土壤速效鉀含量坡頂>坡中>坡麓；土壤pH一般是坡麓高于坡中和坡頂。由于坡頂屬侵蝕區(qū)，其土壤多形成于殘積物上，土壤較為堅(jiān)實(shí)，容重較高；而坡麓因接受坡頂物質(zhì)來(lái)源，屬堆積區(qū)，土體較松散。因此，竹園土體厚度自坡麓、坡中至坡頂逐漸降低，土壤容重一般是坡麓<坡中<坡頂。由于土壤物質(zhì)的選擇性流失(細(xì)顆粒優(yōu)先流失)，因此，土壤黏粒含量和滲透率一般表現(xiàn)為坡麓>坡中>坡頂。

坡向的不同可影響土壤的水熱狀況，影響植物的生長(zhǎng)和有機(jī)質(zhì)的分解。南坡土壤的溫度高于北坡，而土壤水分與溫度相反，為北坡高于南坡。因此，一般是北坡植被生物量較高，而土壤有機(jī)質(zhì)分解較慢，導(dǎo)致北坡土壤的有機(jī)質(zhì)高于南坡。相應(yīng)地北坡土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體及微生物生物量碳含量明顯高于南坡。凹坡因地勢(shì)較緩，水土流失較弱，土體一般要比凸坡厚，表層中養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)的積累相對(duì)也較多。由于竹園土壤中有機(jī)質(zhì)主要來(lái)自枯枝落葉，隨著進(jìn)入土壤中枯枝落葉的增加，土壤有機(jī)質(zhì)也顯著增加，而由于林地土壤有機(jī)質(zhì)分解相對(duì)較慢，積累在土壤中的有機(jī)質(zhì)主要為分解較弱的顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)，因此，竹園土壤中礦物結(jié)合態(tài)碳占有機(jī)碳的比例隨有機(jī)碳積累的增加而下降。

施肥增加了土壤中活性養(yǎng)分，增加了地表物質(zhì)遷移的強(qiáng)度，從而增加了不同坡位之間物質(zhì)遷移的數(shù)量，因此，在施肥條件下，坡位之間土壤有效磷和速效鉀的差異明顯大于不施肥經(jīng)營(yíng)條件下。正是由于不同坡位之間土壤質(zhì)量要素的差異，在竹園經(jīng)營(yíng)管理上應(yīng)注意因地形部位不同導(dǎo)致的土壤肥力差異，并注意竹園水土保持工作。