武夷山掛墩茶園和竹杉林下山地黃壤可蝕性差異

陳慧如

摘要 為明晰茶園、竹杉林2種植被發(fā)育下土壤可蝕性差異，以武夷山掛墩茶園、竹杉林2種植被下山地黃壤為研究對象，基于室內(nèi)實驗得出的土壤機(jī)械組成與有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)，運用EPIC模型計算土壤可蝕性K值。結(jié)果表明：（1）2種植被發(fā)育下黃壤有機(jī)質(zhì)存在顯著的差異，表現(xiàn)為茶園黃壤<竹杉林黃壤。（2）在機(jī)械組成方面，僅有Ah層茶園黃壤砂粒含量顯著大于竹杉林黃壤，其余無顯著的差異。（3）2種黃壤Ah層K值差異不大，Bs層差異顯著，呈現(xiàn)茶園黃壤>竹杉林黃壤。

關(guān)鍵詞 黃壤;茶園;竹杉林;土壤可蝕性;武夷山

中圖分類號：S714.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0192–03

土壤侵蝕是土壤退化的重要因子之一，掌握其有關(guān)規(guī)律，有利于更好地預(yù)防土壤退化[1]。茶樹、毛竹、杉木均是現(xiàn)代重要的經(jīng)濟(jì)樹種，然而近年來愈演愈烈的土壤侵蝕問題可能會使植被生長受到威脅，影響其經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究不同植被類型下土壤的可蝕性差異，并在此基礎(chǔ)上選擇更加合理的土壤改良方法對經(jīng)濟(jì)樹種種植尤為重要。對武夷山掛墩大致同一高度下的茶園和竹杉林2種植被類型下黃壤進(jìn)行取樣并實驗，對得出機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)、可蝕性K值進(jìn)行對比，分析這2種植被下山地黃壤可蝕性差異的原因，為山地黃壤的利用和改良提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

武夷山國家自然保護(hù)區(qū)坐落于福建省與江西省分界線北段，平均高度約為1 000～1 100 m，地勢較高且起伏大;氣候類型主要為中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫約為8.5℃～19℃，霧多，尤其是5—6月年平均霧日可達(dá)100 d以上，年平均相對濕度較大，常在70%～85%，年平均降水量為1 600～

2 200 mm;主要植被類型為常綠闊葉林、毛竹、杉木、馬尾松、常綠針闊混交林、矮林、灌叢以及草甸等;主要母巖類型為粗晶花崗巖和火山巖[2-3]。

2 材料與方法

2.1 土壤樣品的采集與處理

2021年10月，在掛墩大致同一海拔的中山坡地，分別選取茶樹、竹杉林2種植被發(fā)育下的3個土壤剖面，并采集每個剖面Ah層和Bs層土樣。將土樣置于室溫下風(fēng)干后，丟棄非土壤形成物質(zhì)和動植物殘體，四分法取土后再充分碾碎、磨細(xì)，過2 mm篩，用于理化性質(zhì)測定。其中選取大約5 g土樣過0.15 mm篩用于有機(jī)質(zhì)測定。

2.2 土壤理化性質(zhì)的測定

采用甲種比重計法進(jìn)行土壤機(jī)械組成測定，采用丘林法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量。

2.3 數(shù)據(jù)處理

粒徑分級按美國農(nóng)業(yè)部的土壤粒徑分級標(biāo)準(zhǔn)，即粒徑小于0.002 mm為黏粒（CLA）、粒徑大于0.002 mm且小于0.05 mm為粉粒（SIL）、粒徑大于0.05 mm且小于2 mm為砂粒（SAN）;運用Williams等[4]提出的土壤侵蝕方程公式（2）計算土壤可蝕性K值，并根據(jù)K值計算結(jié)果，以及梁音等[5]得出的我國東部丘陵區(qū)土壤可蝕性K值的分級指標(biāo)計算土壤可蝕性級別：

公式（2）中：K代表EPIC模型計算得

到的土壤可蝕性因子（）;

C、OM、SAN、SIL、CLA分別代表土壤有機(jī)碳、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤砂粒、土壤粉粒和土壤黏粒含量。

采用Excel 2019軟件處理數(shù)據(jù)與設(shè)計圖表，運用SPSS 24.0軟件分析數(shù)據(jù)。兩組間差異性比較和相關(guān)性分析分別采用SPSS軟件中獨立樣本t檢驗，土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)分析采用雙變量相關(guān)性分析法（Pearson模型）。

3 結(jié)果與分析

3.1 茶園與竹杉林2種植被發(fā)育下黃壤有機(jī)質(zhì)含量對比

由表1可知，Ah層與Bs層茶園黃壤與竹杉林黃壤有機(jī)質(zhì)均存在顯著的差異，表現(xiàn)為竹杉林>茶園。試驗結(jié)果可能與植物殘體有著密切關(guān)系。土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于動植物殘體，又以植物殘體為主[6]。由于毛竹、杉木地上枝葉本就較為繁茂，且較多茶葉會被用于生產(chǎn)，因此茶園表層枯枝落葉少于竹杉林。除此之外，植物根系也屬于植物殘體，而混交林根系比純林更茂盛，茶園土壤根系少于竹杉林，所以Ah層、Bs層土壤有機(jī)質(zhì)含量均表現(xiàn)為茶園黃壤<竹杉林黃壤[7]。

3.2 茶園與竹杉林2種植被發(fā)育下山地黃壤機(jī)械組成對比

在各粒級所占比重方面，Ah層的2種植被下黃壤表現(xiàn)出多砂粒、少粉粒、低黏粒的特點，且砂粒含量均高于50%，呈粗骨化特征[8]。由表1可知，在Ah層，茶園黃壤砂粒比重明顯比竹杉林黃壤大，差異性顯著，粉粒、黏粒差異性不顯著。Bs層2種黃壤的砂粒、粉粒、黏粒差異性均不大。Ah層茶園黃壤砂粒比重相較竹杉林黃壤更大的原因可能是茶樹對雨水?dāng)r截作用小于毛竹與杉木，較強(qiáng)的雨水沖刷作用易導(dǎo)致表層細(xì)土流失，而留下較粗粒徑的土[9]。然而，隨著土層深度的增加，這種差異的影響作用被削弱，所以Bs層2種植被發(fā)育下黃壤機(jī)械組成差異較小。

3.3 茶園與竹杉林2種植被發(fā)育下山地黃壤可蝕性K值對比

根據(jù)表1，從Ah層到Bs層，隨著土壤深度增大，K值有較明顯的提升，說明土壤的抗侵蝕能力會隨著土層深度增加而減弱。對比2種植被下土壤，在Ah層2種黃壤K值差異性不大，而在Bs層差異顯著，表現(xiàn)為茶園黃壤K值明顯大于竹杉林黃壤。

3.4 茶園與竹杉林2種植被發(fā)育下山地黃壤可蝕性K值與機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)相關(guān)性

由表2可知，在Ah層，2種植被下黃壤K值與粉粒有極顯著的正相關(guān)性，這與以往研究結(jié)果一致，與砂粒、黏粒有負(fù)相關(guān)性，與有機(jī)質(zhì)有正相關(guān)性，但都不顯著[10]。根據(jù)表3可知，在Bs層，2種植被下黃壤K值與砂粒相關(guān)性較小，與粉粒存在正相關(guān)性，與黏粒存在負(fù)相關(guān)性，但均不顯著，與有機(jī)質(zhì)存在顯著正相關(guān)性。由此可見，Bs層茶園黃壤抗侵蝕能力低于竹杉林黃壤的結(jié)果可能與有機(jī)質(zhì)和根系有關(guān)。較多的根系穿插和較高的有機(jī)質(zhì)含量有利于土壤形成較好的結(jié)構(gòu)，并且可提高其滲透性能，從而提升土壤抗侵蝕能力[11]。由此可見，施加有機(jī)肥對土壤侵蝕有一定程度的改善。但在Ah層2種土壤K值與有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)，究其原因，可能是粉粒對K值的影響對有機(jī)質(zhì)與K值相關(guān)性有所干擾。

4 結(jié)束語

通過室內(nèi)實驗等方法，運用SPSS 24.0和Excel 2019軟件統(tǒng)計和處理數(shù)據(jù)，研究武夷山掛墩山地黃壤機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)、可蝕性K值的差異。結(jié)果表明：由于竹杉混交林根系和表層枯枝落葉均多于茶園，因此竹杉林黃壤砂粒含量較低，有機(jī)質(zhì)含量較高，Bs層土壤抗侵蝕和搬運能力較強(qiáng)。Ah層土壤可蝕性K值與粉粒有極顯著的相關(guān)性，Bs層土壤可蝕性K值與有機(jī)質(zhì)存在顯著的負(fù)相關(guān)。但由于影響土壤可蝕性K值的因子之間存在相互作用的機(jī)制，故難以判斷真正影響土壤可蝕性K值的指標(biāo)。本研究能基本揭示茶園和竹杉林山地黃壤可蝕性差異與影響因素，為更好地改良山地黃壤提供科學(xué)依據(jù)。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

The difference in Erodibility of Mountain Yellow Soil Between Tea Plantation and Moso Bamboo and Cunninghamia lanceolata Mixed Forests at Guadun in Wuyi Mountain

CHEN Huiru （School of Geographical Sciences， Fujian Normal University， Fuzhou， Fujian 350000）

Abstract In order to clarify the difference in soil erodibility under the development of tea plantation and moso bamboo and Cunninghamia lanceolata mixed forests， the mountain yellow soil under the two kinds of vegetation of Wuyi Mountain was selected as the research object. Based on the soil mechanical composition and organic matter data obtained from laboratory experiments， EPIC was used The model calculates the soil erodibility K value. The results showed that： （1） There were significant differences in the organic matter of the yellow soil under the two types of vegetation development， which showed that the yellow soil of the tea plantation was less than the yellow soil of the bamboo and fir forest. （2） In terms of mechanical composition， only the sand content of the yellow soil of the tea plantation in the Ah layer was significantly greater than that of the yellow soil of the bamboo and fir forest， and the rest had no significant difference. （3） The K value in the Ah layer of the two yellow soils had little difference， but the difference in the Bs layer was significant.

Key words Yellow soil; Tea plantation; Cedar-bamboo; Soil erodibility; Wuyi Mountain