扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析

第２１卷第２期２０１４年４月水土保持研究

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｏｉｌａｎｄ　ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　　　　Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．２

，２０１４Ａｒ．ｐ　

扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析

贺小容１，何丙辉１，秦伟２，左长清２

（西南大学资源环境学院三峡库区生态环境教育部重点实验室，１．

）重庆４中国水利水电科学研究院泥沙研究所，北京１００７１５；２．０００４８

摘　要：通过径流小区试验，研究了２０ｍ坡长条件下人为扰动地表后不同坡位的土壤养分含量特征。研究结果表上坡和下坡扰动地表小区土壤养分含量均低于同一坡位自然坡面小区。其中，上坡７个养分指标含量差异均达极明，

显著水平；下坡除土壤有机质含量差异不显著外，其他养分指标含量差异也达极显著水平。中坡，除土壤全氮、有机质及全磷含量是扰动地表小区极显著高于自然坡面小区外，其他土壤养分指标含量也是扰动地表小区极显著低于自然自然坡面小区土壤养分含量明显高于扰动地表小区。不同坡位，对于扰动地坡面小区。但是从整个径流小区坡面看，

表小区，土壤氮素、钾素及有机质含量高低依次为下坡＞中坡＞上坡；土壤磷素含量高低依次为中坡＞下坡＞上坡。对于自然坡面小区，土壤氮素、钾素及有机质含量是下坡＞上坡＞中坡；土壤磷素含量是下坡＞中坡＞上坡。关键词：扰动地表；径流小区；土壤养分；坡位

（）中图分类号：Ｓ１５３．６；Ｓ１５８．２　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００５３４０９２０１４０２００１７０５－－－DOI:10.13869/j.cnki.rswc.2014.02.004

ＡｎａｌｓｉｓｏｆＳｏｉｌＮｕｔｒｉｅｎｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＤｉｓｔｕｒｂｅｄＳｕｒｆａｃｅａｎｄＤｉｆｆｅｒｅｎｔＳｌｏｅＰｏｓｉｔｉｏｎｓ　　　　　　　　　　　ｙｐ

１１２２

，ＱＨＥＸｉａｏｒｏｎＢｉｎｈｕｉＩＮ　ＷｅｉＺＵＯＣｈａｎｉｎ　－　－　　，　－ｇ，ＨＥｇｇｑｇ

（１．ＣｏｌｌｅｅｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏ　　　ｇｆ　ｙ；ｙ　ｙｆ　

Ｅｃｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｎ　ＴｈｒｅｅＧｏｒｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＲｅｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｏＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｉｎ００７１５，Ｃｈｉｎａ；－　　　　ｇｇｙｆ　ｇｑｇ４　

２．ＤｅａｒｔｍｅｎｔｏＳｅｄｉｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ，ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄ　ＨｄｒｏｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｉｎ０００４８，Ｃｈｉｎａ）　　　　　　　ｐｆ　ｆ　ｙｐｊｇ１

：，ｌｏｔｓａｅｒＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｒｏｕｈｅｘｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｒｕｎｏｆｆｔｈｉｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｓｌｏｅ　　　　　　　　　　　　ｐｐｐｇｐｐｗｉｔｈ２０ｍｌｏｎｕｎｄｅｒｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｕｒｆａｃｅａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｌｏｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｏｉｌｎｕｔｒｉｏｓｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　　　　　　　　　　　　　－ｇｐｐ　ｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｕｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｓｌｏｅｉｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｕｒｆａｃｅｗｅｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｕｎｄｅｒｔｈｅｌｏｔｓｌｏｔｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｐｐｐｐｐ

，，ｓａｍｅｓｌｏｅｕｅｒｓｌｏｅｆｏｒａｌｌｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｔｈｅｒｅｗｅｒｅｖｅｒｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｏｓｉｔｉｏｎ．Ｉｎｏｓｉｔｉｏｎ　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｐｙｇｐｐ　（），，ｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｌｏｔｓＰ＜０．０１．Ｉｎｌｏｗｅｒｓｌｏｅｏｓｉｔｉｏｎｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｔｈｅｏｒａｎｉｃｍａｔｔｅｒｔｈｅｏｔｈｅｒ　　　　　　　　　　　　　　ｐｐｐｇ

（ｓｏｉｌｌｏｔｓｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓａｌｓｏｈａｄｔｈｅｖｅｒｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆＰ＜０．０１）．Ｉｎ　　　　　　　　　　　　　ｐｙｇ　，，ｏｓｉｔｉｏｎｈｏｓｈｏｒｕｓｍｉｄｄｌｅｓｌｏｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｅｎｏｒａｎｉｃｍａｔｔｅｒａｎｄｔｏｔａｌｉｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｕｒ　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｐｇｇ

；ｆａｃｅｌｏｔｓｗｅｒｅｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｈｉｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｌｏｔｓｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｏｔｈｅｒｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｄｉｓ　　　　　　　　　　　　　　　　－ｐｇｙｇｐ　（）ｔｕｒｂｅｄｓｕｒｆａｃｅｌｏｔｓｗｅｒｅａｌｓｏｖｅｒｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｌｏｔｓＰ＜０．０１．Ｂｕｔｕｄｅｄ　　　　　　　　　　　　ｐｐｊｇｙｇｙ　　

，ｆｒｏｍｔｈｅａｌｌｒｕｎｏｆｆｌｏｔｓｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｌｏｔｓｗｅｒｅｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｈｉｈｅｒｔｈａｎｄｉｓ　　　　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｇｙｇ　，，ｌｏｔｓ．Ｔｈｅｏｓｉｔｉｏｎｓｌｏｔｓｔｕｒｂｅｄｓｕｒｆａｃｅｎｕｔｒｉｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｌｏｅｆｏｒｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｕｒｆａｃｅｔｈｅｃｏｎ　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｐ

ｔｅｎｔｓｏｆｎｉｔｒｏｅｎ，ｏｔａｓｓｉｕｍａｎｄｏｒａｎｉｃｍａｔｔｅｒｆｏｌｌｏｗｅｄｔｈｅｓｅｕｅｎｃｅｏｆｌｏｗｅｒｓｌｏｅｉｄｄｌｅｓｌｏｅｅｒ　　　　　　　　　　　＞ｍ　＞ｕｇｐｇｑｐｐｐｐ；ｓｌｏｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｈｏｓｈｏｒｕｓｗａｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｍｉｄｄｌｅｓｌｏｅ＞ｌｏｗｅｒｓｌｏｅ＞ｕｅｒｓｌｏｅ．Ｆｏｒｔｈｅｎａｔ　　　　　　　　　　　　　　－ｐｐｐｐｐｐｐｐ

，，ｕｒａｌｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｎｉｔｒｏｅｎａｎｄｏｒａｎｉｃｍａｔｔｅｒｆｏｌｌｏｗｅｄｔｈｅｓｅｕｅｎｃｅｏｆｌｏｗｅｒｓｌｏｅｌｏｔｓｏｔａｓｓｉｕｍ　　　　　　　　　　　　　＞ｕ－ｇｇｑｐｐｐｐ；ｅｒｓｌｏｅ＞ｍｉｄｄｌｅｓｌｏｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｈｏｓｈｏｒｕｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｌｏｗｅｒｓｌｏｅ＞ｍｉｄｄｌｅｓｌｏｅ＞ｕｅｒｓｌｏｅ．　　　　　　　　　　ｐｐｐｐｐｐｐｐｐｐ：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｄｉｓｔｕｒｂｅｄｓｕｒｆａｃｅｒｕｎｏｆｆｌｏｔｓｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｌｏｅｏｓｉｔｉｏｎ　　　　ｐｐｐｙ　　　紫色土是重庆典型的土壤类型。紫色土风化速

度快、养分储量丰富，历来是农业发展的主要区

］１２－。而紫色土侵蚀严重，域［侵蚀模数高达３７９８～　２／（·ａ），是长江上游的主要侵蚀产沙区之９８３１ｔｋｍ　

２０１３０７０８２０１３０９０９　　收稿日期：－－　　　　　　　修回日期：－－：（）；；资助项目国家科技支撑计划项目农业部公益性行业科研项目（水利部公益性行业科研专项经费项目２０１１ＢＡＤ３１Ｂ０３２０１００３０１４６３）　　－－（）；国家自然科学基金（）２０１２０１０４７４１２７１２９１

，：贺小容（女，四川江安人，硕士，主要从事城市水土保持研究。Ｅ－ｍ１９８６—）ａｉｌｈｅｘｉａｏｒｏｎ０５０２＠１６３．ｃｏｍ　　作者简介：ｇ

：（—），，，，，。：男湖南汩罗人博士教授主要从事土壤侵蚀与小流域综合治理研究Ｅ－ｍ９６６ａｉｌｈｅｂｉｎｈｕｉａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ　　通信作者何丙辉１＠ｙｇ

１８

１卷　　　　　　　　　　　　　　　　　水土保持研究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第２

］９１３－。但是所得到的结论有所不同：一些配所造成的［

３］

。养分流失是土壤退化的本质，一［流失的养分又影

响水库、湖泊的水质。土壤养分的流失途径包括挥

４］

发、垂直淋洗、径流和泥沙携带流失等。傅涛等［的

学者认为下坡位是坡面养分的汇集处，其土壤养分含量高于中坡位和上坡位；另一些学者则认为土壤养分含量在不同坡位上的变化无明显规律；还有一种观点中坡、下坡的土壤养分含量差别不大，差异认为上坡、

不显著。我国南方紫色土区关于坡位对土壤养分含量的影响研究极少。本研究拟探讨重庆紫色土区人为扰动地表后不同坡位的土壤养分含量特征，为以后开荒等人为活动更好地防治水土流失提供农业开发、科学依据。

研究结果表明，紫色土坡面养分流失的主要途径是随水土流失严重时，土径流和泥沙携带而流失。因此，

开荒等人为扰壤养分流失量也随之增加。煤矿开采、

动地面活动频繁，植被破坏，造成大量的土地疏松裸露，加剧了土壤侵蚀。经调查统计，近年来我国各类生产建设项目等人为活动所造成的水土流失问题十就“十五”期间开发建设项目水土流失量就达分突出，

］５８－。一些研究［表明，开发建设中扰动地面９．４６亿ｔ

加剧了水土流失。近几年，重庆房建工程、农林开发

１　材料与方法

１．１　研究区概况

研究区位于重庆市北碚区歇马镇（—１—２１０６°１８′２．４６″０６°２５′０．５″Ｅ，２９°４３′５０．５１″９°４８′

，该镇距重庆主城３属亚热带温暖湿５９．１２″Ｎ）０ｋｍ，润季风气候区，年平均气温１全年日照时效８．６℃，，无霜期３年降雨量１气１００６．２ｈ，５９ｄ１７３．６ｍｍ，　　

候温和，光雨热同季，热量丰富，雨量充沛。地貌为浅海拨高度１土壤以侏罗纪丘地貌类型，７５～１３１２ｍ，　

沙溪庙组母质发育的中性紫色水稻土和灰棕紫泥土为主。供试土壤的基本化学性质见表１。

碱解氮／

－１

（·ｋｍｇｇ）

扰动地表，造成了严重水土流失。等项目活动频繁，

而以往在重庆所作相关研究较少，由于不同地方土壤类型、气候条件等不同，因此其养分流失规律有所不同。可见，研究重庆地区人为扰动地表对土壤养分含量的影响，对该区开发建设活动中治理水土流失具有指导意义。

此外，许多研究表明：坡位对土壤养分的分布有不同的坡面位置其土壤的化学物理性质着重要影响，

变异明显，且不同坡位土壤养分分布的差异主要是由坡面土壤性质和坡面养分在降雨侵蚀过程中的再分

全氮／

－１

（·ｋｇ）ｇ

表１　供试土壤的基本化学性质

全磷／

－１

（·ｋｇ）ｇ

全钾／

－１

（·ｋｇ）ｇ

有机质／

－１

（·ｋｇ）ｇ

有效磷／

－１

（·ｋｍｇｇ）

速效钾／

－１

（·ｋｍｇｇ）

Ｈｐ

０．９１±０．０６　０．３５±０．２０９．０８±１．１７５．０５±１．０３１．６１±１．１７１．３４±１．０６２４．１２±１．１５２６±０．１６　１　１　９　２　１　７．

１．２　小区设置

为了研究人为扰动地表及坡位对土壤养分的影响，本试验共设置了两个处理，每个处理设两次重复，小区随机排列。径流小区设计为长方形，规格为１ｍ×２０ｍ。为了防止各小区间发生土壤颗粒和养分的

交换，小区之间用水泥墙体的田埂隔开，田埂宽１５墙体埋设在地下３高出地面２ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ。在径流小区与径流池相连一端，沿小区宽度方向挖一个集流槽，在集流槽中间位置设“型径流入水口。每一个Ｖ”

小区编号

１２３４

土壤类型

紫色土紫色土紫色土紫色土

小区处理方式扰动地表保持自然坡面扰动地表保持自然坡面

小区的径流入水口高度保持一致。各小区基本情况见表２。根据试验需要，对径流小区的空间位置进行划分：上坡位置距离坡顶５ｍ；中坡位置距离坡顶１０下坡位置距离坡顶１ｍ；５ｍ。４个小区样地作处理

其土壤条件、土壤养分情况基本一致。试验开始前，

前，人为扰动１，人工翻松表土约３３号小区表土：０并拔去荒草植被，表面耙平。２，ｃｍ，４号对照小区不作松土及拔草处理，保持自然坡面，其上长有杂草，覆盖度约为６０％。

坡度１５°１５°１５°１５°

坡向

阳坡阳坡阳坡阳坡

植被覆盖度／％

０

５５０６０

表２　径流小区基本情况

（小区规格／ｍ×ｍ）

１×２０　

１×２０　１×２０　１×２０　

１．３　样品采集与分析方法

试验于２经过１个雨季后，０１２年４月开始进行，于２采样时先将每个小区０１２年１０月中旬开始采样，土壤表面杂草小心铲除，露出土壤，采集表层土（０—，分别在每个小区的上坡、中坡、下坡位置选取３０ｃｍ）

混合均匀后用四分法分取１ｋ三个点采集混合土样，ｇ左右组成１个土壤样品，测定土壤养分，每个坡位重复测定３次，取其平均值。野外采集的土壤样品，在硬纸板上摊开成均匀的薄层，并将土壤掰成直径１ｃｍ左右的小土块，放在通风的室内风干后，去掉植物残

第２期扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析　　　　　　贺小容等：

１９

体及其他杂物，按分析要求研磨成不同粒度，装磨口玻璃瓶备用。

土壤养分主要测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和有效钾含量７个指标。具体分有机质采用重铬酸钾容量法；全氮采用半析方法是：

全磷采用氢氧化钠熔融—钼锑钪比微量开氏蒸馏法；

色法；全钾采用火焰分光光度计法；碱解氮采用碱解扩散法；有效磷采用碳酸氢钠浸提—钼锑钪比色法；速效钾采用火焰分光光度计法。采用Ｅｘｃｅｌ２００７及　ＳＰＳＳ１８．０分析软件进行数据的处理和统计对比　

分析。

坡面小区土壤有机质含量是下坡最高，上坡次之，中坡最低，且下坡和上坡有机质含量差异达极显著水／，平，相差０．比上坡高７％。土壤全氮含量是９２ｇｋｇ衡量土壤氮素供应状况的重要指标，主要决定于有机

１５］

。分析可知，土质的积累和分解作用的相对强度［

即上坡和壤全氮含量的变化规律与土壤有机质一致，下坡人为扰动小区土壤养分含量均低于同一坡位自然坡面，且差异均达到极显著水平，中坡人为扰动土比自然坡面高壤全氮含量极显著高于自然坡面，

对于不同坡位，人为扰动小区土壤全氮含量从４４％；

上坡到下坡逐渐增加，而自然坡面小区土壤全氮含量是下坡＞上坡＞中坡。据相关分析，土壤全氮含量与有机质含量呈极显著的正相关关系（ａ＝０．０１，Ｒ＝

２　结果与分析

＊＊

）。从土壤碱解氮看，上坡、中坡和下坡三种２．１　人为扰动地表及不同坡位土壤有机质及氮素含量０．８０２

土壤有机质是土壤最重要的组成成分，也是决定坡位人为扰动小区土壤碱解氮含量均低于相应坡位１４］

。由表３可土壤性质和土壤生产力的最重要因素［

自然坡面小区，且在上坡和下坡时含量差异达到极显著水平，分别比自然坡面低３７％和１５％。对于不同坡位，土壤碱解氮含量变化规律与土壤全氮及有机质一致，即人为扰动小区土壤碱解氮含量是下坡最高，中坡次之，上坡最低，且不同坡位间碱解氮含量差异达到极显著水平；自然坡面小区土壤碱解氮含量高低且不同坡位间碱解氮含量依次为下坡＞上坡＞中坡，

其中中坡与下坡相差２差异达到极显著水平，９．５６／，比下坡低３土壤氮素ｍｋ０％。从以上分析可知，ｇｇ

和有机质都有向下坡汇集的趋势，且由于人为扰动地表，改变了原状土壤的理化性质，使得其土壤氮素与有机质含量变化规律与自然坡面有所不同。

－１

（·ｋ有机质／ｇｇ）

－１

（·ｋ碱解氮／ｍｇｇ）

知，上坡和下坡扰动地表小区土壤有机质含量均低于同一坡位自然坡面，且在上坡时含量差异达到极显著／，水平，相差２．比自然坡面低２中坡人为７９ｇｋ１％；ｇ

相差扰动土壤有机质含量极显著高于自然坡面小区，／，比自然坡面高７％。综合３种坡位分析，０．８６ｇｋｇ

人为扰动小区土壤有机质含量低于自然坡面小区。这是由于人为扰动清除了地表覆盖物，形成的裸露疏松地表加剧了土壤侵蚀。对于不同坡位，人为扰动小／区土壤养分含量高低依次为下坡（１４．２１ｇｋ＞中ｇ）

／）／），坡（且不同坡位间１３．４５ｇｋ１０．５８ｇｋ＞上坡（ｇｇ土壤有机质含量差异达到了显著或极显著水平；自然

坡位上坡上坡中坡中坡下坡下坡

小区编号

１２１２１２

小区处理方式扰动地表保持自然坡面扰动地表保持自然坡面扰动地表保持自然坡面

表３　扰动地表及不同坡位土壤有机质、氮素含量及方差分析

－１

（·ｋ全氮／ｇｇ）

０．６０±０．０３ｄＤ　０．７９±０．０３ｃＣ　０．８９±０．０３ｂｃＢＣ　０．６２±０．０４ｄＤ　０．９７±０．０８ｂＢ　１．１８±０．０９ａＡ　

１０．５８±０．２７ｅＥ　１３．３７±０．１２ｃＣＤ　１３．４５±０．１２ｂｃＢＣ　１２．５９±０．７４ｄＤ　１４．２１±０．１５ａＡＢ　１４．２９±０．１０ａＡ　

５２．９２±３．９２ｄＤ８３．７５±２．０１ｂＢ６６．３５±２．１１ｃＣ６９．１５±２．８２ｃＣ８３．９２±４．４３ｂＢ９８．７１±０．６５ａＡ

，不同小写字母表示差异达显著水平（。注：每列不同大写字母表示差异达极显著水平（Ｐ＜０．０１，ＬＳＤ）Ｐ＜０．０５，ＬＳＤ）

２．２　人为扰动地表及不同坡位土壤磷素含量特征

土壤磷素是植物必需的大量营养元素，但与其它大量元素相比，土壤磷的含量相对较低。由图１可上坡和下坡人为扰动土壤全磷含量均低于相应坡知，

位自然坡面，且差异均达极显著水平，在下坡位时差／，相差０．比自然坡面低１中坡人异最大，０６ｇｋ７％；ｇ

为扰动土壤全磷含量极显著高于自然坡面，但差异比／。因此，下坡位小，仅相差０．从整个小区来０３ｇｋｇ说，人为扰动小区的土壤全磷含量低于自然坡面小区。从不同坡位看，人为扰动小区土壤全磷含量是中

／，／，坡最高，为０．下坡次之，为０．上坡３３ｇｋ３０ｇｋｇｇ／，为０．且不同坡位间土壤全磷含量差异最低，２６ｇｋｇ达到极显著水平；对于自然坡面小区，其土壤全磷含量且中坡和下坡含量差高低依次为下坡＞中坡＞上坡，

／，异达到极显著水平，相差０比下坡低１上．０６ｇｋ７％，ｇ／。仅相差０坡和中坡全磷含量差异不显著，．０１ｇｋｇ

由图２可知，同一坡位时，人为扰动小区土壤有效磷含量均极显著地低于同一坡位自然坡面小区，且在上坡和下坡时差异都较大，下坡位时差异最大，相／，差１比自然坡面低４上坡位相差４．０９ｍｋ７％，ｇｇ

２０

１卷　　　　　　　　　　　　　　　　　水土保持研究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第２

／，比自然坡面低５１１．０１ｍｋ５％。自然坡面小区的ｇｇ

土壤有效磷含量极显著高于人为扰动小区，这与自然坡面植被的阻挡作用而减少有效磷流失有关。另外，可能是杂草根系在生命活动中呼吸产生的ＣＯ２使土加快缓效磷的活化，也在一定程度上增加了壤酸化，

人为扰动小区土壤有效磷有效磷含量。不同坡位时，

／，／，且不同坡位间土壤全钾含量１３．４９ｇｋ１１．９５ｇｋｇｇ

差异达到极显著水平，可见土壤全钾有向下坡汇集的趋势；对于自然坡面小区，土壤全钾含量是下坡略高，上坡次之，中坡最低，但是不同坡位间土壤全钾含量中坡和下坡全钾含量仅相差０．差异均不显著，４４／，只比下坡低２％，这可能是由于杂草植被对全ｋｇｇ

含量变化规律与土壤全磷一致，即中坡位土壤有效磷含量最高，下坡次之，上坡最低，且上坡和下坡含量差异达到极显著水平，相差７．０９ｍｇ／ｋｇ，比下坡低４５％，

但中坡和下坡有效磷含量差异不显著，仅相差１．７１ｍｇ／ｋｇ；对于自然坡面小区，其土壤有效磷含量高低依次为下坡＞中坡＞上坡，分别为３０．０１ｍｇ／ｋｇ，２１．１４ｍｇ／ｋｇ和１９．８４ｍｇ／ｋｇ

，且中坡与下坡有效磷含量差异达到极显著水平，比下坡低３０％，但上坡和中坡之间差异不显著。

图１　不同处理及坡位土壤全磷含量

注：柱状图上不同大写字母表示差异达极显著水平（Ｐ＜０．０１，ＬＳＤ），不同小写字母表示差异达显著水平（Ｐ＜０．０５，ＬＳＤ）

，下同。图２　不同处理及坡位土壤有效磷含量

２．３　人为扰动地表及不同坡位土壤钾素含量特征

从图３可以看出，同一坡位时，人为扰动小区土壤全钾含量均极显著地低于同一坡位自然坡面小区，且在上坡时差异最大，相差７．１１ｇ／ｋｇ，比自然坡面低３７％。这可能是由于全钾的移动主要是依靠泥沙带动，而人为扰动小区由于松土除草，形成裸露疏松地表，

疏松表土在没有植被阻挡条件下，其泥沙流失量显著增加，因此随之流失的全钾也显著增加，使得自然坡面小区的全钾含量极显著高于人为扰动小区。从不同坡位看，人为扰动地表小区土壤全钾含量高低依次为下坡＞中坡＞上坡，含量依次为１５．８１ｇ／ｋｇ

，钾的流失有很好的控制作用，阻挡了土壤大颗粒流失，而全钾在土壤不同颗粒中分配较为平均，侵蚀作用只能将较细颗粒侵蚀走，

对全钾含量影响不明显。图３　不同处理及坡位土壤全钾含量

由图４可知，同一坡位时，土壤速效钾含量变化规律与土壤全钾一致，即人为扰动小区土壤速效钾含量均极显著地低于同一坡位自然坡面小区，且在上坡和下坡时差异都较大，上坡时差异最大，相差３８．２２

ｍｇ／ｋｇ，比自然坡面低３４％，下坡位相差３４．１２ｍｇ／ｇ

，比自然坡面低２４％。从不同坡位看，人为扰动小区土壤速效钾含量变化规律与土壤全钾一致，即土壤速效钾含量是下坡最高，为１０６．７７ｍｇ／ｋｇ，中坡次之，为９０．２３ｍｇ／ｋｇ，上坡最低，为７５．８３ｍｇ／ｋｇ，且不同坡位间土壤速效钾含量差异达到极显著水平；对于自然坡面，其土壤速效钾含量变化规律也与土壤全钾一致，即速效钾含量高低依次为下坡＞上坡＞中坡，但不同坡位间土壤速效钾含量差异达到极显著水平，其中上坡和下坡速效钾含量相差２６．８４ｍｇ／ｋｇ，比下坡低１９％。可见土壤速效钾含量变化规律与土壤全

钾基本一致，只是略有不同。

图４　不同处理及坡位土壤速效钾含量

　结论与讨论

人为扰动地表，清除地表覆盖物，造成土地疏松

ｋ３第２期扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析　　　　　　贺小容等：

２１

裸露，降低了土壤保持养分的能力。另外，坡位也是影响土壤养分含量的重要因素。本文通过径流小区试验，探讨了人为扰动地表后不同坡位的土壤养分含量特征。研究结果表明，同一坡位时，上坡和下坡人为扰动小区土壤养分含量均低于同一坡位自然坡面小区；

中坡，除土壤全氮、有机质及全磷含量是人为扰动小区略高于自然坡面小区外，其他养分指标含量也是自然坡面小区高于人为扰动小区。全氮、有机质及全磷含量变化规律与其他土壤养分指标不一致的原因可能与其流失方式有关。全氮、

有机质及全磷的移动主要依靠泥沙中最易流失的黏粒带动［

１５］

。扰动地表小区无植被拦挡作用，使得土壤全氮、有机质及全磷流失加剧，

但是中坡位置由于有来自上坡径流泥沙的养分补给，因此其养分含量变化不大；自然坡面小区，由于植被的拦挡作用，中坡位置来自上坡的养分补给比扰动地表小区少，因此使得中坡位置扰动地表小区土壤全氮、有机质及全磷含量比自然坡面小区高。而上坡位置，扰动地表小区由于既无植被拦挡作用，又无养分补给，因此其养分含量明显低于自然坡面小区。下坡位置，

虽然两种处理都要来自坡上的养分补给，但是由于扰动地表小区地表疏松裸露，径流冲刷严重，

使得随径流泥沙流失的养分增多，因此其养分含量也低于自然坡面小区。但是综合三种坡位，从整个径流小区来看，人为扰动小区土壤养分含量明显低于自然坡面小区。可见农业开发、开荒等人为活动扰动地表，破坏植被，加剧了土壤养分的流失。张

茨林等［１６］

的研究也表明人为扰动地表后会造成严重

的水土流失。地表覆盖物可以显著地减少侵蚀，保护土壤免受雨滴的直接冲击；

同时覆盖还会减缓径流速度，

减少沟间侵蚀。由于人为扰动清除了地表覆盖物，造成地表疏松裸露，为水土流失创造了条件。土壤失去植被保护，将直接遭受雨水的击溅、剥蚀、冲

刷，

极易产生水力侵蚀［１７］

。另一方面，人为扰动还破坏了地表土壤结构，改变了原状土壤的理化性质，影响土壤的透水性、抗蚀性等，使土壤的入渗、拦截、蓄水能力下降，从而加剧土壤养分随径流泥沙的流失。因此，在进行开荒、农业开发等人为活动时，除了要尽量降低对地面的扰动程度外，

还要加强对裸露疏松地表的治理防护，比如可以用防雨布遮盖，使其免受雨水冲刷，控制水土流失，维护土壤肥力。

不同坡位时，对于人为扰动小区，土壤全氮、有机质、碱解氮、全钾及速效钾含量是下坡＞中坡＞上坡；土壤全磷和有效磷是中坡＞下坡＞上坡。对于自然坡面小区，土壤全氮、有机质、碱解氮、全钾及速效钾含量是下坡＞上坡＞中坡；土壤全磷和有效磷是下坡

＞中坡＞上坡。可见人为扰动小区土壤养分含量规

律与自然坡面小区有所不同，这可能是由于人为扰动地面后形成的裸露疏松地表，改变了土壤养分流失规律。但是人为扰动小区和自然坡面小区土壤养分都有向下坡汇集的趋势，

其土壤养分含量高于中坡和上坡，

且不同坡位间部分养分指标含量差异达到极显著或显著水平。这可能是由于径流向下坡的冲刷作用，使得养分向下坡富集，加之径流泥沙携带的养分在下坡的沉积作用，

使得下坡的养分含量明显高于中、上坡，可见下坡是养分的汇集处。这与以往的研究结论

略有不同。陈晓燕［１８］的研究表明，土壤养分含量在不

同坡位上的变化没有呈现出明显规律。这可能是由于其设置的坡长较短（５ｍ）

，且采用的人工降雨，使得土壤含量变化无明显规律。高雪松等［

９］

的研究表明，下坡位是坡面养分的汇集处，其土壤养分含量高于中坡位和上坡位，但坡位间的养分含量差异不显著。这可能是由于该研究区域的下垫面不同，

植被覆盖度较大，减缓了径流速度，降低了径流冲刷对土壤养分沿

坡面再分配的作用。陈世品等［１９］

的研究结果表明，不

同土层的土壤养分含量均为下坡＞中坡＞上坡，坡位效应明显。这可能是此研究的坡长较长，且坡度较大，加之清除了林下植被使径流向坡下冲刷作用增强，所以使养分随径流泥沙向下坡富集，养分含量明显高于中、上坡。可见，人为扰动地表，清除植被后，加强了径流沿坡面冲刷作用，尤其造成上坡土壤养分流失严重。今后在进行农林开发、开荒等人为活动时，特别要加强对上坡的治理防护，降低侵蚀作用，防止土壤退化。

本文研究了人为扰动地表后不同坡位的土壤养分含量特征，

今后可进一步研究不同扰动方式对土壤养分含量的影响。另外，可增加在不同坡度、不同降雨强度条件下，人为扰动对土壤养分含量影响的研究，进一步揭示人为扰动地面后土壤养分沿坡面流失规律及其影响因素，为今后的农业开发、开荒等人为活动防治水土流失提供一定的科学依据。

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