滇中高原降雨對(duì)不同地類土壤磷素、有機(jī)質(zhì)和pH變化的影響

脫云飛，沈方圓，楊翠萍，馬繼敏，郭鎖娜，張島，吳耀中

1. 西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650224；2. 云南省昆明市晉寧區(qū)水務(wù)局，云南 昆明 650607

農(nóng)田土壤水肥流失易造成土壤裸露、板結(jié)、地表徑流、土壤養(yǎng)分淋失，嚴(yán)重威脅農(nóng)田生態(tài)環(huán)境安全。近年來，國內(nèi)學(xué)者常青等（2019）通過盆栽試驗(yàn)研究了灌施不同稀釋倍數(shù)的木醋液對(duì)土壤pH的影響，結(jié)果表明與灌施清水相比，土壤pH值隨木醋液稀釋倍數(shù)增大而增大，當(dāng)稀釋倍數(shù)增大到1：300時(shí) pH值與灌施清水處理無明顯差異。Gu et al.（2018）通過研究土壤pH值對(duì)無機(jī)氮含量動(dòng)態(tài)變化和硝化強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明隨土壤pH值升高，銨態(tài)氮含量降低，硝態(tài)氮含量和表觀硝化率呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。徐文義等（2019）研究了不同pH和P的交互作用對(duì) As釋放量的影響及其作用機(jī)理，結(jié)果表明 pH=3條件下隨時(shí)間延長能促進(jìn)釋放的 As重新趨于穩(wěn)定化，而pH=11時(shí)3種含F(xiàn)e材料穩(wěn)定化土壤中As的釋放量顯著增加。劉吉平等（2017）研究了三江平原非生長季農(nóng)田中孤立濕地不同植被帶土壤有機(jī)質(zhì)空間分布規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在土壤垂直方向0—60.00 cm土壤有機(jī)質(zhì)隨土壤深度增加而逐漸減少，平均含量在0.26%—11.06%之間，由濕地中心向邊緣方向土壤有機(jī)質(zhì)平均含量及呈先增后減的倒“V”字型規(guī)律。朱倩等（2008）以貴州省喀斯特山地石灰土為研究對(duì)象，研究施用生物炭、豬糞堆肥和NPK肥3種肥料制成的生物炭基肥，測(cè)定土壤中不同形態(tài)磷含量。研究發(fā)現(xiàn)施用生物炭基肥可顯著提高喀斯特石灰土中總磷、有效磷、有機(jī)磷及刺槐幼苗生物量，且4種不同形態(tài)的磷含量相互之間呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），施用生物炭基肥可以顯著改善喀斯特石灰土中磷素含量，可改善石灰土中磷素含量較低狀況。焦平金等（2009）利用淮北汛期次暴雨徑流水文資料，研究了淮北地區(qū)不同作物種植類型下農(nóng)田地表土壤氮磷徑流流失特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同作物種植類型對(duì)地表徑流量、土壤侵蝕量、氮磷流失量有影響，其強(qiáng)弱順序?yàn)槁愕?玉米地>棉花地>黃豆地，影響不同作物種植類型下地表徑流量和土壤侵蝕量差異的主要因素為作物葉面積指數(shù)。馬關(guān)潤等（2009）研究了云南主要咖啡產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分狀況及其對(duì)咖啡生豆品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)咖啡生豆品質(zhì)與土壤養(yǎng)分指標(biāo)有著顯著的典型相關(guān)關(guān)系（P<0.05），其影響咖啡風(fēng)味的咖啡因和總糖含量隨著土壤速效鉀的升高，呈降低趨勢(shì)；而影響咖啡醇厚度的脂肪含量則隨著土壤pH值和堿解氮的升高而降低。Parvin et al.（2019）在孟加拉國采用灌溉措施對(duì)水稻生產(chǎn)受到土壤鹽堿度高和重金屬污染影響試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)土壤鹽分和砷濃度高與水稻根系叢枝菌根真菌多樣性相關(guān)性低，土壤鹽度和砷濃度也是叢枝菌根真菌群落組成變化的主要原因，而土壤 pH、水分、有機(jī)質(zhì)含量和植物速效土壤磷含量也起著重要作用。Rafique et al.（2019）研究了生物炭與土壤微生物在不同質(zhì)地和磷限制土壤中對(duì)磷有效性、根系定植和養(yǎng)分吸收的相互作用。結(jié)果表明在磷和微生物接種的情況下，添加生物炭可以提高養(yǎng)分吸收和植物生物量。生炭+菌根接種后根定植明顯增加。生物炭和土壤類型之間的相互作用促進(jìn)養(yǎng)分吸收、根系定植、植物生長和根系發(fā)育。生物炭與微生物接種劑的結(jié)合是一種潛在的可再生磷肥來源。Joanna et al.（2018）研究了土壤磷含量和磷酸酶活性的變化特征，結(jié)果表明土壤總磷、有效磷、堿性磷酸酶和酸性磷酸酶對(duì)土壤的粘性、pH、總有機(jī)碳、總氮均有不同程度的影響，有效磷與土壤總有機(jī)碳、總氮、粘性均呈顯著正相關(guān)，但與磷酸酶活性無相關(guān)性。

目前，雖然國內(nèi)外對(duì)不同地類地類土壤磷素、有機(jī)質(zhì)和pH變化特征已做了大量研究，研究主要集中在土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和pH之間的相互作用，養(yǎng)分吸收利用和植物生長發(fā)育等方面的機(jī)理研究，而對(duì)滇中高原降雨條件下不同地類對(duì)土壤磷素、有機(jī)質(zhì)和pH隨土壤深度和時(shí)間的影響研究尚少，本文以云南省晉寧區(qū)大春河小流域降雨條件下林地、園地、荒草地、坡耕地和裸地的標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)為研究對(duì)象，研究了滇中高原降雨條件下不同土地類型土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和pH隨土壤深度和時(shí)間變化特征，為進(jìn)一步研究降雨侵蝕條件下土壤養(yǎng)分流失控制、提高土壤肥力提供理論技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在昆明市晉寧區(qū)大春河小流域水土保持生態(tài)科技示范園生態(tài)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行。大春河小流域位于昆明市晉寧區(qū)西南寶峰鎮(zhèn)境內(nèi)，地理坐標(biāo)102°33′—102°38′E，24°33′—24°37′N，流域總面積31.39 km2，水土流失面積占流域面積的 72.54%。屬于低緯度高原亞熱帶氣候，年均氣溫 14.9 ℃，年均降水量950 mm，干濕季分明（楊民英等，2016），雨季為5月下旬至10月下旬，暴雨出現(xiàn)在雨季，年平均徑流深30 mm，年均蒸發(fā)量900 mm，土壤類型為紅壤、紫色土、沖積土、巖土和水稻土五大類。大春河流域是長江中上游水土流失嚴(yán)重區(qū)域，是云南高原紅土區(qū)水土流失典型代表類型，為云南省水土流失治理重點(diǎn)示范區(qū)。本文選取林地、園地、荒草地、坡耕地和裸地標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)為研究對(duì)象進(jìn)行研究。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共選取了 10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)，每個(gè)徑流小區(qū)長20 m，寬5 m，面積為100 m2，其中每2個(gè)徑流小區(qū)為1個(gè)重復(fù)，徑流小區(qū)地類分別為林地、園地、坡耕地、荒草地和裸地5種，其中裸地為對(duì)照，地類均處于自然條件下，無人為干擾，林地和坡耕地不做灌溉施肥管理，徑流小區(qū)旁邊設(shè)自動(dòng)氣象站1座，用于觀測(cè)降雨、蒸發(fā)、風(fēng)速、日照、溫度和濕度等氣象資料。分別在徑流小區(qū)上部、中部和下部采集土樣，每個(gè)部位采樣土壤深度為 100 cm，沿土壤深度方向每隔10 cm采1次土樣，將每個(gè)部位同一深度的土樣均勻混合，采樣時(shí)間為2018年6月1日、6月15日、7月3日、7月16日、8月2日、8月14日、9月1日、9月15日、10月1日和10月17日，每個(gè)月采2次土樣，降雨后加測(cè)。采集土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后一部分用烘干法測(cè)定土壤含水率，另一部分立即將鮮土樣在室內(nèi)鋪在牛皮紙上，自然風(fēng)干后去除石塊、根莖及各種新生體和侵入體，研磨，過0.25 mm和1.00 mm篩后測(cè)定土壤全磷、土壤有效磷、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤pH。

1.3 樣品分析方法及數(shù)據(jù)分析

土壤全磷用硫酸-高氯酸法測(cè)定，顯色樣品溶液采用紫外可見分光光度計(jì)（T6新世紀(jì)）測(cè)定；土壤速效磷采用ICP-OES（AVIO 500）測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定。土壤 pH采用 pH酸度計(jì)（梅特勒托利多pH/Ion S220），測(cè)定不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和pH在深度和時(shí)間上的含量，并求其平均值。采用Excel 2016、SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用Pearson相關(guān)性分析進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨變化特征

圖1為2018年6—10月降雨過程線，表示降雨量隨降雨時(shí)間的分布特征，由圖1可知2018年6—10月降雨量變化較大，隨機(jī)性強(qiáng)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析降雨均值、變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)分別為 6.66、1.36、2.63。降雨最大值出現(xiàn)在7月25日，為39.50 mm，降雨最小值出現(xiàn)在7月20日、8月18日、8月23日、9月16日、10月14日和10月15日，均為0.10 mm，6—10月累積降雨量為678.90 mm，6—10月累積降雨量分別為201.80、91.20、238.00、102.30、45.60 mm，降雨主要集中在6月和8月。6—10月的月平均降雨量分別為6.73、3.04、7.93、3.41、1.52 mm。6—10月降雨天數(shù)分別為 20、17、25、23、15 d，6—10月的月平均降雨強(qiáng)度分別為0.42、0.22、0.40、0.19、0.13 mm·h?1。

2.2 不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和pH隨土壤深度變化

由圖2可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷隨土壤深度增大先增大后減小，土壤深度10 cm處土壤全磷最大，分別為599.89、581.24、560.37、538.64、520.01 mg·kg?1，土壤全磷最低處為土壤深度100 cm處。不同地類土壤全磷平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，土壤深度100 cm內(nèi)園地比林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷平均含量分別增大了4.06%、8.89%、14.75%、17.69%。主要原因?yàn)?—10月為研究區(qū)雨季，降雨集中，雨量大，降雨累積入滲量大，土壤全磷主要聚集土壤深度0—20 cm，受到降雨產(chǎn)生徑流侵蝕，0—10 cm土壤水土流失嚴(yán)重，地表土壤養(yǎng)分也隨之流失，而10—20 cm土壤水土流失量少，土壤全磷含量在土壤深度 10—20 cm增加。土壤全磷與磷素輸入和輸出有關(guān)，植物枯枝落葉歸還和降雨入滲是磷素的主要來源。園地和林地土壤疏松，降雨入滲量大，保水保肥能力強(qiáng)。園地種植梨樹為經(jīng)果林，水肥管理水平高，葉面積指數(shù)大，枯枝落葉層厚，養(yǎng)分輸入多；林地次之，荒草地植被稀疏，覆蓋度低，無擾動(dòng)，土壤密實(shí)，而坡耕地受耕作影響，土壤疏松，覆蓋度低，保水能力差；裸地?zé)o覆蓋，無保水保肥能力，水土流失嚴(yán)重，使土壤全磷含量最低。

圖1 降雨過程線Fig. 1 Rainfall process line

圖2 不同地類土壤全磷隨土壤深度的變化Fig. 2 Changes of total phosphorus with soil depth in different land use types

圖3 不同地類土壤有效磷隨土壤深度的變化Fig. 3 Variation of available phosphorus with soil depth in different land use types

圖4 不同地類土壤有機(jī)質(zhì)隨土壤深度的變化Fig. 4 Variation of organic matter with soil depth in different land use types

由圖3可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有效磷隨土壤深度增大先增大后減小，在土壤深度為10 cm土壤有效磷最大，分別為4.82、4.29、3.46、3.18、2.96 g·kg?1，土壤深度 100 cm 處土壤有效磷最低。不同地類土壤有效磷平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，土壤深度100 cm內(nèi)園地比林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有效磷平均含量分別增加了 8.80%、19.73%、26.75%、33.41%。主要原因?yàn)橥寥烙行Я着c氮素輸入和輸出有關(guān)，植物枯枝落葉歸還和降雨入滲是磷素的主要來源。土壤有效磷主要聚集土壤深度0—20 cm，降雨后土壤含水率增大，土壤有效磷隨土壤水分向土壤深層運(yùn)移，運(yùn)移至土壤深度10 cm受到植物主根系吸附使土壤有效磷含量增加。園地和林地的枯枝落葉多、降雨入滲量大使土壤有效磷含量高；而荒草地和坡耕地枯枝落葉和降雨入滲量小，受水土流失和土壤侵蝕的影響保水保肥能力低使土壤有效磷低，裸地沒有任何水保措施，水土流失嚴(yán)重，水肥流失嚴(yán)重，土壤有效磷最低。

由圖4可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有機(jī)質(zhì)隨土壤深度增大先增大后減小，土壤深度30 cm土壤有機(jī)質(zhì)最大，分別為27.96、25.04、22.97、21.04、18.87 g·kg?1，土壤深度 100 cm 土壤有機(jī)質(zhì)最小。不同地類土壤有機(jī)質(zhì)平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，土壤深度100 cm內(nèi)園地比林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量分別增加了 13.86%、16.09%、18.71%、21.75%。主要原因?yàn)榈乇矸纸鈿w還的枯枝落葉輸入土壤有機(jī)質(zhì)，地表枯枝落葉多，輸入有機(jī)質(zhì)大，土壤有機(jī)質(zhì)受降雨淋洗向土壤深層運(yùn)移，致使土壤有機(jī)質(zhì)隨土壤深度增大而減小。園地和林地地表枯枝落葉分解輸入的有機(jī)質(zhì)大，降雨入滲量大，土壤補(bǔ)給養(yǎng)分量大，土壤有機(jī)質(zhì)大，并園地水肥管理水平高，使土壤有機(jī)質(zhì)最大，而荒草地、坡耕地枯枝落葉少，土壤侵蝕量大，水肥流失量大，土壤有機(jī)質(zhì)小，裸地?zé)o水保措施，水土流失嚴(yán)重，降雨入滲量低，致使土壤有機(jī)質(zhì)最小。

由圖5可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤pH值隨土壤深度增大而增大，土壤深度100 cm處土壤pH值最大，分別為6.78、6.85、6.91、6.93、6.96，地表處土壤 pH最小。不同地類土壤pH值由大到小依次為裸地、坡耕地、荒草地、林地和園地，土壤深度100 cm內(nèi)裸地比坡耕地、荒草地、林地和園地土壤 pH平均值分別增加了0.57%、1.16%、1.82%、2.52%。主要原因?yàn)?—10月為研究區(qū)雨季，降雨集中，雨量大，降雨累積入滲量大，土壤水土流失嚴(yán)重，土壤中的鹽分離子隨降雨徑流流失，同時(shí)土壤中的鹽分離子受降雨淋洗向土壤深層運(yùn)移，致使土壤pH值隨土壤深度增大而增大。園地和林地土質(zhì)疏松，保水保肥功能強(qiáng)，降雨入滲量大，水土流失量小，土壤中的鹽分離子流失少而向土壤深層運(yùn)移多，致使土壤pH值隨土壤深度增大而增大，并園地水肥管理水平高，水土保持措施完善，致使園地土壤pH值最小，林地次之，荒草地、坡耕地土壤侵蝕量大，水鹽流失大，土壤pH值大，裸地?zé)o水保措施，水土流失嚴(yán)重，降雨入滲量低，致使pH值最大。

圖5 不同地類土壤pH隨土壤深度的變化Fig. 5 Variation of soil pH with soil depth in different land use types

2.3 不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和pH隨時(shí)間的變化

由圖6可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷隨時(shí)間增大先減小后增大又減小，呈正余弦變化趨勢(shì)，6月土壤全磷最大，分別為579.31、560.12、538.94、509.36、489.81 mg·kg?1，10月土壤全磷最低。不同地類的土壤全磷平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，6—10月園地比林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷平均含量分別增加了 3.56%、7.66%、12.98%、15.81%。主要原因?yàn)?—10月累積降雨量為 678.90 mm，每月累積降雨量分別為 201.80、91.20、238.00、102.30、45.60 mm，6月和8月降雨量大，降雨入滲量大，降雨補(bǔ)給土壤養(yǎng)分增加，6月和8月土壤全磷含量增加，而7、9、10月土壤全磷含量減少。6—10月為研究區(qū)雨季，園地和林地降雨入滲量大，具有涵養(yǎng)水源和保水保肥能力，并且園地水肥管理水平高，園地土壤全磷含量高，林地次之?；牟莸睾推赂亟涤耆霛B量低，水土流失量大，而裸地土壤入滲量最低，保水保肥能力差，土壤全磷含量最低。

圖6 不同地類全磷隨時(shí)間的變化Fig. 6 Change of total phosphorus with time in different land use types

由圖7可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有效磷隨時(shí)間增大先減小后增大又減小，呈正余弦變化趨勢(shì)，6月土壤有效磷最大，分別為4.44、3.96、3.31、2.97、2.82 g·kg?1，10 月土壤有效磷最低。不同地類土壤有效磷平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，6—10月園地比林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有效磷平均含量分別增加了10.17%、26.82%、33.21%、38.05%。主要原因?yàn)?月和8月降雨量最大，降雨分解枯枝落葉速度加快，土壤輸入磷素增大，土壤有效磷增大，而 7、9、10月降雨量小，降雨分解枯枝落葉速度減小，土壤輸入磷素減小，土壤有效磷減小，致使6—10月土壤有效磷隨時(shí)間增大先減小后增大又減小。園地和林地枯枝落葉層厚，腐殖質(zhì)含量多，降雨使其土壤有效磷輸入多，土壤有效磷含量增大，園地枯枝落葉極易分解，土壤有效磷最大，林地次之；而荒草地和坡耕地枯枝落葉層薄，土壤水分少，分解速度慢，裸地?zé)o地枯枝落葉，土壤有效磷最少。

圖7 不同地類有效磷隨時(shí)間的變化Fig. 7 Change of available phosphorus with time in different land use types

由圖8可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間增大而逐漸減小，6月和 7月土壤有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間增大而減小的頻率大，而 8—10月土壤有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間增大而減小的頻率小，6月土壤有機(jī)質(zhì)最大，分別為 13.98、12.51、11.47、10.63、9.47 g·kg?1，10月土壤有機(jī)質(zhì)最低。不同地類土壤有機(jī)質(zhì)平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，6—10月園地比林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量分別增加了7.53%、12.91%、18.33%、26.07%。主要原因?yàn)?6—10月為研究區(qū)雨季，降雨量大，降雨集中，水土流失嚴(yán)重，土壤有機(jī)質(zhì)隨降雨徑流侵蝕流失，隨降雨時(shí)間的增加，土壤中有機(jī)質(zhì)逐漸流失而減小。園地和林地輸入有機(jī)質(zhì)大，覆蓋度高，具有保水保肥功能，土壤有機(jī)質(zhì)含量大，而裸地外源輸入土壤有機(jī)質(zhì)小，分解轉(zhuǎn)化小，土壤有機(jī)質(zhì)含量最小。

圖8 不同地類有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間的變化Fig. 8 Change of organic matter in different land use types over time

由圖 9可知，園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤pH隨時(shí)間增大先減小后增大又減少，呈正余弦變化趨勢(shì)，6月土壤pH最大，分別為6.39、6.43、6.47、6.51、6.53，10月土壤 pH 最低。不同地類土壤pH平均值由大到小依次為裸地、坡耕地、荒草地、林地和園地，6—10月裸地比坡耕地、荒草地、林地和園地土壤pH平均值分別增大了0.44%、1.03%、1.47%、1.86%。主要原因?yàn)?月和8月降雨量大，土壤侵蝕水土流失嚴(yán)重，土壤中的酸性離子易于隨降雨侵蝕流失，致使6月和8月土壤pH大，而7、9、10月降雨量小，水土流失量小，土壤中酸性離子流失量小，土壤pH小。園地和林地儲(chǔ)存土壤養(yǎng)分功能強(qiáng)，園地水肥管理水平高，使其土壤pH最小，林地次之，而裸地水土流失和土壤侵蝕嚴(yán)重，酸性離子流失最大，使其土壤pH最大。

圖9 不同地類土壤pH隨時(shí)間的變化Fig. 9 Change of soil pH with time in different land use types

2.4 不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH的相關(guān)性分析

通過對(duì)降雨條件下園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、土壤有效磷、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤pH隨土壤深度和時(shí)間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得不同地類土壤全磷、土壤有效磷、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤pH與降雨量、土壤深度和時(shí)間的相關(guān)性，具體見表1。

結(jié)果表明：不同地類土壤全磷、土壤有效磷、土壤有機(jī)質(zhì)和pH與土壤深度和時(shí)間呈顯著相關(guān)性（P<0.05），其中土壤全磷、有效磷和有機(jī)質(zhì)與土壤深度呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），相關(guān)系數(shù)分別為?0.785、?0.785、?0.864，說明土壤全磷、有效磷和有機(jī)質(zhì)向土壤深處遷移緩慢，大量有效磷存積于土壤表層。土壤全磷、土壤有效磷和土壤有機(jī)質(zhì)與時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)分別為?0.426、?0.494、?0.287，說明隨時(shí)間增大，土壤全磷、土壤有效磷和土壤有機(jī)質(zhì)易于淋失，不同地類對(duì)土壤全磷、土壤有效磷和土壤有機(jī)質(zhì)累積效率低。而土壤全磷、土壤有效磷、土壤有機(jī)質(zhì)和 pH與降雨量的相關(guān)系數(shù)分別為0.204、0.154、0.061、0.305，呈極顯著相關(guān)性，土壤全磷、土壤有效磷、土壤有機(jī)質(zhì)和pH與降雨呈顯著相關(guān)性（P<0.05）。

表1 不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH的相關(guān)性Table 1 Correlation between total phosphorus, available phosphorus, organic matter and soil pH in different land use types

3 討論

土壤是一種形態(tài)和演化過程十分復(fù)雜的自然綜合體，受母質(zhì)、地形、氣候、植被和微生物等成土因素及人為干擾活動(dòng)的影響，導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)具有復(fù)雜性和空間變異性。魏強(qiáng)等（2019）得出土壤有機(jī)質(zhì)、全磷和土壤pH隨土壤深度的增加而減小，有機(jī)質(zhì)與其余理化性質(zhì)具有顯著相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)在改善土壤理化性質(zhì)和促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)方面起著關(guān)鍵作用，該結(jié)果與本文的研究結(jié)論基本相似。植物根系分布與土壤深度密切相關(guān)，表層植物根系數(shù)量明顯高于底層，深層土壤有機(jī)質(zhì)主要來源為枯死的植物毛細(xì)根，受降雨淋洗表層土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、有效磷向土壤深層運(yùn)移。長期不施肥土壤磷素僅靠降雨和大氣沉降微量補(bǔ)充，磷素持續(xù)虧缺，全磷含量顯著降低，有效磷含量及磷素有效性均略微下降。外源磷投入是提升土壤全磷和有效磷的關(guān)鍵措施，但土壤磷庫變化因投入磷肥種類、施肥時(shí)間、施肥方式及施肥量的不同而存在差異。多數(shù)研究認(rèn)為長期連續(xù)不施磷肥會(huì)引起作物吸收帶走磷素，導(dǎo)致磷素虧缺進(jìn)而引起土壤全磷和有效磷含量下降（Takahashi et al.，2007；Hooda et al.，2001；Janzen et al.，1997），這與盧志紅等（2009）、周衛(wèi)軍等（2005）研究結(jié)果一致。王鶯等（2018）得出山核桃林閉合區(qū)內(nèi)徑流氮磷流失特征，自然降雨條件下徑流量和降雨量存在顯著正相關(guān)（P<0.05），徑流磷含量與土壤有效磷含量之間呈顯著相關(guān)（P<0.05），徑流中總氮和總磷年累積流失量分別為 11.00 kg·hm?2·a?1和 133.70 g·hm?2·a?1，泥沙中全氮和全磷年累積流失量分別為 11.49 g·hm?2·a?1和 1.12 g·hm?2·a?1，山核桃林氮磷流失嚴(yán)重，該結(jié)果與本文的研究結(jié)論基本相似。成玉婷等（2017）在黃土地區(qū)研究得到產(chǎn)流率與產(chǎn)沙率之間呈現(xiàn)正線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)方程斜率的絕對(duì)值可作為土壤可蝕性指標(biāo)。徑流中氮磷的流失主要受徑流率控制，受土壤可蝕性影響較?。≒>0.05）；而土壤可蝕性顯著影響泥沙中氮磷和總的氮磷流失（P<0.01）。土壤可蝕性對(duì)黃土坡面氮素流失的影響與凍融作用有關(guān)，而土壤可蝕性對(duì)坡面磷素流失的影響與凍融作用無關(guān)，磷素流失隨土壤可蝕性增加而增加。陸榮杰等（2019）得出毛竹林集約經(jīng)營增加氮磷流失，集約經(jīng)營和粗放經(jīng)營毛竹林總氮流失量分別為 45.26 kg·hm?2·a?1和 25.05 kg·hm?2·a?1，總磷流失量分別為0.31 kg·hm?2·a?1和 0.21 kg·hm?2·a?1，與粗放經(jīng)營相比，集約經(jīng)營氮磷流失分別增加了 80.68%和47.62%。毛竹林徑流水中總氮濃度與土壤堿解氮含量成極顯著負(fù)相關(guān)，徑流水中總磷濃度與土壤有效磷成極顯著正相關(guān)。郄瑞卿等（2005）對(duì)得出雨強(qiáng)對(duì)徑流養(yǎng)分濃度幾乎沒有影響，但徑流養(yǎng)分濃度隨耕層土壤氮素養(yǎng)分濃度變化一致。傅濤等（2002）得出雨強(qiáng)與徑流養(yǎng)分濃度無關(guān)，會(huì)影響其濃度峰值出現(xiàn)時(shí)間，對(duì)養(yǎng)分濃度變化過程有一定影響，并與養(yǎng)分流失量呈正相關(guān)。張麗萍等（2011）得出徑流中總磷、總氮流失量隨雨強(qiáng)的增加而增加的結(jié)論。郭新送等（2013）得出模擬降雨對(duì)紅壤表層和下層有效磷的空間分布影響顯著大于棕壤與褐土，土壤表層有效磷為棕壤與褐土坡下部及紅壤坡上部流失嚴(yán)重，而下層有效磷流失最嚴(yán)重的坡位均為坡上部。周嘉聰?shù)龋?018）研究發(fā)現(xiàn)隨降雨格局的改變加快土壤有機(jī)質(zhì)的分解。張亞峰等（2013）得出大氣降雨pH值最高，穿透雨pH值次之，樹干莖流pH值最低，三者之間具有顯著差異（P<0.05），灌叢外裸地土壤pH值最高，灌叢下次之，樹干基部最低。0—10 cm剖面深度土壤pH值小于其下方10—20 cm剖面深度土壤pH值。施肥和土壤有機(jī)質(zhì)含量均對(duì)土壤pH有很大的影響，土壤含水量與土壤pH呈顯著性負(fù)相關(guān)，土壤pH受降雨強(qiáng)度影響顯著，受雨水pH影響不顯著。不同地類對(duì)調(diào)節(jié)土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH有著非常重要的作用，不同地類采取不同的施肥技術(shù)，明顯提高肥料養(yǎng)分利用率，保持和提高土壤肥力，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展（黃晶等，2016；裴瑞娜等，2010；葉會(huì)財(cái)?shù)龋?015）。

4 結(jié)論

（1）降雨補(bǔ)給園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤水分，加速了土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH運(yùn)移速度，影響土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)含量和土壤pH值，降雨與土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH呈顯著相關(guān)性。

（2）降雨條件下園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、有效磷和有機(jī)質(zhì)隨土壤深度增大先增大后減小，土壤全磷和有效磷含量最大處為土壤深度10 cm，最小處為土壤深度100 cm處，土壤有機(jī)質(zhì)含量最大處為土壤深度30 cm，最小處為土壤深度100 cm，不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，而園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤 pH值隨土壤深度增大而增大，土壤 pH值最大處為土壤深度100 cm，地表處土壤pH最小，不同地類土壤pH值由大到小依次為裸地、坡耕地、荒草地、林地和園地。

（3）降雨條件下園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、有效磷和土壤pH隨時(shí)間增大先減小后增大又減小，呈正余弦變化趨勢(shì)，而土壤有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間增大而逐漸減小，6月土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH最大，10月土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和土壤pH最低，不同地類土壤全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)平均含量由大到小依次為園地、林地、荒草地、坡耕地和裸地，而土壤pH平均值由大到小依次為裸地、坡耕地、荒草地、林地和園地。