四明山區(qū)域不同經(jīng)營(yíng)模式下土壤性質(zhì)分析

李金朝，李東賓

（1.寧波城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315400；2.寧波市林場(chǎng)，浙江 寧波 315440）

土壤是最珍貴的自然資源之一，地球表面1 cm厚土壤的形成平均需要300～500 a的時(shí)間。不合理的人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的土壤質(zhì)量退化，地形起伏的丘陵山地，頻繁的人類(lèi)活動(dòng)更易導(dǎo)致不同程度的水土流失。四明山是寧波市重要的綠色生態(tài)屏障和飲用水保護(hù)區(qū)，具有極其重要的生態(tài)功能。自上世紀(jì)80年代，四明山區(qū)域竹、茶、果、花卉苗木栽培面積逐漸擴(kuò)大，特別是花木，高峰時(shí)期種植面積達(dá)11.4萬(wàn)畝，區(qū)域內(nèi)80%的農(nóng)戶從事花木行業(yè)[1]，頻繁耕作、表土裸露，導(dǎo)致水土大量流失，威脅到了四明山區(qū)域的生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)對(duì)四明山區(qū)域不同經(jīng)營(yíng)模式下土壤物理、化學(xué)、生物性質(zhì)的分析，了解人類(lèi)活動(dòng)對(duì)于土壤質(zhì)量的影響。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)域位于浙江省余姚市四明山鎮(zhèn)境內(nèi)，東經(jīng)120°55′～122°16′，北緯 28°51′～30°33′，平均海拔在 700 m左右。氣候?qū)儆诘湫偷闹衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，光照充足，年降雨量1 900 mm[2]。區(qū)域內(nèi)大部分母巖為砂礫巖，土壤以黃壤為主[3]。

1.2 樣地情況

2020年4月在調(diào)查與踏查的基礎(chǔ)上，分別選擇人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)較少的黃山松林（SMl）、馬褂木林（SM2），擾動(dòng)中等的毛竹林（SM3）、櫻花景觀林（SM4），人為耕作頻繁的紅楓櫻花套種林（SM5）與強(qiáng)度經(jīng)營(yíng)櫻花紅楓林（SM6），采集土壤樣品，樣地概況見(jiàn)表1。

表1 樣地概況

1.3 樣品采集與分析

參照《土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，每種林地利用類(lèi)型在不同區(qū)域分別設(shè)置3塊20 m×20 m樣地，樣地內(nèi)采取“S”布點(diǎn)，采集耕層（0～30 cm）土壤樣品。樣品采集后揀出雜草和碎石，混勻，按照“四分法”取1 kg土壤裝入采樣袋，帶回實(shí)驗(yàn)室陰干。每塊樣地用環(huán)刀取2～3個(gè)樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室用以測(cè)定土壤物理性質(zhì)。土樣風(fēng)干研磨后過(guò)篩用以分析土壤化學(xué)性質(zhì)和酶活性。

采用電位法測(cè)定pH值，環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、總孔隙，烘干法測(cè)定田間持水量；重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)，EDTA-銨鹽滴定法測(cè)定陽(yáng)離子交換量，凱氏法測(cè)定全氮，擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮，碳酸氫鈉熔融-鉬銻抗比色法測(cè)定全磷，鹽酸-氟化銨浸提鉬銻抗比色法測(cè)定有效磷，氫氧化鈉熔融-原子吸收分光光度法測(cè)定全鉀，乙酸銨-火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀[4]。磷酸苯二鈉比色法測(cè)定磷酸酯酶，改良茚三酮比色法測(cè)定蛋白酶，氯化三苯基四氮唑比色法測(cè)定脫氫酶，硫代硫酸鈉滴定法測(cè)定蔗糖酶，高錳酸鉀滴定法測(cè)定過(guò)氧化氫酶，靛酚藍(lán)比色法測(cè)定脲酶[5]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用軟件 Excel 2010對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理分析，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同經(jīng)營(yíng)類(lèi)型土壤物理化學(xué)性質(zhì)

根據(jù)土樣分析結(jié)果，所測(cè)土壤質(zhì)地均為壤土。土壤容重平均變化范圍為0.80～1.08 g·cm-3，土壤總孔隙度為59.41%～69.81%，田間持水量平均變化范圍為22.81%～26.79%。根據(jù)浙江土壤普查數(shù)據(jù)，黃壤容重為1.2 g·cm-3[6]。實(shí)踐生產(chǎn)得出壤土的孔隙度介于40%～50%，理想的土壤孔隙度略大于50%[7]。由表2可知，四明山區(qū)域不同經(jīng)營(yíng)類(lèi)型土壤物理性質(zhì)差異不大，總體來(lái)說(shuō)，四明山區(qū)域土壤容重較小、孔隙度大，土壤較疏松。但仍舊可以看出人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)較頻繁的土壤容重稍大、土壤總孔隙度略小。

表2 土壤理化性質(zhì)

根據(jù)奉化志，四明山680 m以上山地的黃壤土pH 6.0～7.3[8]，相對(duì)于30年前，四明山土壤pH較大幅度降低，但仍屬于比較典型的山地黃壤。

浙江省黃壤有機(jī)質(zhì)含量平均為5.83%、全氮含量（0.247±0.153）%、全磷含量 0.050%、全鉀含量（1.96±0.72）%[6]。由表2可知，四明山各經(jīng)營(yíng)類(lèi)型土壤有機(jī)質(zhì)、全磷、全鉀均較高。人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)較少的SM1、SM3、SM2土壤有機(jī)質(zhì)含量遠(yuǎn)高于SM5、SM6。有機(jī)質(zhì)很高的土壤一旦進(jìn)行集約耕作，有機(jī)質(zhì)碳和氮的量就開(kāi)始下降[9]，因此SM5、SM6土壤有機(jī)質(zhì)含量最低。SM1、SM3有機(jī)質(zhì)含量高于SM2，可能由于SM1、SM3林下枯落物分解較慢，SM3高于SM2也有可能是受到人工施肥的影響。在這些經(jīng)營(yíng)類(lèi)型中，土壤全氮、全磷含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量并沒(méi)有呈緊密的正相關(guān)，可能是受到了頻繁施肥的影響，或者與耕墾活動(dòng)以及有機(jī)質(zhì)殘?bào)w的歸還有關(guān)，同時(shí)還和土壤物理化學(xué)性質(zhì)以及元素的特征有關(guān)。

對(duì)于植物可以直接吸收利用的堿解氮、速效磷而言，SM5與SM6兩種經(jīng)營(yíng)年限較長(zhǎng)、耕墾頻率較高的土壤含量要明顯高于其它類(lèi)型，這與化肥的施用密切相關(guān)。此外，磷在土壤中的移動(dòng)極微[9]，可能是土壤全磷與有效磷含量遠(yuǎn)高于其它經(jīng)營(yíng)類(lèi)型的原因之一。而大量的堿解氮、速效磷和速效鉀若隨表土流失，則可造成污染與水體富營(yíng)養(yǎng)化。

土壤陽(yáng)離子交換量反映土壤保持養(yǎng)分的能力，與土壤中膠體的數(shù)量有關(guān)。四明山幾種經(jīng)營(yíng)類(lèi)型的土壤都屬于保肥力中等的土壤類(lèi)型。但總體來(lái)說(shuō)，干擾少的、具有良好枯落物組成與結(jié)構(gòu)的SM1、SM2、SM3土壤陽(yáng)離子交換量略大一些。

2.2 不同經(jīng)營(yíng)類(lèi)型土壤酶活性

土壤酶主要由微生物分泌，是分解底物的催化劑，推動(dòng)著土壤物質(zhì)分解和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，對(duì)CNP元素的平衡協(xié)調(diào)情況產(chǎn)生顯著影響。脫氫酶、過(guò)氧化氫酶屬于氧化還原酶類(lèi)，促使過(guò)氧化氫對(duì)各種化合物的氧化，催化對(duì)生物體有毒過(guò)氧化氫的分解[10]。脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和磷酸酶屬于水解酶類(lèi)，催化蛋白質(zhì)和纖維素這種高分子物質(zhì)。

根據(jù)表3，可以明顯看出：不論是哪一種類(lèi)型的酶SM1、SM2、SM3均高于 SM4、SM5、SM6。可以反映人類(lèi)干擾頻率低的土壤的總生物學(xué)特征和肥力狀況具有明顯優(yōu)勢(shì)。

表3 不同經(jīng)營(yíng)類(lèi)型土壤酶活性

3 結(jié)論

（1）對(duì)四明山不同經(jīng)營(yíng)類(lèi)型土壤性質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)四明山不同經(jīng)營(yíng)類(lèi)型平均有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量均較高，具有較好的肥力供應(yīng)潛力。

（2）人為干擾較少的經(jīng)營(yíng)類(lèi)型的土壤，物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)均要好于干擾較大的經(jīng)營(yíng)類(lèi)型。

（3）山林地土壤被開(kāi)墾后，會(huì)造成地面裸露與土壤侵蝕，土壤有機(jī)質(zhì)分解加劇，因此經(jīng)營(yíng)活動(dòng)頻繁的土壤有機(jī)質(zhì)下降。但由于施肥的影響，全N、全P以及堿解氮、速效磷、速效鉀分布規(guī)律不同于自然土壤，且在經(jīng)營(yíng)活動(dòng)頻繁的土壤中含量偏高。