喀斯特石漠化区土地利用方式对土壤质量性状的影响 何秀++文小琴++舒英格++何腾兵Reference：以贵州省晴隆县喀斯特石漠化生态系统不同土地利用方式土壤为研究对象，采用空间代替时间的方法，以林地（封育）条件下石漠化生境土壤为对照，对比分析灌丛草地、草地和耕地3种土地利用方式对土壤物理、化学性状的影响结果表明：喀斯特石漠化区不同土地利用方式下土壤物理、化学性状差异明显不同土地利用方式下土壤物理性黏粒含量表现为林地>耕地>灌丛草地>草地，草地土壤有机质含量（143.36 g/kg）、全氮含量（7.82 g/kg）和碱解氮含量（362.77 mg/kg）明显高于其他土地利用方式耕地土壤有机质含量（56.22 g/kg）、全氮含量（3.10 g/kg）、碱解氮含量（125.22 mg/kg）明显低于其他土地利用方式林地土壤速效钾含量最高，为192.15 mg/kg，耕地最低，为 112.55 mg/kg，耕地土壤缓效钾含量最高，为277.25 mg/kg；除土壤物理性黏粒、细粉粒和pH值呈弱-中等变异外，其他指标均呈中等变异；土壤物理性黏粒、有机质、碱解氮和速效磷的相关强度较大，在改善土壤物理性质和促进养分循环中起着重要作用，是土壤质量的关键因子；以林地（封育）为对照，草地、灌丛草地和耕地的土壤退化指数（soil degradation index，简称SDI）分别为 -1.18%、128.80%、-153.59%，耕地土壤退化指数最低，退化程度最高。
研究表明，土地利用变化对喀斯特石漠化区土壤物理和化学性状差异明显，相对林地而言，在提高和维护土壤质量性状方面，草地和灌丛草地具有较好的效果，草地土壤质量相对提高，耕地则相对较差，土壤质量发生了严重的退化Keys：喀斯特石漠化区；土地利用方式；土壤性状；土壤退化指数（SDI）X171.4： A：1002-1302（2017）09-0234-05在喀斯特地区，由于地表破碎，成土过程缓慢，生态系统稳定性差，石漠化的形成受很多因素的影响，土地利用变化（强度）直接影響喀斯特石漠化程度的大小[1-2]合理的土地利用方式可以改善土壤团粒结构和有机质土壤抵抗外界干扰的能力，提高土壤质量[3-4]而土地利用强度越大，对土壤团粒结构、表层沙化、保水能力、有机质、次生植被、种子库等有明显影响，不仅造成地表植被覆盖度低，土壤细颗粒流失、减少，粗颗粒富集、岩石裸露，而且不合理的土地利用方式还会导致土壤侵蚀加剧，土壤质量下降和退化，进而导致石漠化[3-4]目前从土地利用、高程和喀斯特环境方面的研究认为，高原峡谷环境石漠化发生率最高，贵州省望谟县、晴隆县等地是土壤侵蚀发生主要地区且较为严重，林地、耕地和草地是土壤侵蚀较为严重的区域，尤其是草灌草丛地易退化成裸地，极可能发生石漠化[5-7]。
西南喀斯特石漠化地区正由于脆弱的生态经济系统遭受长期破坏，普遍存在大量的陡坡开荒和耕种等一些不合理的土地利用方式[8-9]在人地矛盾日益突出的情况下，采取合理的土地利用方式是改善、恢复和重建该区土壤生境和生态功能的重要举措本研究以贵州省晴隆县典型喀斯特石漠化高原峡谷地区为例，分析不同土地利用方式对土壤质量性状的影响，采用土壤退化指数定量分析土壤退化程度，为喀斯特石漠化生态脆弱区的土地利用、生态恢复和科学管理提供借鉴资料1材料与方法1.1研究区自然概况晴隆县属高原峡谷区，是典型的喀斯特地形地貌，地理坐标介于25°33′～26°11′N、105°01′～105°25′E之间，海拔为543～2 025 m，是贵州岩溶发育强烈、石漠化类型复杂及面积分布较大的地域之一全县面积为1 331.1 km2，石漠化面积496 km2，占全县总面积的37.26%，岩溶面积817 km2，占土地总面积的61.38%该县属高原亚热带湿润季风气候，年降水量在1 500～1 700 mm之间，多集中在5～9月，约占全年降水量的75%；冬春水量较少，尤其是境内海拔较低的地方，气候干燥，水量稀少由于历史、地理等原因，晴隆农业基础十分薄弱，经济发展较为滞后[10]。
1.2研究方法1.2.1研究样地设置研究样地位于贵州省晴隆县莲城镇和光照镇2个典型的喀斯特石漠化范围内，莲城镇和光照镇无石漠化面积分别为16.59、33.27 km2，石漠化面积分别为56.60、129.98 km2[11]采用空间代替时间的研究方法，以林地（封育）条件下石漠化生境土壤为对照，选取石漠化生境3种不同土地利用方式的灌丛草地、草地和耕地土壤为研究对象，样地类型除土地利用方式不同外，其他因子大都一致，土壤母质均为石灰岩（表1）1.2.2土壤样品采集在研究区详细踏查的基础上，依据不同土地利用方式下石漠化区样地类型上选定并设立具有代表性区域面积为20 m×20 m样地1个，共选取21个土壤定点取样样地，其中2016年2月选取16个样地，4月选取在2月的基础上增加了5个样地在样地中心按蛇形方式选5个采样点，各点间距3 m左右，采集0～15 cm混合土壤，装袋运回实验室1.2.3土壤样品处理与分析方法对土壤样品进行风干、碾磨和过筛后，储存在玻璃瓶中，于2016年5月到7月期间完成样品测定土壤机械组成采用比重法测定；土壤pH值采用电位法测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾外加热法测定；土壤全氮含量采用凯氏定氮法测定；土壤碱解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤全磷含量采用硫酸-高氯酸法测定；土壤有效磷含量采用碳酸氢钠浸提钼蓝比色法测定；土壤速效钾含量采用中性乙酸铵浸提火焰光度法测定；土壤缓效钾含量采用热硝酸浸提火焰光度法测定，分析方法详见《土壤农业化学分析方法》[12]。
采用SPSS 20.0软件进行方差分析、t检验、多重比较（Duncans检验）、相关性分析 2结果与分析2.1不同土地利用方式下的土壤物理性质2.1.1土壤颗粒组成由表2可知，在不同土地利用方式下，晴隆县石漠化区域由石灰岩发育形成的土壤较黏重，林地、灌丛草地、草地和耕地的土壤物理性黏粒分别为 61.42%、54.25%、54.04%、56.18%，除林地为轻黏土外，其他质地均为重壤土变异系数（coefficient of variation，简称CV）是土壤性质的内在反映，它的大小表示土壤特性空间变异性的大小，对抵抗外界条件变化具有很强的敏感性，CV≤10%为弱变异，10%
其中，林地土壤粉粒和黏粒含量最高，沙粒含量最低，而草地土壤沙粒含量最高，黏粒含量最低与林地（封育）条件下相比，灌丛草地、草地和耕地土壤沙粒含量增加，粉粒和黏粒含量减少，即土壤中石英含量相对增加，土壤受到轻微侵蚀，而林地土壤受到高大乔木和草本植物的叶片、根系枯枝落叶覆盖在地表的保护，减少了水土流失，降低了土壤侵蝕壤质土具有沙土和黏土的优点，是较为理想的耕作土，灌丛草地、草地和耕地均为壤质土，但草地和灌丛草地相对耕地具有更高的抗侵蚀能力，故其土壤颗粒组成更加趋近于土地合理利用条件2.2不同土地利用方式下土壤化学性质状况2.2.1土壤有机质、pH值由表3可见，不同土地利用方式下石漠化区土壤有机质含量由高到低为草地>灌丛草地>林地>耕地，CV为20.03%～56.22%，属中等变异草地土壤有机质含量最高，为143.36 g/kg；耕地土壤有机质含量最低，为56.22 g/kg，草地和耕地之间有机质含量相差2倍多，导致这种情况的原因有二，一是草地受人为干扰程度较小，土壤的植被明显高于耕地，有机物来源较广且较容易累积；二是耕地受人为干扰程度大，裸露的土壤中有机质易受雨水的冲刷而随细粒物流失草地与耕地之间土壤有机质有显著差异，草地与林地、灌丛草地无显著差异，表明在喀斯特石漠化区土壤有机质在不同土地利用方式下差异明显，这与李阳兵等的研究结果[3，9，16]一致。
由表3可知，在不同土地利用方式下土壤pH值差异不显著，土壤pH值CV为5.22%～12.06%，属弱-中等变异；草地土壤pH值含量最高，为7.19，林地土壤pH值含量最低，为6.70研究区土壤pH值接近且偏高，这是由于石灰岩风化残留的黏土矿物质地较细，风化成土停留在脱钙阶段，且发育的土壤富含CaCO3，延缓了土壤的盐基淋失和酸化进程，pH值较高[5]2.2.2土壤氮素由表3可知，[HJ1.53mm]草地与耕地之间土壤全氮和碱解氮都有显著差异，但草地与林地、灌丛草地无显著差异草地的全氮和碱解氮含量最高，分别为7.82 g/kg、362.77 mg/kg；其次是林地和灌丛草地，全氮含量分别为 5.45、5.10 g/kg，碱解氮含量分别为242.92、235.18 mg/kg；耕地土壤全氮和碱解氮含量最低，分别为3.10 g/kg、125.22 mg/kg几种土地利用方式下石漠化区土壤全氮和碱解氮的CV为23.55%～72.11%，均属中等变异2.2.3土壤磷素由表3可知，在不同土地利用方式下土壤全磷和速效磷变化不明显，没有达到显著水平，表明石漠化生境土壤受土地利用类型的影响较小研究区土壤全磷和速效磷含量变化不大，林地、灌丛草地、草地和耕地土壤全磷含量分别为1.38、1.22、1.28、0.99 g/kg，土壤速效磷含量分别为4.20、4.25、3.89、3.91 mg/kg。
几种土地利用方式下石漠化区土壤全磷和速效磷的CV为17.19%～61.02%，均属中等变异，且变幅范围较大2.2.4土壤钾素由表3可知，不同土地利用方式下石漠化区土壤速效钾含量由高到低为林地>灌丛草地>草地>耕地，缓效钾含量由高到低为耕地>灌丛草地>林地>草地土壤速效钾和缓效钾CV在37.63%～83.61%，属中等变异不同土地利用方式下土壤速效钾和缓效钾没有达到显著水平，表明土壤速效钾和缓效钾在喀斯特石漠化区不同土地利用方式下差异不明显
由此可见，土壤理化性质之间的相关性质和强度的变化，反映出不同土地利用方式对石漠化生境土壤的影响特点石漠化生境中土壤物理性黏粒、有机质、碱解氮、速效磷在改善土壤物理性质和促进养分循环中起着重要作用，是土壤质量的关键因子。