梁传平　蒋代华

摘 要 崩岗是中国南方最严重的土壤侵蚀类型之一，给土地资源带来了相当大的威胁，尤其是崩岗产生的洪积物严重影响到洪积扇农田的土壤性质。分别选择苍梧县龙圩镇崩岗洪积扇果园和稻田为研究对象，探讨洪积扇土壤理化特性。结果表明：崩岗侵蚀导致洪积扇农田土壤退化，土壤性质均显著弱于对照区，同时由扇顶到扇缘，土壤容重呈现减小的趋势，孔隙度和饱和含水量呈增加的趋势，土壤砾石和砂粒含量均逐渐减少，粉粒和粘粒含量则逐渐增加，养分也随之呈增加趋势。Pearson相关分析显示，土壤容重、砾石、砂粒与土壤养分指标呈负相关关系，土壤孔隙度、饱和含水量、粉粒、粘粒与土壤养分指标呈正相关关系。

关键词 崩岗；洪积扇农田；果园；水田；土壤理化特性

中图分类号 S157.4 文献标识码 A

Abstract Collapsing gully is one of the soil types most seriously eroded in southern China， and considerablly threats land resources， affects the nature of the farmland soil especially in the alluvial material generated by collapsing gully. In this paper， we chose Cangwu Longxu alluvial fan collapsing gully orchards and rice fields as the research object， studied alluvial fan soil physical and chemical properties. The results showed that： Collapsing erosion led to alluvial fan farmland soil degradation， soil properties were significantly weaker than the control area， while from the start to to fan edge， soil bulk density， gravel and sand content showed a decreasing trend， porosity， saturation water content， silt and clay content showed an increasing trend， nutrients was also in an increasing trend. Pearson correlation analysis showed that soil bulk density， gravel， sand and soil nutrient indicators showed a negative correlation between soil porosity， saturated water content， silt， clay and soil nutrient indicators showed a positive correlation.

Key words Collapsing gully； Alluvial fan farmland； Orchard； Paddy field； Soil physical and chemical properties

崩岗侵蚀是危害性仅次于滑坡和泥石流的水土流失灾害，我国崩岗侵蚀主要集中在长江以南热带、亚热带赤红壤、红壤丘陵区，尤其在我国华南花岗岩发育土壤情况更为严重[1]。“崩岗”一词首先由曾昭璇[2]提出。崩岗侵蚀量大，单个崩岗年侵蚀量可达35.0万t[3]。崩岗最直接的危害是对土地资源的破坏。崩岗发生区沟壑纵横，坡面被切割得支离破碎，破坏了地表的完整性，同时产生的大量泥沙将崩岗下游的农田淹埋，使高产田变成低产田。据调查，至2003年，广西区内因崩岗直接毁坏的农田面积达19 063 hm2，已有8 000 hm2左右的高产田因经常受崩岗产生的黄泥水侵害变成了低产田。广西苍梧县被迫弃耕的农田也达1 720 hm2。广西糯垌镇地麻村白砂垌一带崩岗洪积扇面积达10多hm2，堆积厚度2～5 m，其上虽种上了作物，但产量极低[4]。据统计，近年来崩岗冲毁压埋耕地面积约38.04万hm2，约有20%的受害耕地无法恢复，农田恢复和清理直接费用达5.5亿元[5]。

崩岗的整个系统主要由崩壁、崩积堆和洪积扇组成[6]，而洪积扇是崩岗侵蚀的堆积产物，崩岗洪积扇大小不一，小则几十平米，大则成千上万平米，从而对于崩岗区域的农田造成极大的破坏。我国过去对崩岗的研究侧重于成因机制以及危害治理等方面，主要涉及崩岗体内要素，而对崩岗影响洪积扇农田土壤理化特性方面研究尚未见报道[7]，很多有关洪积扇的研究工作也只涉及了洪积扇分布以及流域特点等方面[8-9]，对崩岗影响洪积扇农田土壤质量的程度、土壤退化特点以及毁坏农田的修复等方面，相关研究还较少，近年来被相关学者关注，逐渐引起重视[5，10]。基于南方花岗岩区崩岗农田土壤质量的重要性，笔者选取苍梧县崩岗洪积扇农田为研究对象，分析扇顶到扇缘不同样地的土壤理化特性，明确其内在关系，探索崩岗洪积扇土壤性质分异特征，旨在为合理利用崩岗洪积扇与土壤恢复提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

苍梧县地处广西东部，位于东经110°5l′～111°40′，北纬22°58′～24°10′之间，是浔江、桂江、西江“三江口”的汇合处，地势大致是东南部、西北部高且山多。苍梧县属亚热带季风气候地区，易受台风和热带风暴影响，雨量充沛，年均降雨1 520 mm，年均日照时数1 815 h，土壤以花岗岩发育的红壤为主。苍梧县不仅是广西山洪灾害多发县，同时遭受崩岗侵蚀也相当严重。2005调查数据显示，全县崩岗总面积达3.42 km2，共有240 hm2农田因崩岗侵蚀产生水土流失危害而不同程度地遭受泥沙压埋，部分水田改旱作，积沙严重的已弃耕[4]。

1.2 土样采集与处理

2014年考察了龙圩镇崩岗并在洪积扇农田区域采集土样，十多年前当地崩岗发育旺盛，近年来相对稳定，但当时的侵蚀对洪积扇农田的影响较大，各自产生洪积物呈扇形影响农田均达上千平米，危害范围广，导致农田质量恢复困难。本研究各自选择崩岗①（111°18′1.9"E，23°18′41.9"N）和崩岗②（111°15′51.3"E，23°21′30.1"N）的洪积扇农田进行采样。崩岗①洪积扇农田种植水稻，崩岗②洪积扇农田种植砂糖桔，两地采用相似的管理方式。研究的土壤类型均为花岗岩发育的红壤，选择洪积扇扇顶、扇中、扇缘部分以及未受崩岗影响的农田但成土环境一致的区域作为对照进行采样。采样时，除去地表凋落物，每个区域按“S”型围绕定点坐标采集耕作层土样，分别用体积100 cm3 环刀取样，每个区域采集5个重复；散土采集也按“S”型采集20个耕作层土样混合为1个土样，然后采用四分法分取样品1～2 kg左右带回室内，根据样品需要制备不同粒径进行分析测定[11-12]。

1.3 指标测定与数据分析方法

土壤性质采用常规方法进行测定[13-15]。分析土壤物理特性：砾石含量测定采用筛分法，土壤颗粒组成测定采用吸管法，土壤容重、孔隙度、饱和含水量测定用环刀法；土壤化学性质：pH值采用上海雷磁公司生产的PHSJ-4A型酸度计测定，土壤有机质测定采用重铬酸钾外加热法，阳离子交换量测定采用乙酸铵交换法，土壤碱解氮测定采用碱解扩散法，土壤速效磷测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，速效钾测定采用醋酸铵浸提-火焰光度法，速效磷和速效钾等用美国BAIRDICP—2070仪测定。

应用Excel软件对数据进行基本的统计整理并绘制相应的图表，运用SPSS Statistics 19.0软件对崩岗洪积扇不同部位的土壤理化特性进行描述性统计分析、显著性差异检验和土壤物理特性与化学特性之间的相关性分析。

2 结果与分析

2.1 崩岗洪积扇农田土壤物理特性分析

丘陵区发生崩岗是一个持续的过程，溯源侵蚀导致土体不断垮塌，崩塌的洪积物则随水不断流出崩岗，呈现径流分散与物质迁移的过程，最终形成洪积扇沉积在农田区域。由表1可知，崩岗洪积扇果园和稻田扇顶与扇中部分的土壤容重偏高，果园区域扇中土壤容重达到1.55 g/cm3，均显著大于对照部分。经过分析，果园洪积扇土壤容重相对对照区平均增加了0.17 g/cm3；稻田洪积扇土壤容重相对对照区平均增加了0.12 g/cm3。农田洪积扇扇缘土壤容重小于扇顶，扇缘容重略大于对照但差异并不明显。因此，农田土壤容重由扇顶到扇缘呈现逐渐减小的规律。扇顶与扇中偏高的土壤容重对农作物生长产生不利的影响，如根系发育缓慢，养分吸收困难等。

洪积扇果园扇顶、扇中土壤总孔隙度相比于对照区分别减少18.35%、19.32%；洪积扇稻田扇顶、扇中、扇缘土壤总孔隙度相对对照分别减少15.82%、7.79%、1.76%，整个洪积扇区域土壤总孔隙度显著小于对照区，同时洪积扇总孔隙度呈现扇顶<扇中<扇缘的规律，可见崩岗洪积扇导致农田土壤总孔隙度降低。孔隙度的降低将会妨碍农作物的有氧呼吸，同时对于水分的吸收也有不利影响。

土壤饱和含水量是指土壤孔隙都充满水时所保持水分的最大数量，反映了土体内可能存贮水分的最大数量[16]，该指标可以评价崩岗洪积扇农田区域的持水能力。表1中结果表明，洪积扇农田土壤饱和含水量均低于对照区，果园扇顶、扇中、扇缘分别比对照区下降28.65%、29.25%、5.86%，沿着扇顶到扇缘，土壤饱和含水量均表现出逐渐增大的趋势，洪积扇稻田也有相似的规律。由此可以推断，洪积扇土壤受到影响之后，饱和含水量下降，即最大持水量减少，对于农田土壤的保水能力有较大影响，需要加大灌溉力度，将会耗费更多财力与人力去提高土壤生产力。

从土壤的机械组成方面来看，洪积扇农田部分土壤砾石与砂粒的含量均高于对照区域，且随扇顶到扇缘呈现逐渐减少的趋势，土壤粉粒与粘粒的含量均小于对照区域，且随着扇顶到扇缘呈现逐渐增加的趋势。由此可见，相对于对照，崩岗洪积扇农田土壤粘粒物质减少，同时离崩口越近，细颗粒物质越少。因此，崩岗侵蚀导致了农田相当严重的沙化现象，越是靠近洪积扇扇顶部分则越不宜进行耕作。

2.2 崩岗洪积扇农田土壤化学特性分析

2.2.1 土壤 pH值的变化 崩岗洪积扇农田土壤pH值如图1所示，洪积扇果园土壤pH值表现为扇顶<对照<扇缘<扇中，洪积扇稻田土壤pH值表现为扇顶<扇中<对照<扇缘。2种利用方式下，扇顶部分土壤pH值均最小，说明崩岗侵蚀导致农田土壤酸化。果园扇缘和对照土壤pH值低于扇中，可能是由于果园积累了一定量的果树代谢物，长期的积累产生了较多腐殖酸导致土壤pH值降低。而洪积扇稻田部分体现出较明显的规律，从扇顶到扇缘，土壤pH值呈现增加的趋势。

2.2.2 土壤有机质的变化 土壤有机质是土壤的重要组成部分，包含植物生长所需要的各种营养元素，对土壤物理、化学和生物学性质有较大影响[15]。从图2可知，崩岗侵蚀对洪积扇农田的土壤有机质含量产生了较大影响，洪积扇农田的有机质含量均小于对照。尤其是果园和稻田的扇中、扇缘区域，有机质含量受到了最严重的影响。相对而言，果园土壤有机质恢复的情况比稻田好，因为树叶堆积在果园地表，通过长时间的积累导致土壤有机质有显著提高。洪积扇果园和稻田的不同区域土壤有机质受影响的程度不同，扇顶部分最严重，其次是扇中，扇缘部分最小。

2.2.3 土壤阳离子交换量的变化 土壤阳离子交换量是土壤的一个很重要的化学性质，它直接反映了土壤的保肥、供肥性能以及缓冲能力[15]。果园区域的土壤阳离子交换量的差异较大（图3），扇顶土壤阳离子交换量最小，而扇缘土壤阳离子交换量达16.33 cmol/kg；稻田土壤的阳离子交换量差别不大，扇顶和扇中土壤的阳离子交换量较小，总体上小于果园。

2.2.4 土壤速效养分的变化 土壤碱解氮、速效磷、速效钾是作物生长中不可缺少的大量必需营养元素，对植物的发育有着十分重要的作用[17]，从氮磷钾的含量可以初步评价当地土壤的肥力状况。图4、5和6中结果表明，洪积扇农田碱解氮的含量随着扇顶到扇中到扇缘呈上升趋势，果园扇顶和扇中碱解氮含量差异不显著，稻田碱解氮含量变化幅度较小。果园土壤的速效磷和速效钾含量也表现为扇顶<扇中<扇缘。总之，崩岗侵蚀直接导致洪积扇农田的速效养分降低，速效钾、速效磷、碱解氮含量的变化趋势一致。速效养分受到人为影响较大，施肥能直接供给植物较多速效养分，因此可以考虑在崩岗影响的洪积扇农田部分多施肥，提高速效养分含量，同时也可以种植花生等固氮作物来提高养分。

2.3 洪积扇土壤物理特性与养分的相关性分析

采取Pearson相关系数法对崩岗洪积扇土壤物理特性与土壤养分进行相关性分析，从表2可知，崩岗洪积扇土壤容重、砾石、砂粒与土壤养分指标均呈负相关关系，土壤孔隙度、饱和含水量、粉粒、粘粒与土壤养分指标呈正相关关系，部分指标呈现了显著或极显著的相关性。这些相关性显示，在崩岗侵蚀的洪积扇农田区域，土壤容重越大，砾石和砂粒越多，则土壤养分越低，说明崩岗侵蚀导致洪积扇的粗颗粒物质增加直接导致土壤养分降低；土壤孔隙度越大，粉粒和粘粒的含量越多，则土壤养分相对越高。结果表明，崩岗洪积扇土壤的物理特性和土壤养分息息相关，可以考虑改变土壤的物理特性，改良沙化农田，同时，改良土壤持水性，容重或者土壤机械组成，如采用客土法和长期施用有机肥对洪积扇土壤改良会有较好的作用[18]。

3 讨论与结论

对于崩岗洪积扇农田性质方面的研究近年来报道较少，对于崩岗沙化洪积扇农田的改良技术更是鲜有报道。洪积扇农田土壤受到崩岗侵蚀影响之后，粗颗粒物质增加，容重增大，总孔隙度变小，这将给农作物的生长带来很大危害，土壤的结构性变差，同时，洪积扇土壤的饱和含水量下降，即最大持水量减少，相关洪积扇物理性质的变化与邓羽松等[7]以及黄玉芝等[19]研究结果一致，同时其变异规律也达到了显著性趋势。土壤的结构性变差则影响了农作物的生长，尤其是孔隙度的变小将会使作物减产。饱和含水量是指当土壤孔隙全部充满水时，土壤体内所能保持的水分含量，它表示土壤对贮水的能力，它不仅可以反映土壤包含和调节水分的潜力，而且能反映土壤水源涵养的能力[20]，饱和含水量的变化对于农田土壤的保水能力有较大影响，尤其是饱和含水量变小导致洪积扇土壤长时间的干旱缺水，需要加大灌溉力度，这也将会耗费更多财力与人力去提高土壤生产力[21]。此外，崩岗流出来的粗颗粒物质堆积在洪积扇区域，显著多于对照区，由洪积扇扇顶到扇缘，土壤砾石和砂粒含量逐渐减少，而粉粒和粘粒含量呈现逐渐增加的趋势，体现出洪积扇的分选性，这与梁传平等[10]的研究结果一致。土壤颗粒的变大导致了农田的沙化，对于这个现象，为了保护崩岗下游的农业，最好直接修建排沙沟将沙粒等大颗粒物质直接排走，防止其冲入农田，此类防治措施在崩岗相关的报道中有相应的研究[22-25]。针对于崩岗洪积扇农田土壤养分的特点，研究结果表明，土壤pH值、阳离子交换量、有机质、氮磷钾养分显著低于对照区；同时，由洪积扇扇顶到扇缘，各养分含量也随之呈逐渐增加的趋势。扇顶部分受到的影响最大，而扇缘则较小，这与之前的研究结果一致[10，19]。对于已经危害到的农田区域，建议在洪积扇区域种植绿肥或者合理施用有机肥，将有益于提高洪积扇土壤的有机质含量，合理施用化肥也可以提高土壤的养分[18]。同时，注意调整洪积扇区农田的土地利用方式，也是行之有效的一项措施，这在相关研究中有了初步的验证[26-28]。关于土壤阳离子交换量的减少，此项指标表明了洪积扇土壤保肥能力变差，这是由于土壤夹杂了较多花岗岩风化的大颗粒物质，如石英、长石等矿物对于保肥能力较差，导致农田的保肥能力的下降，建议采用客土法，比如掺入塘泥等粘性较大的细颗粒物质，增加粘粒物质的比例而减少沙粒的比值，这可以有效改良土壤的质地情况。对于扇顶至扇缘的洪积扇区域，进行土地利用方式的调整也显得格外重要，扇顶应该重在拦沙，而扇缘部分应该重视土壤质量恢复。通过土壤物理特性和化学特性进行相关性分析，崩岗洪积扇土壤物理性质与化学性质息息相关，从而对于养分低的土壤，从改良土壤细颗粒的分布情况也是其中一项重要的决策，它们之间的相关性对于改良洪积扇土壤提供理论依据。研究结果表明，通过明确崩岗洪积扇土壤的理化性质分布规律，对于土地规划、改良土壤有积极意义，同时将会提高农业用地的效益。

参考文献

[1] 张 萍， 查 轩. 崩岗侵蚀研究进展[J]. 水土保持研究， 2007， 14（1） ： 170- 173.

[2] 曾昭璇， 黄少敏. 中国自然地理（地貌）[M]. 北京： 科学出版社， 1980： 32-36.

[3] 梁 音， 宁堆虎， 潘贤章， 等. 南方红壤区崩岗侵蚀的特点与治理[J[. 中国水土保持， 2009（1）： 31-34.

[4] 黄艳霞. 广西崩岗侵蚀的现状、 成因及治理模式[J]. 中国水土保持， 2007（2）： 3-4.

[5] 龙 莉， 丁树文， 蔡崇法， 等. 花岗岩红壤丘陵区崩岗侵蚀对农田的危害及治理[J]. 中国水土保持， 2013（12）： 24-26.

[6] 阮伏水. 福建省崩岗侵蚀与治理模式探讨[J]. 山地学报， 2003， 21（6）： 675-680.

[7]邓羽松， 丁树文， 蔡崇法， 等. 鄂东南崩岗洪积扇土壤物理性质空间分异特征[J]. 中国农业科学， 2014， 47（24）： 4 850-4 857.

[8] Chen C H， Wang C H， Hsu Y J， et al. Correlation between groundwater level and altitude variations in land subsidence area of the Choshuichi Alluvial Fan， Taiwan[J]. Engineering Geology， 2010， 115（1）： 122-131.

[9] Lafortune V， Filion L， Hétu B. Impacts of Holocene climatic variations on alluvial fan activity below snowpatches in subarctic Québec[J]. Geomorphology， 2006， 76（3）： 375-391.

[10] 梁传平， 邓羽松， 蒋代华. 鄂东南崩岗洪积扇土壤性质分异规律[J]. 湖北农业科学， 2014， 53（19）： 4 560-4 563.

[11] 刘立龙， 杨彩玲， 蒋代华， 等. 连栽桉树人工林不同代次土壤养分与酶活性的分析[J]. 热带作物学报， 2013， 34（11）： 2 117-2 121.

[12]韦民政， 郑 虚， 李韦柳， 等. 施用木薯酒精厌氧发酵液对香蕉生长发育及土壤肥力的影响[J]. 热带作物学报， 2013， 34（11）： 2 112-2 116.

[13] 张甘霖， 龚子同. 土壤调查实验室分析方法[M]. 北京： 科学出版社， 2012.

[14] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 3版. 北京： 中国农业出版社， 2005.

[15] 中国科学院南京土壤研究所. 土壤理化分析[M]. 上海： 科学技术出版社， 1998.

[16] 秦耀东. 土壤物理学[M]. 北京： 高等教育出版社， 2003.

[17] Zhao J， Meng K， Sui Y Y， et al. Analysis for spatial heterogeneity of organic carbon and available nutrients in black soil region of Hailun County[J]. Chinese Journal of Soil Science， 2005， 36（4）： 487-491.

[18] 邓羽松，丁树文， 梁传平， 等. 安溪崩岗洪积扇不同培肥方式的土壤理化效应[J]. 水土保持学报， 2014， 28（4）： 168-171.

[19] 黄玉芝， 林卫烈. 福建崩岗洪积物及其治理[J]. 福建水土保持， 1998（2）： 28-30.

[20] 王冬梅. 农地水土保持[M]. 北京： 中国林业出版社， 2000： 67-74.

[21] 易湘生， 李国胜， 尹衍雨， 等. 黄河源区草地退化对土壤持水性影响的初步研究[J]. 自然资源学报， 2012（10）： 1 708-1 719.

[22] 鲁胜力. 加快花岗岩区崩岗治理的措施建议[J]. 中国水利， 2005 （10）： 44-46.

[23] 丁光敏. 福建省崩岗侵蚀成因及治理模式研究[J]. 水土保持通报， 2001， 21（5）： 10-15.

[24] 王学强， 蔡强国. 崩岗及其治理措施的系统分析[J]. 中国水土保持， 2007（7）： 29-31.

[25] 张 萍， 查 轩. 崩岗侵蚀研究进展[J]. 水土保持研究， 2007， 14（1）： 170-172.

[26] 邓羽松， 丁树文， 施悦忠， 等. 安溪崩岗洪积扇不同土地利用方式土壤性质差异及肥力评价研究[J]. 中国农学通报， 2014（34）： 30.

[27] 刘 玉， 李林立， 赵 柯， 等. 岩溶山地石漠化地区不同土地利用方式下的土壤物理性状分析[J]. 水土保持学报， 2005， 18（5）： 142-145.

[28] 王洪杰， 李宪文， 史学正， 等. 不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系[J]. 水土保持学报， 2003， 17（2）： 44-46.