蒋 涛



不同水保措施对土壤可蚀性K值的影响

蒋 涛1,2

（1. 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地，福建 福州 350007；2. 福建师范大学地理科学学院，福建 福州 350007）

以宁化水保科教园径流小区4种水保措施下土壤为研究对象，测定了表层土壤粒径与有机质组成，利用EPIC模型计算了土壤可蚀性值。结果表明：研究区紫色土均处于高可侵蚀性土壤（>0.35）。土壤可蚀性值与土壤砂粒和粉粒存在显著显著相关（<0.01），与黏粒无显著相关，与粉粒相关系数为0.965，与砂粒存在显著负相关，相关系数-0.962。不同水保措施下平均土壤可蚀性值变化范围为0.403 468~0.446 236，差异不显著，变异程度较低，最大仅为5.2%。

水保措施；可蚀性K值；有机质含量；土壤机械组成

土壤侵蚀是全球性的生态环境问题之一，不仅使土壤质量下降，还会引起水环境恶化等一系列生态问题[1-3]。南方紫色土区土壤侵蚀的发生存在众多因素的作用，其中土壤本身具有的抗侵蚀能力是重要因素。国内外多数研究中利用土壤可蚀性值来权衡土壤侵蚀程度，它表示土壤易侵蚀的程度，反映了土壤对侵蚀外营力剥离和搬运的敏感性的响应，是大多数侵蚀预报模型和环境效应评价模型的重要土壤参数之一[4]。最初关于土壤可蚀性的研究始于20世纪30年代，米德尔顿和奥尔森对土壤可蚀性已经做了大量的基础研究[5-6]。自20世纪70年代，（universal soil loss equation，通用土壤流失方程）诞生以来，土壤可蚀性经验公式引入到土壤可蚀性的研究中。中国的土壤可蚀性研究始于20世纪50年代，多采用抗蚀性、抗冲性等研究方法。朱先轩与蒋定生等学者介绍了国外较成熟的土壤可蚀性经验模型，并结合中国不同地区的土壤可蚀性值进行了大量基础性的研究[7-8]。他们认为土壤可蚀性程度的高低与土壤的理化性质存在显著相关[9-11]。人为扰动会使土壤物理、化学和微生物等方面表现出明显差异[11]。目前，多数研究集中于不同土地利用下的土壤理化性质[12-13]，进行宏观的调查与分析，很少焦聚于南方紫色土的土壤可蚀性的研究，特别是针对福建紫色土的土壤可蚀性研究少之又少。鉴于此，本研究以宁化县科教园不同水保措施下的径流小区为研究对象，对土壤理化性质及土壤可蚀性进行研究，揭示研究区表土土壤理化性质、土壤可蚀性差异及二者联系，为该地区紫色土区的水土流失治理及土地的合理利用提供科学的参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

研究区位于福建省宁化县西部石壁镇水土保持科教园的侵蚀紫色土径流小区。根据遥感光谱结果，全县存在水土流失的地区面积高达430.66 km2，占全县土地总面积17.89%。研究区气候属于中亚热带季风气候，年气温均值为18.1 ℃。无霜期时间最长，为246 d。年平均总降雨量1 710 mm。全县降雨四季差异明显，雨季与旱季显著，4-7月降雨量最大，11-2月少，暴雨多集中在4-7月，枯水期（11-2月）的降雨量占全年的30%左右，年均相对湿度80%[14]。本文选取研究区的4种水保措施见表1。

表1 研究区基本概况

1.2 样品的采集与测定

2016年12月在福建省宁化县西部石壁镇水土保持试验站典型侵蚀紫色土径流小区采集了4种水保措施（PGT、SJ、XS、CK）的土壤，按S型随机采样。由于紫色土分化程度较低，土层薄，故采土深度为0~10 cm之间。将采集土除去杂质，经自然风干，采用电位法测定（DDS-307型电导仪和奥立龙868型酸度计）测定pH。土壤粒径采用激光粒度分析仪（Laser P article Size Analyser，Master Sizer 2000）测定。土壤有机质用丘林法测定。

1.3 EPIC

模型是指把土壤侵蚀和土壤生产力结合起来的一个综合性模型，由气候、水文、侵蚀沉淀等9个因子及36个方程组成。土壤是各种营力作用的对象，它自身的抗侵蚀性是指土壤易受侵蚀动力破坏的能力，也是土壤对侵蚀介质剥蚀和搬运的敏感性，表征土壤承受降雨和径流分离及输移等过程的综合性能[15]。本文根据所测定的土壤理化性质，采用型计算土壤可蚀性值。

(1)式中，a代表砂粒含量（%，粒径0.05 mm ~ 2 mm），i代表粉粒含量（%，粒径0.002 mm~ 0.05 mm），i代表黏粒含量（%，粒径<0.002 mm），代表有机质含量（%，=有机碳含量×1.724；n=1-a/100。

1.4 数据处理

SPSS17.0分析数据，采用17.0 Pearson相关分析分析不同水保措施的影响因子。

2 结果与分析

表2为不同水保措施下的土壤理化性质。从表中可知，在不同水保措施下，土壤的有机质含量存在显著差异（<0.05）。不同水保措施下，小区和小区从坡上到坡下表现为有机质递增趋势，而小区和小区表现为坡中大于坡上和坡下。不同处理措施的土壤有机质含量大小顺序依次为和，和小区有机质差异显著（<0.05）。从表2中还可见，所测定的土样中粉粒（0.002 mm-0.05 mm）含量最多。黏粒（<0.002 m）从多到少依次，与有机质变化规律基本一致。砂粒（>0.05 mm）从多到少依次为，这与安国英等[17]研究结论基本一致。不同水保措施下土壤机械组成主要受到植被类型、母质、降雨、生物、地形等因素的影响。在同一坡面，土壤机械组成存在的差别，主要因为不同水保措施下所采用的植被覆盖种类不同[16]。

表2 研究区土壤理化性质

注：所有数据以平均值±标准误差表示。同一列中，用不同字母表示不同水保措施下，对应理化性质差异显著（p<0.05），用同一字母表示差异不显著。

表3 不同水保措施下土壤可蚀性K值统计特征

注：值为美制单位。

由土壤可蚀性值公式计算出不同水保措施下土壤可蚀性值。并依据“我国东部丘陵区土壤可蚀性值的分级标准”[18]对可蚀性值分级。不同水保措施下，值均大于0.35时，土壤处于高可侵蚀性。由此，研究区不同水保措施下土壤均处于高可侵蚀性土壤。

表3为不同水保措施下可蚀性值特征。统计发现，研究区土壤值变化范围为0.40~0.44，不同水保措施下差异不显著，变异程度较低，最大仅为5.2%。土壤可蚀性从上到下逐渐增强，即坡下比坡上更易受到侵蚀，这与王彬研究结论一致[19]。因此，对于土壤表层侵蚀的防治，是水土保持的关键举措。

表4是可蚀性K值变化影响因子相关分析。从表4可知，土壤砂粒和粉粒存在极显著负相关（<0.01），相关系数为-0.909，说明土壤中砂粒、粉粒存在密切相关。不同水保措施土壤可蚀性值与土壤粉粒与沙粒存在显著相关（<0.01），与土壤粉粒存在极显著相关，相关系数高达0.965，与砂粒存在显著负相关，相关系数为-0.962。不同水保措施下土壤可蚀性值与土壤黏粒及有机质无显著相关。土壤黏粒与土壤含水率存在显著相关（<0.05）。

表4 可蚀性K值变化影响因子相关分析

注：**在置信度（双测）为0.01时，相关性显著。*在置信度（双测）为0.05时，相关性显著。

3 讨论

土壤可蚀性作为定量估算土壤侵蚀状况的重要参数，反映土壤自身对以剥离和搬运为主要形式的侵蚀外营力的敏感程度[20]。不同水保措施下可蚀性值存在显著差异，且随着土壤深度的不断增加，值不断增大[21]。本研究区土壤值明显高于其他地区[22-23]，甚至比红壤崩岗侵蚀区高，这说明了南方紫色土具有高可侵蚀性[24]。由值的相关分析发现，值与粉粒和砂粒存在极显著相关，而黏粒与有机质则无显著相关，与土壤颗粒砂粒含量及粉粒含量呈负相关，其中小区明显低于其他小区。这可能与侵蚀状况、生物措施、工程措施和植被类型等因素有关。首先，小区值最小，是因为这种水保措施采取的整地方式为山边沟+鱼鳞坑，这种工程措施可以有效的阻控径流泥沙，防止土壤养分以及有机质的流失，山边沟+鱼鳞坑一方面可以拦截降雨，增加降雨的入渗，另一方面坡面的不平整亦能增加地表的粗糙度，降低降雨动能的侵蚀。其次，与种植金银花等植被有关，这一方面能增加地表的覆盖度，减少径流侵蚀，另一方面金银花的枯枝落叶可增加土壤表层的有机质。再者金银花地表密度大，人为干扰因素少，更有利于有机质的积累。XS小区K值最大，是由于这种水保措施采取了顺坡+穴状种植油茶。顺坡种植，地表产流产沙量大，坡面侵蚀导致土壤流失更为严重。种植油茶不同于金银花，油茶植被覆盖度相对较低，油茶果壳多被采摘，地表无枯枝落叶，采摘油茶人为干扰更为严重。

4 结论

研究区紫色土均处于高可侵蚀性土壤（>0.35）。土壤值与土壤粉粒和沙粒存在显著相关（<0.01）。土壤值和土壤粉粒存在极显著相关，相关系数高达0.965。与砂粒存在显著负相关，相关系数为-0.962；而土壤值与土壤黏粒及有机质却无显著相关。研究区不同水保措施下土壤平均可蚀性值变化范围为0.40~0.44,差异不显著，变异程度较低，最大仅为5.2%。可蚀性从高到低依次是，海拔越低，土壤可蚀性越强。

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The Effect of Different Water Conservation Measures on theValue of Soil Erosion

JIANG Tao1,2

(1. State Key Laboratory of Subtropical Mountain Ecology (Funded by Ministry of Science and Technology and Fujian Province), Fuzhou 350007, China; 2. College of Geographical Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China)

The Study collected including conservation science park runoff plot of soil under the four kinds of soil conservation measures, the determination of runoff plots under the four kinds of soil conservation measures of surface soil mechanical composition and determination of organic carbon (TOC) analysis of soil erosionvalue. The results showed that (1) Purple soil in the study area was in highly erosive soil (>0.35). Soilvalue was affected by soil particles and sand grains (<0.01). (2) Soilvalue was influenced by soil particles and sand grains (<0.01), and thevalue of soil was significantly correlated with soil particle size, and the correlation coefficient was 0.965, which was significantly negative correlation with sand grains, and the correlation coefficient was -0.962; (3) The variation range ofvalue in the study area was 0.403 468~0.446 236, and the difference was not significant under different water conservation measures, and the variation was low, with the maximum being 5.2%.

water conservation measures;value; organic carbon content; composition of soil machinery

K903

A

1009-9115(2019)03-0147-04

10.3969/j.issn.1009-9115.2019.03.035

福建省社会发展指导性（重点）项目（2016Y0024）

2018-05-08

2018-07-18

蒋涛（1990-），男，安徽阜阳人，硕士研究生，研究方向为自然资源与环境。

（责任编辑、校对：王淑娟）