红河流域土壤理化性质变化特征及其环境主控因子分析

白致威，冯德泰，丁剑宏，段兴武*

(1.云南省水利水电科学研究院，云南 昆明 650032；2.云南大学国际河流与生态安全研究院/云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室，云南 昆明 650091)



红河流域土壤理化性质变化特征及其环境主控因子分析

白致威1，冯德泰2，丁剑宏1，段兴武2*

(1.云南省水利水电科学研究院，云南 昆明 650032；2.云南大学国际河流与生态安全研究院/云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室，云南 昆明 650091)

在收集第二次全国土壤普查资料的基础上，重新采集红河流域内主要土壤类型的样本并测试其理化特性，分析了近30年以来流域土壤理化性质和土壤生产力的变化特征及环境影响因素。结果表明，近30年来，研究区表层土壤有机质含量平均降低14.67%，碱解氮含量平均降低9.96%，速效磷含量平均增加165.45%，速效钾含量平均增加66.53%。同时，当前土壤生产力指数也较第二次土壤普查时高出102.73%。分析发现研究区土壤侵蚀可以在一定程度上导致土壤有机质含量和土壤综合生产性能的降低，但并不是影响土壤生产力指数变化的关键因子。自然环境因子中降水是影响土壤生产性能变化的最主要因子，其次为温度和坡度。

红河流域；土壤理化性质；土壤生产力；土壤侵蚀；化肥施用

土壤是土地的重要载体，是人类赖以生存和发展的基础[1]。土壤也是陆地生态系统的重要组成部分，是地球上一种重要的自然资源[2]。但是由于人类在土壤资源开发利用过程中存在很多诸如砍伐森林和过度放牧等不合理行为，导致加速土壤侵蚀的发生[3]。加速侵蚀使得表层土壤随径流流走，营养物质流失，土壤机械组成发生变化，土壤质量下降，是导致土壤理化性质变化的重要原因[4]。在土壤侵蚀影响下，土壤生产力逐渐降低，为了提高粮食产量，自上世纪80年代初，农业生产中大量施用化工肥料[5]。合理的施肥可以补偿土壤养分损失，改善土壤结构，从而改变了土壤理化性质；然而不合理的施肥，也会导致土壤质量的衰退[6-7]。近年来，随着化肥施用量的增加，不合理的化肥施用引发的一系列农业环境质量问题日益凸现，特别是土壤酸化、土壤板结、土壤污染等与土壤质量有关的问题逐渐引起关注[8]。研究表明，土地利用方式变化和化肥施用也是土壤理化性质发变化的重要原因[9-10]。定位试验结果表明，长期单独施化肥可破坏土壤结构的稳定性，导致土壤容重增加、孔隙度降低、田间持水量下降、土壤微团聚体分散系数上升，耕作层土壤板结等土壤退化现象[11-13]。

进入20世纪以来，在科技进步推动下，人类活动一方面可通过加强对表层土壤的扰动而加剧土壤侵蚀，另外一方面有通过改变耕作制度和增加施肥等方式改良土壤生产性能。在此背景下，探讨土壤理化性质的变化特征及其环境影响因素逐渐成为土壤地理学的研究热点。许多学者利用第二次土壤普查资料结合野外采样调查等方式，对黑土、黄壤、棕壤等多种土壤类型在中国范围内进行了对比分析[14-15]。也有学者通过小区模拟实验或者野外定位观测分析土壤侵蚀对土壤理化性质及土壤综合性能的影响，在不同地区或者土壤类型区上取得了可喜成果[16]。事实上，施肥和侵蚀往往是同时发生的，在自然环境中能难将二者对土壤理化性质的影响单独分开来研究，而当前研究中综合分析侵蚀和施肥对土壤理化性质影响的案例较少。且中国土壤理化性质变化的相关研究多集中在东北黑土区或黄土高原区，在山地面积分布广泛、土壤侵蚀剧烈的西南地区少有研究案例。

元江-红河是中国西南地区一条重要的国际河流，发源于云南省大理市，流经老挝和越南后注入太平洋。红河流域是云南省重要的粮食和经济作物生产基地。据2000年～2012年云南省统计年鉴计算，流域内的37个县年均粮食产量385.7×104t，占云南省粮食总产的27.2%。因此，流域土壤生产性能的高低对维护区域粮食生产安全具有重要的意义。但红河流域地处高山峡谷地带，坡度较大，加之降水集中、人地矛盾突出，土壤侵蚀极为严重。根据云南省国土资源遥感调查结果显示，1999年红河流域水土流失面积为3.31×104km2，占流域面积的44.31%，占全省水土流失面积的23.46%。流域土壤侵蚀总量为11 069×104t，平均侵蚀模数为1 480 t·km-2，在西南诸河中，侵蚀模数仅次于金沙江[17]。在此背景下，探讨红河流域土壤理化性质的变化特征及其环境主控因子，具有重要的理论价值和现实意义。基于第二次中国土壤普查的剖面资料，于2013年8月重新调查了红河流域9大土类剖面的土壤理化性质。通过实验数据对比两次调查的结果，分析第二次中国土壤普查以来红河流域的土壤理化性质变化特征及其环境影响因素，结果可为区域农业可持续发展和水土保持等工作提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

红河流域云南省境内主要位于100°06'～105°40'E、22°27'～25°32'N之间。北邻金沙江流域、西与澜沧江以无量山为分水岭、东接南盘江流域、南面与越南接壤。流域面积约为7.45×104km2(全流域约16.9×104km2)，流域的地势自西北向东南倾斜，海拔最高3 123 m，最低71 m，平均1 544 m，呈狭弓带状(图1)。该区主要受亚热带季风气候影响，干湿季节分明，雨热同期。受复杂地形与气候的共同影响，流域内干流上分布着广阔的典型干热河谷。红河流域也是云南省主要的热带和亚热带水果生产基地，也是重要的糖业生产区。

图1 红河流域地理位置Fig.1 Geographical position of the Red River Basin

1.2 土壤样品的采集

基于第二次土壤普查成果，从《中国土种志》[18]记录中摘抄研究区内的56个土种的典型剖面位置、周围环境及剖面分层情况，同时摘录及其各层的土壤容重(BD)、有机质(OM)、碱解氮(EN)、速效磷(EP)、速效钾(EK)、pH值等六个指标。为了分析这些典型剖面当前的土壤理化性质，于2014年进行了野外调查及样本采集。其次，结合手中的地形图和利用GPS导航系统指引到达剖面点所在位置，并进行位置核实，之后记录好周围环境情况，其中包括经纬度、海拔、地形地貌、坡度、坡向、土地利用类型(农、林、草)等。确定好位置后，按照土壤调查的相关标准开始挖取剖面，取出来的土样按层次依次放入自制铝槽中，利用Munsell标准比色卡判别不同土层厚度的颜色，再参考《中国土种志》[18]资料对该土种典型剖面分层情况的前提下，确定剖面的土壤分层(淋溶层、沉积层和母质层)。当土壤发生层厚度较大时，可以加大分层密度，厚度小于30 cm时分为一层；厚度在30～60 cm之间，平均分为两层；大于60 cm时，可以均匀分为三层。分层采集一个混合土壤样本(约1 kg)和一个原状土壤样本(利用直径54.6 mm、高50 mm的标准环刀采集)。共采集混合土壤样本和原状土壤样本各162个。原状土壤样本主要用于测定土壤容重(g·cm-3)；用铝盒采集的162个分层土样，装有土壤样本的铝盒在实验室烘箱中在105℃左右烘烤8 h称重(带土铝盒在采集是就称重并记录)。主要是测定土壤含水量。每一个混合土壤样本都必须用自封袋密封，密封袋上用标签纸记录好相应的剖面点及分层情况，带回实验室使土样自然风干，之后对土壤样本研磨，过2 mm和0.149 mm筛，继续密封保存，袋中的混合土样主要用于测定有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量以及土壤酸碱度等土壤理化指标。

表1 不同土类样本采集的基本情况Tab.1 The basic situation of the sample collection of different soil types

1.3 土壤样品的测定及环境因子提取

查找农田土壤理化性质分析测标准方法，测定分析了土壤有机质、碱解氮、速效磷等土壤养分含量，具体方法包括：土壤有机质含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用Olsen法测定；速效钾采用NH4AC浸提-火焰光度法，酸碱度的测定选用pH计电位法(1∶2.5土水质量体积比)；土壤容重采用环刀法测定[19]。

为了分析环境因子对土壤理化性质及土壤生产力的影响，提取了各采样的坡度、坡长、海拔、经度、纬度、海拔、多年平均降水、多年平均气温以及土壤侵蚀模数等9个环境影响因子。其中，经度、纬度和海拔在野外调查时实地测量获取；平均坡度和平均坡长利用研究区30 m分辨率DEM数据(来源于国际科学数据共享平台http：//srtm. datamirror.csdb.cn/)在Arcgis中提取；多年平均降水量和平均温度利用中科院公布的气候数据集(http：//159.226.111.42/pingtai/205 shjujianjie.jsp)在Arcgis中提取；土壤侵蚀模数利用通用土壤流失方程(USLE)计算获取[20]。

1.4 土壤生产力评价及统计分析

利用段兴武等[21]修订的土壤生产力评价指数模型评价研究区的土壤生产力指数，计算公式如下：

(1)

式中：PI表示修订的土壤生产力指数，Ai代表第i层土壤有效含水量的适应性指数，Di表示第i层土壤pH的适应性指数，Oi表示第i层土壤的有机质含量适宜性指数，Ki表示第i层土壤有效磷含量的适应性指数，CLi表示第i层土壤黏粒含量的适应性指数，WFi为第i层土壤的权重，反应了不同土层深度理化性质对土壤生产力的影响。

PI模型中Ai、Di、Oi、CLi以及WFi与修订前模型一致，而Ki为新增指标，需要确定其适宜性指数。根据鲁如坤等人的研究成果[22]，速效含量170mg·kg-1是影响作物产量的临界阈值。因此将170mg·kg-1的土壤速效钾含量作为影响作物生长的临界点，利用半上升隶属度函数表达钾含量适宜指数：

(2)

式中：Ki表示第i层土壤有效钾含量的适应性指数，EKi为第i层土壤有效钾含量(mg·kg-1)，i为层序。

采用典范对应分析(CCA)分析方法表达环境因子对土壤理化性质变化的影响。CCA是基于对应分析(CA)发展而来的一种新的排序方法，它结合了对应分析和多元回归分析，又称为多元直接梯度分析[23]。其基本思路是在对应分析的迭代过程中，每一步的计算结果都与环境因子进行多元线性回归，从而详细地分析研究对象和环境因子之间的关系。CCA分析是一种单峰模型的排序方法，样方排序与对象排序对应分析，在排序过程中结合多个环境因子，因此可以直观地把样方、对象、环境因子的排序结果表示在同一排序图上[24]。CCA采用CANOCO4.5软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 主要剖面理化性质变化

研究区56个主要的土壤剖面的表层土壤容重在第二次中国土壤普查(简称普查，下同)时在1.00～1.35g·cm-3之间，平均为1.14g·cm-3，变幅为0.35g·cm-3；而当前(指2013年调查，下同)变化在0.76～1.49g·cm-3之间，平均为1.13g·cm-3，变幅为0.73g·cm-3。两次调查的容重均值变化不大，当前变幅是普查时的两倍(表2)。从表2中可以看出，土壤容重随着土层厚度的增加而增加。各发生层最大容重的当前值都大于普查值，而最小容重的当前值都小于普查值，母质的平均容重为1.36g·cm-3。

表2 土壤理化性质统计特征及其在剖面上的变化Tab.2 The physical and chemical statistical properties of soil and variation in profiles

注：A为耕作层；B为过渡层；C为母质层，1980s：为第二次中国土壤普查时间Note：A，B，Caretillagelayer，transitionlayer，parentmateriallayer，respectively.1980sisthetimeofthesecondnationalsoilsurveyofChina.

第二次土壤普查时，研究区56个典型剖面表层土壤有机质含量变化在10.3～129.3g·kg-1间，平均为36.80g·kg-1；当前的变化在10.81～66.98g·kg-1间，平均为31.40g·kg-1，低于第二次土壤普查的有机质平均值。

第二次中国土壤普查时，研究区56个典型剖面的耕作层碱解氮含量变化在27.70～291.00mg·kg-1间，平均为144.02mg·kg-1；而当前碱解氮的含量变化在36.75～316.05mg·kg-1间，平均为129.68mg·kg-1，从普查到现在，研究区的表层土壤平均碱解氮含量降低9.96%，而随着土壤深度的增加，碱解氮的在土壤中的含量逐渐降低(表2)。当前的土壤碱解氮含量变化曲线与第二次中国土壤普查时基本一致(图2)。其中有16个典型剖面在两次调查所测定的数值呈反向关系，其余的剖面增减变化一致。

图2 典型剖面自第二次土壤普查以来表层土壤碱解氮变化图Fig.2 Changes in soil available nitrogen for the surface soiltypical soil profiles from the second national soil survey

第二次中国土壤普查时，研究区56个典型剖面的表层土壤速效磷含量变化在1.20～31.00mg·kg-1间，平均含量为6.89mg·kg-1；当前的含量变化在3.83～43.65mg·kg-1间，平均为18.29mg·kg-1，显著高于普查水平(表2)。除表层土含量增加外，过渡层和母质层都有所增加。相比于第二次土壤普查，除了5个剖面的表层土壤速效磷含量降低以外，其绝大部分含量增加，其中有两个剖面点的含量增加的幅度最大(图3)。

图3 典型剖面自第二次土壤普查以来表层土壤速效磷变化图Fig.3 Changes in soil available phosphorus for the surface soiltypical soil profiles from the second national soil survey

第二次中国土壤普查时，研究区56个典型剖面土壤表层速效钾含量变化在48.00～511.50mg·kg-1间，平均为160.28mg·kg-1，当前的含量变化在77.50～550.00mg·kg-1间，平均为266.91mg·kg-1，高出第二次土壤普查值近66.53%(表2)。第二次中国土壤普查值变化趋势与当前值的相似，其中只有极少剖面点的速效钾含量发生明显变化，绝大多数剖面的变化基本保持一致。

土壤的酸碱度(pH)对土壤肥力有很大影响。第二次土壤普查时，研究区56个典型剖面表层土壤pH值变化在4.32～7.80间，变化幅度为3.48，平均为5.78；当前的变化在6.24～6.95间，变化幅度为0.71，平均为6.65(表2)。从第二次中国土壤普查(1980年)到当前(2013年)，调查的剖面中有9个pH值较第二次中国土壤普查时下降，2个变化不大，其余典型剖面的土壤大部分pH值上升，土壤由酸性逐渐变为中性或弱酸性。

2.2 土壤生产力的长期变化变化特征

土壤生产力是指特定地区土壤在一定管理方式下生产某种作物或一系列作物的水平，是土壤产出农产品的能力，生产力指数模型(PI，ProductivityIndex)是基于土壤对作物产量的实验结果，建立的土壤性质影响作物生产力的经验模型[21]。第二次土壤普查时，研究区内56个典型剖面表层土壤的PI值变化在0.04～0.69间，平均为0.26；当前的变化在0.12～0.88间，平均为0.46(表2)，相比普查值增加76.92%。总体上，两次调查的PI值变化趋势相似，除了少部分剖面点的生产力指数不变和下降外，绝大多数剖面上升(图4)。

图4 典型剖面自第二次土壤普查以来的土壤生产力指数变化图Fig.4 Changes in soil productivity index for the surface soiltypical soil profiles from the second national soil survey

2.3 土壤生产力变化的影响机制

为分析自然环境要素对土壤生产性能变化的影响，以红河流域56个典型土壤剖面作为样本，每个样区选取土壤生产力指数(PIV)变化量、土壤有机质(OMV)变化量、碱解氮(ENV)变化量、速效磷(EPV)变化量以及速效钾(EKV)变化量5个指标作为响应变量来描述样区的土壤生产力变化特征，以多年平均气温(T)、降水量(P)、坡度(Sl)、坡向(As)、海拔(El)以及年均侵蚀模数(EM)作为影响土壤生产力变化的解释变量，运用CCA排序方法来分析环境因子与土壤生产力变化的关系。

CCA分析结果表明，流域环境因子与土壤生产力变化对应分析的特征值总和为0.134，其中第一排序轴的特征值为0.027，占总特征值的8.38%。前两排序轴能够累积解释土壤生产力变化的11.8%，其中第一排序轴能够解释土壤生产力变化的8.5%。第一排序轴累积解释环境因子与土壤生产力变化关系的67.7%，表明该排序轴集中了环境因子与土壤生产力变化关系的大部分信息。第一排序轴上环境因子与土壤生产力变化特征的相关系数为0.502，二者在第二排序轴上的相关系数为0.419，表明环境因子与土壤生产力变化特征的关系较为密切。

从CCA排序图可以看出(图5)，各环境因子对土壤生产力变化的影响差异较大。主要表现为：PI变化与多年平均降水、坡度、气温呈现出显著的正相关，而与海拔、坡向呈负相关，与土壤侵蚀模数呈负相关；土壤碱解氮和速效磷变化与海拔、坡向呈现显著的正相关，而与降水、坡度呈显著的负相关；土壤速效钾变化与气温、土壤侵蚀模数呈显著的正相关，与海拔呈显著的负相关，与降水、坡度关系不密切。土壤有机质的变化与坡度、降水呈正相关，与土壤侵蚀模数和坡向呈负相关。图5显示，对 56个剖面点的理化性质变化的首要环境因子为降水，其次为海拔、坡度和坡向等地形因素。从分析结果可以看出，土壤侵蚀可以在一定程度上导致土壤有机质含量和土壤生产力的降低，但并不是影响土壤生产力指数变化的关键因子。降水是影响研究区土壤生产力变化的主要因素，其次为气温和坡度。

图5 环境因子与土壤生产力变化的CCA排序Fig.5 Environmental factors and variation in soil productivity of CCA

3 讨论

土壤理化性质是判断土壤的养分水平和分析土壤质量变化的重要指标，其任何一个理化性质的变化都会直接或间接地影响到土壤其他组成部分[25]。土壤容重是反映土壤松紧程度的重要指标，土壤松紧状况是土壤重要的物理性质之一，它直接影响土壤肥力状况和植物根系的发育[26]。研究结果显示，流域内当前的耕作层土壤容重变化范围比普查时的大(图2)。耕作层的土壤容重当前值大于普查值，说明人类在农业生产过程中表层土的容重自普查以来有所增加，这与国内部分学者研究的结果一致[27-28]。

土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础，可改善土壤物理性状，是反映人类活动与水土流失对土壤质量影响程度的重要指标[29]。研究中典型剖面土壤有机质含量与第二次土壤普查值有所降低，土壤受到人类活动(土壤开垦年限、土壤侵蚀、化肥施用)的影响，土壤有机质含量发生降低，而有效的化肥使用弥补了因人类活动导致流失的有机质含量[30]。说明研究区有良好的耕作制度和合理的施肥方法，使得该区表层土壤有机质含量升高，反之则降低。外界因素(耕作、土壤侵蚀)对表层土壤有机质含量的影响最大，对母质层的有机质含量影响比较小。碱解氮能够比较灵敏地反映土壤氮素动态和供氮水平，是反映土壤供氮能力的指标之一[31]。研究区内当前土壤碱解氮平均含量较普查时有所降低，而且随着土壤深度的增加，碱解氮含量也逐渐降低。这与研究区施肥配比和氮肥的特性具有相关性，研究区甘蔗、水果等经济作物种植面积较广，因此多重视磷肥的施用，而氮肥本身容易淋溶，在土壤中的富集时间较短，因此碱解氮略有降低，这与已有在金沙江下游地区的研究结果相似[32]。研究区内56个典型土壤剖面的速效磷平均含量增加了165.46%，这与上世纪90年代初，中国开始大量施用磷肥有关[33]，而且利用率很低。研究表明，在自然条件下磷肥比氮肥和钾肥难降解，且不易被植物吸收利用，因此，长期的大量施用磷肥，使土壤中富集了更多的磷元素[22]。针对这一现象，在研究区内的农业生产中应当减少磷肥的施用量。磷肥的施用，同时也影响到土壤的过渡层和母质层，含量都有明显的增加。研究区内近30a以来的土壤速效钾含量有增加的趋势，但增加幅度低于速效磷而高于碱解氮。这是因为当地农民在农业生产过程中大量使用含磷较高的化肥，而磷素较其他肥料元素更容易在土壤中富集所致。钾是植物生长的必须元素，且主要来自于土壤。钾肥的施用可以提高作物产量、改善作物品质并增强作物的抗逆能力[33-34]。近年来，红壤区土壤施用钾肥的比例有增加的趋势，这也是导致土壤速效钾含量增加的主要原因。研究表明速效钾含量达到170mg·kg-1后，土壤钾素养分已经能够充分供给作物生长，无需增施钾肥，研究表明研究区土壤速效钾的平价含量接近267mg·kg-1，因此在生产实践中，可适当考虑减少钾肥的施用或者采用隔年施用钾肥的方式。

研究表明，近30a以来，红河流域土壤生产力指数总体呈上升趋势，这与红壤区长期合理施肥对土壤肥力影响的定位监测结果基本一致[35]。研究区土壤生产力指数的升高，得益于土壤有机质含量、速效钾等土壤养分含量的增加。

从长期时间尺度上看，自然环境要素(气温、降水、海拔等)、土壤侵蚀以及人类活动(增加施肥、改善耕作制度和耕作方式)同时作用于土壤，都是导致土壤理化性质和综合生产性能变化的潜在原因研究表明，近30a以来，山区土壤生产力总体呈上升的趋势，土壤侵蚀可以在一定程度上导致土壤有机质含量和土壤综合生产性能的降低，但并不是影响土壤生产力指数变化的关键因子。从自然环境因素看，降水是影响土壤生产性能变化的最主要原因，其次为温度和坡度。水热条件良好的地区，可种植的作物类型较多、且作物单产较高，相对而言，农民更趋向于在这些地区增加投入，从而导致土壤生产性能的增加。

4 结论

基于第二次土壤普查成果，结合野外调查和采样分析，对比分析了第二次土壤普查以来红河流域主要土类土壤理化性质及土壤综合生产力的变化特征，并在提取环境因子的基础上探讨了环境因子对土壤生产力变化的影响，主要结论如下：

研究区内9个主要土类56个典型剖面的土壤理化性质自第二次中国土壤普查后变化显著。其中，土壤有机质和碱解氮含量略有降低，当前土壤表层有机质含量和碱解氮含量比普查时分别下降14.67%和9.96%，随着土壤深度的增加，土壤碱解氮含量也随之降低；速效磷含量增幅最为显著，表层土壤速效磷的含量增幅达165.45%；速效钾含量增幅为66.53%。

与第二次土壤普查比，当前土壤生产力指数较第二次土壤普查高102.73%。研究区土壤生产力指数的升高，得益于土壤有机质含量、速效钾等土壤养分含量的增加。土壤侵蚀可以在一定程度上导致土壤有机质含量和土壤综合生产性能的降低，但并不是影响土壤生产力指数变化的关键因子。从自然环境因素看，降水是影响土壤生产性能变化的最主要原因，其次为温度和坡度。水热条件良好的地区，可种植的作物类型较多、且作物单产较高，相对而言，农民更趋向于在这些地区增加投入，从而导致土壤生产性能的增加。

[1]赵其国.中国土壤科学战略发展研究的新思路--土壤学战略发展研究的顶层设计与路线图[J].生态环境学报，2013，22(10)：1639-1646.

[2]DuanXW，RongL，ZhangGL，etal.SoilproductivityintheYunnanprovince：Spatialdistributionandsustainableutilization[J].Soil&TillageResearch，2015，147：10-19.

[3]郭乾坤，刘宝元，朱少波，等.中国主要水土保持耕作措施因子[J].中国水土保持，2013，10：22-26.

[4]刘国华，傅伯杰，陈利顶，等.中国生态退化的主要类型、特征及分布[J].生态学报，2000，20(1)：13-19.

[5]张艳，于汶加，陈其，等.化肥消费规律及中国化肥矿产需求趋势预测[J].资源科学，2015，37(5)：977-987.

[6]林葆，林继雄，李家康.长期施肥的作物产量和土壤肥力变化[J].植物营养与肥料学报，1994(1)：6-18.

[7]李忠芳，徐明岗，张会民，等.长期施肥下中国主要粮食作物产量的变[J].中国农业科学，2009，42(7)：2407-2414.

[8]张北赢，陈天林，王兵.长期施用化肥对土壤质量的影响[J].中国农学通报，2010，26(11)：182-187.

[9]李灵，张玉，江慧华，等.九曲溪生态保护区不同土地利用方式对土壤质量的影响[J].中国水土保持，2011(11)：41-45.

[10]丁晨曦，李永强，董智，等.不同土地利用方式对黄河三角洲盐碱地土壤理化性质的影响[J].中国水土保持科学，2013，11(2)：84-89.

[11]焦瑞枣，任少勇，王姣，等.炭基肥对马铃薯田土壤容重、孔隙度和养分的影响[J].华北农学报，2015，30(4)：231-238.

[12]金梁，魏丹，郭文义，等.化肥单施及生物炭与化肥配施对土壤物理性、大豆形态学指标及产量影响[J].中国土壤与肥料，2015，(2)：29-32.

[13]许闯，王松山，李菊梅，等.长期施肥对红壤和黑土硫形态演变的影响[J].应用生态学报，2014，25(4)：1069-1075.

[14]盛茂银，刘洋，熊康宁.中国南方喀斯特石漠化演替过程中土壤理化性质的响应[J].生态学报，2013，33(19)：6303-6313.

[15]段兴武，赵振，刘刚.东北典型黑土区土壤理化性质的变化特征[J].土壤通报，2012，43(3)：530-534.

[16]GaoXF，YunX，LiuG，eta.Effectsofsoilerosiononsoybeanyieldasestimatedbysimulatinggraduallyerodedsoilprofiles[J].Soil&TillageResearch，2014，145：126-134.

[17]金德山.云南国土资源遥感综合调查[M].昆明：云南科学技术出版社，2004.

[18]全国土壤普查办公室.中国土种志[M].北京：中国农业出版社，1995.

[19]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

[20]刘宝元，郭索彦，李智广，等.中国水力侵蚀抽样调查[J].中国水土保持，2013，10：26-34.

[21]段兴武，谢云，冯艳杰，等.东北黑土区土壤生产力评价方法研究[J].中国农业科学，2009，42(5)：1656-1664.

[22]鲁如坤.土壤一植物营养学原理和施肥[M].北京：化学工业出版社，1998：46-47，117.

[23]TerBraakCJF，SmilauerFP.CANOCOReferenceManualandCanoDrawforWindowsUser’sguide：SoftwareforCanonicalCommunityOrdination(version4.5)[M].NewYork：Microcomputerpower，Ithaca，2002.

[24]PierreL.StudyBetadiversity：ecologicalvariationpartitioningbymultipleregressionandcannoicalanalysis[J].JournalofPlantEcology，2007，31(5)：976-981.

[25]曹小玉，李际平，张彩彩等.不同龄组杉木林土壤有机碳和理化性质的变化特征及其通径分析[J].水土保持学报，2014，28(4)：200-205.

[26]刘波，吴礼树，鲁剑巍，等.不同耕作方式对土壤理化性质影响研究进展[J].耕作与栽培，2010，(2)：55-58.

[27]卜金芝，卜玉千.昌宁县小赤田小流域坡耕地理化性状评价[J].南方农业，2013，7(1)：7-10.

[28]张丽，张中东，郭正宇，等.深松耕作和秸秆还田对农田土壤物理特性的影响[J].水土保持通报，2015，35(1)：102-117.

[29]杨春璐，马溪平，李法云，等.海城河河岸带土壤理化性质分析[J].生态科学，2010，29(3)：262-267.

[30]段兴武，赵振，刘刚.东北典型黑土区土壤理化性质的变化特征[J].土壤通报，2012，43(3)：530-534.

[31]李冰，唐亚.金沙江下游地区人类活动对土壤侵蚀的影响[J].山地学报，2012，30(3)：299-307.

[32]曾希柏，胡学玉，胡清秀.中国肥料的施用现状及发展趋势[J].科技导报，2002(8)：36-39.

[33]白由路.植物营养与肥料研究的回顾与展望[J].中国农业科学，2015，48(17)：3477-3492.

[34]张水清，杨莉，黄绍敏，等.长期施肥下潮土速效钾含量与钾素投入水平关系[J].植物营养与肥料学报，2014，20(3)：773-777.

[35]徐明岗，梁国庆，张夫道.中国土壤肥力演变[M].中国农业科学出版社，2006：19-46.

A STUDY ON THE VARIATIONS OF SOIL PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES AND IT’S ENVIRONMENTAL IMPACT FACTORS IN THE RED RIVER WATERSHED

BAI Zhi-wei1，FENG De-tai2，DING Jian-hong1，DUAN Xing-wu2

(1.YunnanInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Kunming650032，Yunnan，China；2.AsianInternationalRiversCenter，YunnanUniversity/YunnanKeyLaboratoryofInternationalRiversandTransboundaryEco-security，Kunming650091，Yunnan，China)

Based on the collection of soil database of the second national soil survey of China，the main types of soils in the red river watershed was field survey again and soil physico-chemical properties were tested，the purpose were to analyze the variations of soil physico-chemical properties and soil productivity and environmental impact factors of those variation in the red river watershed.The results showed that since the second national soil survey of China，soil organic matter content in the surface soil was decreased by 14.67%，that was for available nitrogen content，however，soil available phosphorus content and available potassium content were increased by 165.45% and 66.53% respectively in the study areas.Meanwhile，the current soil productivity index was averagely 102.73%higher than that of the second national survey.CCA analysis showed that soil erosion can lead to the decreasing of soil organic matter content and soil productivity to some extent，but it wasn't the key factor impact on change of soil productivity.In all natural environmental factors，precipitation was the most important factor for the change of soil productivity，followed by air temperature and slope gradient.

Red river watershed；soil physico-chemical properties；soil erosion；soil productivity；artificially applying fertilizer

2015-07-06；

2015-08-09．

*通信作者：段兴武(1981-)，男，云南省玉溪市人，副研究员，博士，主要从事土壤侵蚀与水土保持研究.

S153.6

A

1001-7852(2015)04-0063-08