武夷山挂墩茶园和竹杉林下山地黄壤可蚀性差异

陈慧如

摘要 为明晰茶园、竹杉林2种植被发育下土壤可蚀性差异，以武夷山挂墩茶园、竹杉林2种植被下山地黄壤为研究对象，基于室内实验得出的土壤机械组成与有机质数据，运用EPIC模型计算土壤可蚀性K值。结果表明：（1）2种植被发育下黄壤有机质存在显著的差异，表现为茶园黄壤<竹杉林黄壤。（2）在机械组成方面，仅有Ah层茶园黄壤砂粒含量显著大于竹杉林黄壤，其余无显著的差异。（3）2种黄壤Ah层K值差异不大，Bs层差异显著，呈现茶园黄壤>竹杉林黄壤。

关键词 黄壤;茶园;竹杉林;土壤可蚀性;武夷山

中图分类号：S714.7 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2022）04–0192–03

土壤侵蚀是土壤退化的重要因子之一，掌握其有关规律，有利于更好地预防土壤退化[1]。茶树、毛竹、杉木均是现代重要的经济树种，然而近年来愈演愈烈的土壤侵蚀问题可能会使植被生长受到威胁，影响其经济效益。因此，研究不同植被类型下土壤的可蚀性差异，并在此基础上选择更加合理的土壤改良方法对经济树种种植尤为重要。对武夷山挂墩大致同一高度下的茶园和竹杉林2种植被类型下黄壤进行取样并实验，对得出机械组成、有机质、可蚀性K值进行对比，分析这2种植被下山地黄壤可蚀性差异的原因，为山地黄壤的利用和改良提供参考依据。

1 研究区概况

武夷山国家自然保护区坐落于福建省与江西省分界线北段，平均高度约为1 000～1 100 m，地势较高且起伏大;气候类型主要为中亚热带季风气候，年平均气温约为8.5℃～19℃，雾多，尤其是5—6月年平均雾日可达100 d以上，年平均相对湿度较大，常在70%～85%，年平均降水量为1 600～

2 200 mm;主要植被类型为常绿阔叶林、毛竹、杉木、马尾松、常绿针阔混交林、矮林、灌丛以及草甸等;主要母岩类型为粗晶花岗岩和火山岩[2-3]。

2 材料与方法

2.1 土壤样品的采集与处理

2021年10月，在挂墩大致同一海拔的中山坡地，分别选取茶树、竹杉林2种植被发育下的3个土壤剖面，并采集每个剖面Ah层和Bs层土样。将土样置于室温下风干后，丢弃非土壤形成物质和动植物残体，四分法取土后再充分碾碎、磨细，过2 mm筛，用于理化性质测定。其中选取大约5 g土样过0.15 mm筛用于有机质测定。

2.2 土壤理化性质的测定

采用甲种比重计法进行土壤机械组成测定，采用丘林法测定土壤有机质含量。

2.3 数据处理

粒径分级按美国农业部的土壤粒径分级标准，即粒径小于0.002 mm为黏粒（CLA）、粒径大于0.002 mm且小于0.05 mm为粉粒（SIL）、粒径大于0.05 mm且小于2 mm为砂粒（SAN）;运用Williams等[4]提出的土壤侵蚀方程公式（2）计算土壤可蚀性K值，并根据K值计算结果，以及梁音等[5]得出的我国东部丘陵区土壤可蚀性K值的分级指标计算土壤可蚀性级别：

公式（2）中：K代表EPIC模型计算得

到的土壤可蚀性因子（）;

C、OM、SAN、SIL、CLA分别代表土壤有机碳、土壤有机质、土壤砂粒、土壤粉粒和土壤黏粒含量。

采用Excel 2019软件处理数据与设计图表，运用SPSS 24.0软件分析数据。两組间差异性比较和相关性分析分别采用SPSS软件中独立样本t检验，土壤理化性质之间的相关分析采用双变量相关性分析法（Pearson模型）。

3 结果与分析

3.1 茶园与竹杉林2种植被发育下黄壤有机质含量对比

由表1可知，Ah层与Bs层茶园黄壤与竹杉林黄壤有机质均存在显著的差异，表现为竹杉林>茶园。试验结果可能与植物残体有着密切关系。土壤有机质主要来源于动植物残体，又以植物残体为主[6]。由于毛竹、杉木地上枝叶本就较为繁茂，且较多茶叶会被用于生产，因此茶园表层枯枝落叶少于竹杉林。除此之外，植物根系也属于植物残体，而混交林根系比纯林更茂盛，茶园土壤根系少于竹杉林，所以Ah层、Bs层土壤有机质含量均表现为茶园黄壤<竹杉林黄壤[7]。

3.2 茶园与竹杉林2种植被发育下山地黄壤机械组成对比

在各粒级所占比重方面，Ah层的2种植被下黄壤表现出多砂粒、少粉粒、低黏粒的特点，且砂粒含量均高于50%，呈粗骨化特征[8]。由表1可知，在Ah层，茶园黄壤砂粒比重明显比竹杉林黄壤大，差异性显著，粉粒、黏粒差异性不显著。Bs层2种黄壤的砂粒、粉粒、黏粒差异性均不大。Ah层茶园黄壤砂粒比重相较竹杉林黄壤更大的原因可能是茶树对雨水拦截作用小于毛竹与杉木，较强的雨水冲刷作用易导致表层细土流失，而留下较粗粒径的土[9]。然而，随着土层深度的增加，这种差异的影响作用被削弱，所以Bs层2种植被发育下黄壤机械组成差异较小。

3.3 茶园与竹杉林2种植被发育下山地黄壤可蚀性K值对比

根据表1，从Ah层到Bs层，随着土壤深度增大，K值有较明显的提升，说明土壤的抗侵蚀能力会随着土层深度增加而减弱。对比2种植被下土壤，在Ah层2种黄壤K值差异性不大，而在Bs层差异显著，表现为茶园黄壤K值明显大于竹杉林黄壤。

3.4 茶园与竹杉林2种植被发育下山地黄壤可蚀性K值与机械组成、有机质相关性

由表2可知，在Ah层，2种植被下黄壤K值与粉粒有极显著的正相关性，这与以往研究结果一致，与砂粒、黏粒有负相关性，与有机质有正相关性，但都不显著[10]。根据表3可知，在Bs层，2种植被下黄壤K值与砂粒相关性较小，与粉粒存在正相关性，与黏粒存在负相关性，但均不显著，与有机质存在显著正相关性。由此可见，Bs层茶园黄壤抗侵蚀能力低于竹杉林黄壤的结果可能与有机质和根系有关。较多的根系穿插和较高的有机质含量有利于土壤形成较好的结构，并且可提高其渗透性能，从而提升土壤抗侵蚀能力[11]。由此可见，施加有机肥对土壤侵蚀有一定程度的改善。但在Ah层2种土壤K值与有机质呈正相关，究其原因，可能是粉粒对K值的影响对有机质与K值相关性有所干扰。

4 結束语

通过室内实验等方法，运用SPSS 24.0和Excel 2019软件统计和处理数据，研究武夷山挂墩山地黄壤机械组成、有机质、可蚀性K值的差异。结果表明：由于竹杉混交林根系和表层枯枝落叶均多于茶园，因此竹杉林黄壤砂粒含量较低，有机质含量较高，Bs层土壤抗侵蚀和搬运能力较强。Ah层土壤可蚀性K值与粉粒有极显著的相关性，Bs层土壤可蚀性K值与有机质存在显著的负相关。但由于影响土壤可蚀性K值的因子之间存在相互作用的机制，故难以判断真正影响土壤可蚀性K值的指标。本研究能基本揭示茶园和竹杉林山地黄壤可蚀性差异与影响因素，为更好地改良山地黄壤提供科学依据。

参考文献

[1] 张黎明.我国南方不同类型土壤可蚀性K值及相关因子研究[D].广州：华南热带农业大学，2005.

[2] 朱鹤健，林振盛，陈珍皋，等.武夷山土壤垂直分布和特征[J].武夷科学，1982， 152-164.

[3] 陈健飞.武夷山土壤形成特点与系统分类[J].土壤通报，2000，31（3）：97-101，145.

[4] Williams J R， Renard K G， Dyke P T. EPIC：A new method for assessing erosion’s effect on soil productivity [J].Journal of Soil and water Conservation， 1983， 38（5）： 381-383.

[5] 梁音，史学正.长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K值研究[J].水土保持研究，1999，6（2）：48-53.

[6] 朱鹤健，陈建飞，陈松林.土壤地理学[M].北京：高等教育出版社，2019.

[7] 吕渡.不同恢复类型植被细根分布特征及其与土壤理化性质耦合关系[D].杨凌：西北农林科技大学，2018.

[8] 谢炎敏.福建省长汀县崩岗不同植被盖度下土壤机械组成[J].亚热带水土保持，2017，29（4）：18-22.

[9] 张素，熊东红，校亮，等.冲沟不同部位土壤机械组成及抗冲性差异[J].土壤， 2016，48（6）：1270-1276.

[10] 徐文秀，韦杰，李进林，等.三峡库区紫色土坡耕地表土的可蚀性研究[J].水土保持通报，2019，39（3）：7-11，18.

[11] 区晓琳，陈志彪，陈志强，等.闽西南崩岗土壤理化性质及可蚀性分异特征[J].中国水土保持科学，2016，14（3）：84-92.

责任编辑：黄艳飞

The difference in Erodibility of Mountain Yellow Soil Between Tea Plantation and Moso Bamboo and Cunninghamia lanceolata Mixed Forests at Guadun in Wuyi Mountain

CHEN Huiru （School of Geographical Sciences， Fujian Normal University， Fuzhou， Fujian 350000）

Abstract In order to clarify the difference in soil erodibility under the development of tea plantation and moso bamboo and Cunninghamia lanceolata mixed forests， the mountain yellow soil under the two kinds of vegetation of Wuyi Mountain was selected as the research object. Based on the soil mechanical composition and organic matter data obtained from laboratory experiments， EPIC was used The model calculates the soil erodibility K value. The results showed that： （1） There were significant differences in the organic matter of the yellow soil under the two types of vegetation development， which showed that the yellow soil of the tea plantation was less than the yellow soil of the bamboo and fir forest. （2） In terms of mechanical composition， only the sand content of the yellow soil of the tea plantation in the Ah layer was significantly greater than that of the yellow soil of the bamboo and fir forest， and the rest had no significant difference. （3） The K value in the Ah layer of the two yellow soils had little difference， but the difference in the Bs layer was significant.

Key words Yellow soil; Tea plantation; Cedar-bamboo; Soil erodibility; Wuyi Mountain