全 文 ：土地利用方式对滇池流域土壤养分时空分布的影响*
陈春瑜摇 和树庄**摇 胡摇 斌摇 吕文龙
(云南大学环境科学与生态修复研究所, 昆明 650091)
摘摇 要摇 选择滇池流域 6 种土地利用方式(废弃大棚区、林地、坡耕地、台地、平坝菜地和设施
大棚菜地)逐月定点测定表层土壤 pH以及氮、磷和有机质含量,分析土地利用方式对滇池流
域土壤养分时空分布的影响.结果表明: 研究区不同土地利用方式的土壤 pH、有机质含量、总
氮含量、总磷含量、C / N均存在显著差异. pH值依次为废弃大棚>平坝菜地>设施大棚>台地>
坡耕地>林地;有机质含量依次为废弃大棚>平坝菜地>设施大棚>坡耕地>林地>台地;总氮含
量依次为设施大棚>平坝菜地>废弃大棚>坡耕地>台地>林地;总磷含量依次为平坝菜地>设
施大棚>废弃大棚>坡耕地>台地>林地;C / N值依次为林地>坡耕地>平坝菜地>台地>废弃大
棚>设施大棚.土壤中有机质、氮、磷含量受施肥、灌溉、田间耕作及季节因素等影响.不同样点
各指标的高值均出现在雨季,可能与当地追肥习惯有关.各种土地利用方式下,土壤总氮、总
磷和有机质含量之间呈显著正相关.高强度利用的设施大棚和废弃大棚的土壤 pH 以及氮、
磷、有机质含量明显异于人为扰动较小的林地和台地.
关键词摇 土地利用摇 土壤养分摇 滇池
文章编号摇 1001-9332(2012)10-2677-08摇 中图分类号摇 S158. 3摇 文献标识码摇 A
Effects of land use type on spatiotemporal distribution of soil nutrients in Dianchi watershed,
Yunnan Province of Southwest China. CHEN Chun鄄yu, HE Shu鄄zhuang, HU Bin, L譈 Wen鄄
long ( Institute of Environmental Sciences and Ecological Restoration, Yunnan University, Kunming
650091, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(10): 2677-2684.
Abstract: Surface soil samples were monthly collected from six land use types (abandoned green鄄
house field, forest land, sloped farmland, table land, flat vegetable land and greenhouse field) in
Dianchi watershed of Yunnan to determine the soil pH and the contents of soil organic matter
(OM), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP), aimed to understand the effects of differ鄄
ent land use types on the spatiotemporal distribution of the soil nutrients. The soil pH, SOM, TN
and TP, contents, and soil C / N differed significantly with soil land use types. The soil pH was in
the order of abandoned greenhouse field > flat vegetable land > greenhouse field > table land >
sloped farmland > forest land; the OM content was in the sequence of abandoned greenhouse field >
flat vegetable land > greenhouse field > sloped farmland > forest land > table land; the TN content
was in the order of greenhouse field > flat vegetable land > abandoned greenhouse field > sloped
farmland > table land > forest land; the TP content was in the order of flat vegetable field > green鄄
house field > abandoned greenhouse field > sloped farmland > table land > forest land; and the
C / N ratio was in the sequence of forest land > sloped farmland > flat vegetable plot > table land >
abandonedgreenhouse field > greenhouse field. The OM, TN and TP contents were affected by ferti鄄
lization, irrigation, field cultivation and season. All the test parameters had the highest values in
rainy season, which could be related to the local top鄄dressing habits. There were significant positive
correlations among the TN, TP and OM under all the land use types. In greenhouse field and
abandoned greenhouse field, due to the severe human disturbances, the soil pH and OM, TN and
TP contents were obviously higher than those in forestland and table land.
Key words: land use; soil nutrient; Dianchi watershed of Yunnan.
*国家科技重大专项(2009ZX07002鄄004鄄001)资助.
**通讯作者. E鄄mail: heshuzhuang@ ynu. edu. cn
2011鄄11鄄22 收稿,2012鄄07鄄15 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 10 月摇 第 23 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2012,23(10): 2677-2684
摇 摇 滇池流域位于我国云贵高原中部,地处金沙江、
南盘江和红河三大流域分水岭地带,是云南省人口
最密集、经济最发达的地区[1] . 1990 年以来,滇池流
域土地利用方式发生了明显变化,表现为建设用地
的显著上升、耕地面积的逐渐下降以及人均耕地的
锐减,随之带来的是城乡收入差距拉大、化肥使用量
增加、复种指数提高,这虽然使该区农业生产产值得
到很大提高,但导致土地利用强度加大,相应的面源
污染风险也随之上升. 土地利用的变化不仅改变自
然景观的面貌,也改变了景观中土地物质循环和能
量交换,对区域土壤、湖泊产生了深刻影响[2] .
土地利用方式与土壤养分有着密切的联系[3] .
土壤性质受各种气候、地形和人类活动等因素的综
合影响,其具有时间和空间的变化特征[4] . 土地利
用方式影响植被凋落物和残余量[5]以及土壤微生
物的活动[6],进而引起土壤养分的变化. 合理的土
地利用方式可以改善土壤结构、增强土壤对外界环
境变化的抵抗力,反之,将导致土壤质量下降[7]、增
加土壤侵蚀[8]、降低生物多样性. 对于土地质量下
降所带来的生产力下降,当地农民采取的主要措施
是增加施肥量,特别是在大棚种植过程中. 目前,滇
池流域的土地质量已大幅下降[9] . 土地利用方式不
合理是该流域面源污染负荷变化的主导因素之一,
对滇池水体富营养化起着重要作用.
本文于 2010 年 3 月至 2011 年 2 月对滇池流域
不同土地利用方式下的土壤养分含量进行逐月调查
测定,分析不同土地利用方式带来的土壤养分时空
分布差异,并对土壤养分时空分布进行定量研究和
综合评价,旨在通过分析土地利用方式对土壤化学
性质产生的影响,为当地寻求最佳的土地利用结构,
以及为土壤生态环境的可持续发展提供基础依据,
从而建立面源污染源头控制的监督体系.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 采样区概况
滇池(24毅28忆—25毅28忆 N,102毅30忆—103毅00忆 E)
是我国著名的高原淡水湖泊,位于昆明市西南,地处
长江、珠江和红河三大水系分水岭地带.该区属北亚
热带湿润季风气候,具有“四季如春冶、“干湿季分
明冶的云南高原中部的典型气候特征,年均气温
14郾 7 益 .滇池南北长 40 km、东西宽 12郾 5 km,为四
周由山地和丘陵构成的南北长、东西窄的湖盆地.湖
面面积 298 km2,平均水深 4 m,总容水量 15郾 7伊108
m3,最大容积 1郾 2伊109 m3,流域面积 2920 km2,年径
流量 9郾 7 伊 108 m3,年均降水量 797 ~ 1007 mm,
80% ~90%的降水集中在雨季(5—10 月). 滇池入
湖河流大多源近流短,有 20 多条主要河流汇入滇
池.林地为滇池流域的主要土地利用类型,其面积
(991郾 9 km2)占整个流域面积的 34郾 2% ,主要分布
在松华坝水源保护区范围内;耕地面积 ( 636郾 4
km2)占流域土地总面积的 21郾 9% ,主要分布在滇池
盆地、嵩明县的白邑坝子内海拔 2300 m 以下的中
山、丘陵地带.流域内地带性植被为半湿润常绿阔叶
林[10],主要有云南松(Pinus yunnanensis)、华山松
(Pinus armandii)、滇青冈 ( Cyclobalanopsis glauco鄄
iodes)和黑荆(Acacia mearnsii)等次生林. 种植作物
以玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)和豌豆
(Pisum sativum)为主.成土母质为石灰岩、砂岩残积
物、坡积物和冲积洪积物.水稻土和红壤为主要土壤
类型,人为活动对该区土壤形成和演化有重要影响.
1郾 2摇 布点与采样
依据滇池流域总体特征,从土地利用强度对滇
池的影响程度出发,将研究区土地利用类型分为 4
大类,分别为废弃大棚区(样点数为 10)、林地(样点
数为 30)、粮作地(样点数为 36)和蔬菜地(样点数
为 44)(图 1).根据实际利用情况,将蔬菜地分为平
坝菜地和设施大棚菜地,其中,平坝菜地主要种植豌
豆等作物,设施大棚菜地主要种植小白菜等蔬菜;粮
作地主要种植小麦、玉米等大田作物,分为坡耕地和
图 1摇 滇池流域土壤采样点分布图
Fig. 1摇 Distribution of soil samples in Dianchi watershed郾
8762 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
台地;废弃大棚区现无任何作物种植;林地以保存较
好的次生阔叶混交林为主.
摇 摇 在实地考察当地土地利用方式后选择 120 个样
点,于 2010 年 3 月至 2011 年 2 月逐月采集土壤样
品.每个样点随机采集 3 ~ 5 个 0 ~ 20 cm 剖面的土
样混合后,用四分法处理,最后剩余 1郾 5 kg 样品带
回实验室风干,去掉植物根系、落叶、石块等,分别过
2 和 0郾 25 mm筛,贮存备用.
1郾 3摇 分析方法
土壤酸碱度(pH)采用水浸提(水 颐 土 = 2郾 5 颐
1郾 0)电位法测定;土壤有机质(OM)采用重铬酸钾
容量法鄄氧化外加热法测定;土壤总氮(TN)采用半
微量凯氏定氮法测定;土壤总磷(TP)采用 NaOH 熔
融鄄钼锑抗比色法测定[11] .
先用 Excel 2007 软件对试验数据进行初步统
计,再用 SPSS 17郾 0 软件进行方差分析和相关性
分析.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同土地利用方式下土壤养分含量的分布特
征
2郾 1郾 1 土壤酸碱度摇 土壤酸碱度是反映土壤养分状
况的重要指标,不仅影响土壤微生物活性,还与土壤
养分的形成、转化和有效性密切相关[12] . 由表 1 可
以看出,设施大棚区土壤 pH 的变化范围最大
(3郾 76 ~ 8郾 02),废弃大棚区最小(4郾 92 ~ 8郾 45). 研
究区土壤酸碱度由极强酸性至碱性均有分布,其值
随经纬度没有明显的变化规律. 各土地利用方式下
土壤 pH的变异系数均属于小变异. 土壤是一个巨
大的缓冲体系,具有自我调节能力,能够在一定程度
上抗衡外界酸碱环境的变化[4],导致土壤 pH 值变
异较小.不同土地利用方式间土壤 pH 差异显著,表
现为废弃大棚区>平坝菜地>设施大棚>台地>坡耕
地>林地.大量生理酸性肥料、半腐熟的有机肥料等
表 1摇 研究区不同土地利用方式下土壤养分含量
Table 1摇 Soil nutrient content under different land use types in the study area
土地利用方式
Land use type
样本数
Number
of sample
年限
Years
特征值摇 摇
Characteristic value摇 摇
pH 有机质
OM
(g·kg-1)
总氮
TN
(g·kg-1)
C / N 总磷
Total P
(g·kg-1)
废弃大棚区 10 >2 平均值 Average 7郾 58a 35郾 87a 1郾 92b 11郾 00b 1郾 63c
Abandoned green鄄
house 范围 Range 4郾 92 ~ 8郾 45 4郾 49 ~ 82郾 46 0郾 47 ~ 4郾 27 2郾 43 ~ 53郾 10 0郾 28 ~ 3郾 14
SD 0郾 17 3郾 61 0郾 16 3郾 66 0郾 14
CV (% ) 2郾 3 10郾 1 8郾 4 33郾 3 8郾 4
林地 30 >3 平均值 Average 5郾 46c 28郾 25b 1郾 11c 16郾 64a 0郾 99c
Forest land 范围 Range 4郾 16 ~ 8郾 31 5郾 80 ~ 120郾 56 0郾 12 ~ 4郾 18 5郾 60 ~ 89郾 01 0郾 15 ~ 13郾 17
SD 0郾 14 3郾 37 0郾 11 4郾 88 0郾 49
CV (% ) 2郾 6 12郾 9 10郾 3 29郾 3 49郾 2
坡耕地 25 >4 平均值 Average 5郾 59c 28郾 85b 1郾 38c 12郾 87b 1郾 24c
Sloped farmland 范围 Range 4郾 11 ~ 8郾 25 10郾 34 ~ 73郾 45 0郾 24 ~ 3郾 36 5郾 03 ~ 78郾 99 0郾 28 ~ 8郾 20
SD 0郾 13 1郾 3 0郾 07 4郾 64 0郾 27
CV (% ) 2郾 4 4郾 5 4郾 9 36郾 1 21郾 6
台地 11 >3 平均值 Average 5郾 63c 24郾 52b 1郾 32c 11郾 36b 1郾 14c
Table land 范围 Range 4郾 22 ~ 7郾 82 4郾 95 ~ 51郾 80 0郾 22 ~ 2郾 77 2郾 57 ~ 38郾 24 0郾 25 ~ 5郾 06
SD 0郾 13 1郾 64 0郾 09 2郾 55 0郾 3
CV (% ) 2郾 3 6郾 7 7郾 0 22郾 4 26郾 6
平坝菜地 20 >2 平均值 Average 6郾 81b 35郾 60a 1郾 92b 11郾 49b 2郾 59a
Flat vegetable plot 范围 Range 4郾 29 ~ 8郾 40 13郾 89 ~ 83郾 64 0郾 35 ~ 4郾 09 5郾 02 ~ 42郾 39 0郾 49 ~ 11郾 16
SD 0郾 15 1郾 35 0郾 1 3郾 38 0郾 49
CV (% ) 2郾 2 3郾 8 5郾 4 29郾 4 19郾 1
设施大棚 24 >2 平均值 Average 6郾 73b 35郾 20a 2郾 18a 9郾 82b 1郾 92b
Greenhouse 范围 Range 3郾 76 ~ 8郾 02 15郾 41 ~ 60郾 31 0郾 61 ~ 3郾 95 4郾 33 ~ 32郾 77 0郾 34 ~ 5郾 96
SD 0郾 28 0郾 89 0郾 07 1郾 7 0郾 13
CV (% ) 4郾 2 2郾 5 3郾 4 17郾 3 6郾 8
同列不同小写字母表示不同土地利用类型间差异显著(P<0郾 05) Different small letters in the same column indicated significant difference among
different land use types at 0郾 05 level郾
976210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈春瑜等: 土地利用方式对滇池流域土壤养分时空分布的影响摇 摇 摇 摇 摇
的施用,以及 Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子的利用和流
失,加速了平坝菜地、设施大棚等土壤的酸化程度.
因此,农业的施肥、管理(地膜覆盖)等措施对土壤
pH有很大影响. 另外,邱莉萍和张兴昌[13]认为,林
地土壤表层掉落了较多的枯枝落叶和果实,这些物
质在微生物的分解作用下会向表层土壤释放各种有
机酸,从而降低林地土壤 pH值.
2郾 1郾 2 土壤有机质摇 不同土地利用方式导致土壤耕
垦变化的差异,不仅改变了土壤理化性质、影响土壤
肥力,还直接影响土壤有机质的分解与转化[14] . 滇
池流域土壤有机质平均含量以废弃大棚区最高
(35郾 87 g·kg-1),台地最低(24郾 52 g·kg-1). 有机
质含量变化范围以林地和废弃大棚区最大. 林地土
壤有机质变化范围较大,可能与群落构成不同、凋落
物的转化和积累量差异有关;废弃大棚区土壤有机
质变化范围较大的原因可能与耕作历史有关. 设施
大棚种植区土壤有机质含量变化范围最小,最大值
为最小值的 4 倍,这与施肥习惯较接近有关.不同土
地利用类型土壤有机质含量变异系数表现为林地>
废弃大棚区>台地>坡耕地>平坝菜地>设施大棚,这
与李东等[14]对紫色丘陵区不同土地利用类型土壤
有机质含量的研究结果相似.
以土壤有机质含量 20郾 00 g·kg-1作为丰缺指
标可以看出,滇池流域不同土地利用方式的土壤有
机质含量普遍较高. 不同利用方式下作物对养分利
用比例、吸收能力的差异使土壤有机质和养分含量
存在不同,有机质平均含量大小依次为废弃大棚区
>平坝菜地>设施大棚>坡耕地>林地>台地,这与其
他研究[15]的结论类似. 不同土地利用方式下土壤
pH和有机质含量变化规律基本一致.由于受种植模
式、植被覆盖等因素影响较大,不同土地利用方式间
有机质含量差异显著.废弃大棚区枯落物长期分解、
累积,补充到土壤中的养分也较多,水热条件较充
足,植被生长状况良好[16],且均为 2 年以上退湖地
带,每年枯落物全部回归土壤,根系数量多,且广泛
分布于地表下,使有机质含量较高;平坝菜地和设施
大棚的大部分收获物从土壤中移走,导致土壤有机
质含量增加有限;坡耕地水土流失严重,造成土壤中
大量养分随侵蚀物质和径流被转移走,加之各种耕
作措施导致土壤结构发生变化,加速了土壤有机质
的矿化分解;林地经营较粗放,径流等水文过程会造
成有机质丧失,并受季节影响因素较大,导致其土壤
有机质含量较低;台地多种植农作物,其地上部分成
熟后多被割去,加之补充土壤养分的枯落物及根系
不足,导致台地土壤有机质含量较低.
2郾 1郾 3 土壤总氮摇 影响土壤氮素空间分布的因素较
多,包括成土母质、土壤类型、土地利用类型、施肥管
理、水土流失程度、坡度等[17] .滇池流域设施大棚的
土壤总氮平均值最高 (2郾 18 g·kg-1 ),林地最低
(1郾 11 g·kg-1);林地的变化范围最大(0郾 12 ~ 4郾 18
g·kg-1),可能与群落结构有关,大棚区的变化幅度
最小(0郾 61 ~ 3郾 95 g·kg-1). 不同土地利用方式下
土壤总氮含量依次为设施大棚>平坝菜地>废弃大
棚区>坡耕地>台地>林地,这与高云等[18]对浙江省
湖州地区不同土地利用氮磷非点源污染的结果
相似.
以土壤全氮含量 1郾 00 g·kg-1作为丰缺指标可
以看出,研究区土壤总氮含量普遍较高.不同土地利
用方式间土壤总氮含量差异显著. 人为施肥造成设
施大棚和平坝菜地土壤总氮含量较高;废弃大棚区
人为干扰较小,但因枯落物积累较多,可提供持续的
氮源,故土壤总氮含量也较高;人为干扰极易造成坡
耕地水土流失,导致土壤养分流失;台地以传统农业
为主,施肥强度相对较小,土壤总氮含量相对较少.
不同土地利用方式下土壤总氮含量的变异系数依次
为林地>废弃大棚区>台地>平坝菜地>坡耕地>设施
大棚,表明样点间总氮含量的差异以林地土壤最大,
原因在于林地每年有丰富的枯枝落叶可补充土壤养
分的耗竭[19],这与刘梦云等[20]对宁夏固原上黄地
区土壤总氮的研究结论一致.
2郾 1郾 4 土壤碳氮比摇 土壤有机质和全氮是土壤质量
评价中最重要的指标,也是陆地土壤碳库和氮库的
重要组成部分,它们不仅反映土壤肥力水平,也印证
区域生态系统演变规律. 两者的关系可用土壤 C / N
[土壤有机碳含量(0郾 58伊土壤有机质含量)与全氮
含量的比值]来表示,它是土壤质量的敏感指标,也
是衡量土壤 C、N营养平衡状况的指标,其演变趋势
对土壤碳、氮循环有重要影响. 土壤 C / N 通常被认
为是土壤氮素矿化能力的标志,低的 C / N可以加快
微生物的分解和氮的矿化速率[21] . 一般认为,当
C / N>30,氮素矿化作用的最初阶段不能对植物产生
供氮效应;当 C / N<15,氮素矿化作用最初所提供的
有效氮量会超过微生物的同化量,使植物有可能从
有机质矿化过程中获得有效氮的供应[22] .由表 1 可
以看出,研究区不同土地利用方式下土壤C / N值差
异显著.其中,林地土壤的平均值最高(16郾 64),变
化范围最大(5郾 60 ~ 89郾 01),原因在于林地没有氮
肥的投入,有机碳积累又较多[23];设施大棚土壤的
0862 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
平均值最低(9郾 82),原因在于设施大棚有机碳积累
少又有氮肥的大量投入,变幅最小(4郾 33 ~ 32郾 77).
由 C / N均值可以看出,该区植物基本能从有机质矿
化过程中获得有效氮的供应,保证了氮素的有效利
用.不同土地利用模式下土壤 C / N的差异主要与加
入的有机物料的数量及 C / N 有关[24] . 研究区 C / N
值依次为林地>坡耕地>平坝菜地>台地>废弃大棚
区>设施大棚.研究区不同土地利用方式下土壤C / N
值的变异系数依次为坡耕地>废弃大棚区>平坝菜
地>林地>台地>设施大棚,均属于高变异.这与姜勇
等[25]对潮棕壤不同土地利用方式下土壤有机碳剖
面分布及碳储量的研究结果相似.
2郾 1郾 5 土壤总磷 摇 磷素是一种沉积性的矿物,在植
物的主要营养元素中,磷素在风化壳中的物质迁移
最小.磷素的风化、淋溶、富集迁移是多种因素共同
作用的结果,其含量大小、分布格局与成土母质、植
被类型、土地利用方式等密切相关[19] . 研究区平坝
菜地总磷平均含量最高(2郾 59 g·kg-1),其次为设
施大棚种植区(1郾 92 g·kg-1),再次为废弃大棚区
(1郾 63 g·kg-1),总磷含量较高之处多集中在耕作
历史 长、 利 用 强 度 高 的 区 域; 坡 耕 地 ( 1郾 24
g·kg-1)、台地 ( 1郾 14 g · kg-1 ) 和林地 ( 0郾 99
g·kg-1)总磷含量较低,这与其他研究[26-27]的结论
相似.采样区南部的晋宁县属磷矿开采、磷化工生产
较发达的区域[28],导致了整个研究区域总磷平均值
较高.总磷变化范围最大的是林地(0郾 15 ~ 13郾 17
g·kg-1),表明林地不同样点间土壤总磷含量差异
极大;其他耕作区(坡耕地、台地、平坝菜地、设施大
棚)总磷含量的变化幅度也较大. 不同土地利用方
式的总磷变异系数依次为:林地>台地>坡耕地>平
坝菜地>废弃大棚区>设施大棚. 方差分析显示,不
同土地利用方式对总磷含量有显著影响. 平坝菜地
和设施大棚总磷含量显著高于其他土地利用类型,
这与磷肥常作为基肥在农业种植中广泛施用有关.
平坝菜地、废弃大棚区和设施大棚的总磷含量高于
土壤总磷含量的丰缺指标(1郾 50 g·kg-1). 该区很
多农户在从事农业生产经营中仍存在大量施肥习
惯,使得不同土地利用方式下的土壤总氮、总磷分布
趋势基本一致.
2郾 2摇 不同土地利用方式下土壤养分的时间变化特征
不同土地利用方式下,土壤养分不仅受施肥、灌
溉和田间耕作等诸多因素影响,季节因素也影响其
含量的变化.不同土地利用类型所覆盖的植被、植被
覆盖率和凋落物量存在差异,使土壤养分随季节积
累有所不同.平坝菜地、设施大棚和大棚废弃区的土
壤 pH基本在 6 ~ 7,并随时间推移呈一致性变化,其
他 3 种土地利用方式下的土壤 pH 在 5 ~ 6(图 2).
土壤 pH并不随时间变化而发生较大改变,这与土
壤的缓冲性有关.
研究区不同土地利用方式下土壤有机质含量基
本在2郾 0% ~ 4郾 0%之间波动,月低值出现在3、4月,
图 2摇 滇池流域土壤 pH、有机质、总氮和总磷随时间的变化
Fig. 2摇 Temporal variation of soil pH, OM, TN and TP in Dian鄄
chi watershed (mean依SD)郾
玉:废弃大棚区 Abandoned greenhouse; 域:林地 Forest land; 芋:坡耕
地 Sloped farmland; 郁:台地 Table land; 吁:平坝菜地 Flat vegetable
plot; 遇:设施大棚 Greenhouse. 下同 The same below郾
186210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈春瑜等: 土地利用方式对滇池流域土壤养分时空分布的影响摇 摇 摇 摇 摇
高值出现在 1、7、8、11 月(图 2). 7、8 月处于夏季,土
壤有机质高值与降雨高值重合,易造成养分流失.不
同土地利用方式下土壤有机质含量均值之间的差异
约为 30% . 7、8 月土壤有机质含量较高并与降雨高
峰重合,是滇池流域土壤有机质含量变化的重要特
征. 11 月以后,随着人为种植活动的减少,以及作物
的收割,蔬菜地和耕作地的土壤有机质输入量明显
减少[29],林地和湖滨拆除区的枯落物较少,其有机
质积累较少. 1 月以后,冬季的微生物活性较低,有
机质在土壤表层积累较多,而随着施肥活动的增加,
有机质逐渐富集.
摇 摇 不同土地利用方式下土壤总氮和总磷的月变化
趋势基本一致(图 2). 昆明属于干湿两季变化较明
显的地区,5—10 月为雨季,雨季即将结束时 (10
月),新一轮的蔬菜开始耕种,施肥量增多,氮磷含
量累积随之增多,在 12 月,滇池流域大部分地区基
本不进行农业施肥灌溉,因此土壤表层氮磷含量降
低.土壤总氮的月际变化幅度较土壤有机质小.总氮
低值出现在 1、4、7、11 和 12 月,高值出现在 2、3、5、
6、8、9 和 10 月,其中,8、9 和 10 月与雨季降雨高值
重叠,易造成氮流失.相同土地利用类型表层土壤总
氮含量差异较大(10 ~ 30 倍),不同土地利用类型之
间土壤总氮含量的差异也较大(相差 20 倍),而月
际变化较小(<30% )是滇池流域表土总氮分布的基
本特征.表土总磷含量在 1、4、7 和 11 月较高,其余
月份均较低.由于 7 月与雨季降雨高峰重合,所以磷
素流失较突出.
摇 摇 不同土地利用方式下土壤 C / N的月低值出现在
2、3、5、6、10月,高值出现在 1、4、7、11 月(图 3).随着
土壤有机质和总氮含量的改变,C / N值也发生了不同
程度的改变,这与齐雁冰等[30]关于长江三角洲典型
区农田土壤 C / N值的演变趋势研究结果一致.
图 3摇 滇池流域土壤 C / N随时间的变化
Fig. 3 摇 Temporal variation of soil C / N in Dianchi watershed
(mean依SD)郾
表 2摇 研究区土壤 pH、有机质、全氮和全磷之间的相关系数
Table 2摇 Correlation coefficients between soil pH, OM, TN
and TP in the study area
pH 土壤有机质
SOM
总氮
TN
总磷
TP
pH 1 0郾 51** 0郾 76** 0郾 58**
有机质 OM 1 0郾 43** 0郾 50**
总氮 TN 1 0郾 52**
总磷 TP 1摇 摇 摇
** P<0郾 01郾
2郾 3摇 土壤养分指标间的相关性分析
土壤有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)是评
价土壤质量的重要指标,不但可以反映土壤肥力状
况,还能反映土壤环境质量状况,可以用来评价土壤
的生产、环境和健康功能[31-32] . 陆安祥等[33]认为,
土壤养分在土壤中的累积受很多因素影响,如土壤
性质(土壤质地、土体构型、土壤 pH、有机质、游离
的 Al和 Fe 含量,及土壤氮、磷含量等)、气候因子
(降水量、降水强度等)、水文地理因子(坡度、地下
水位等)、农业管理因子(种植结构差异、氮磷施肥
时间和方法、灌溉和耕作制度)的影响.
摇 摇 滇池流域土壤 pH、有机质、总氮和总磷之间均
存在显著正相关关系(P<0郾 01)(表 2),反映了土壤
养分之间内在的平衡与耦合机制,这与其他研究结
论一致[34-36] .造成这一结果的原因可能是由于长期
耕作使土壤有机质含量直接或间接地影响土壤中其
他营养元素的含量,导致这些土壤属性更多地受人
类活动的影响,从而表现出了相对一致的变化规律.
3摇 讨摇 摇 论
虽然自然条件下矿物质的风化是土壤养分库的
主要来源[37],但不同土地利用方式下人为干扰的程
度与过程也对土壤养分库具有重要影响. 不同土地
利用方式通过改变土壤微生态环境,使土壤养分含
量变化表现出不同趋势.
滇池流域 6 种土地利用方式(坝平地、废弃大
棚区、大棚、林地、坡耕地和台地)的土壤 pH、有机
质、总氮、总磷含量和 C / N 均呈明显的时空变化规
律.滇池流域土壤养分含量均高于相应的丰缺指标
值,土壤中面源污染组分输出潜力较大.土地利用强
度、化肥施用量对土壤养分含量有较显著的影响.
土壤中氮、磷、有机质含量不仅受施肥、灌溉和
田间耕作等诸多因素影响,也受到季节因素的影响.
需要重视的是,各指标的高值出现在雨季(可能与
当地追肥习惯有关),易造成流失.本文中各土壤养
分指标间均存在显著正相关(P<0郾 01),反映了土壤
2862 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
养分间存在内在平衡与耦合机制,其原因可能是由
土壤缓冲体系的特征所决定,该体系特征有待进一
步研究,以便用于指导施肥技术.
高强度利用的大棚区域土壤 pH 及有机质氮和
磷含量明显异于人为扰动较小的林地和台地. 高强
度利用土地可能导致土壤系统质量变化、污染潜力
的全面上升.滇池流域人均耕地面积显著下降、耕地
迅速大棚化以及施肥量的剧增,可能导致耕地的面
源污染潜力居高不下,并成为未来制约滇池生态环
境恢复与改善的制约因素.因此,保有足够的人均耕
地、降低施肥强度、注意养分的平衡施用、提高土地
利用水平,是降低该区域面源污染潜力的重要措施.
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作者简介摇 陈春瑜,女,1986 年生,硕士研究生.主要从事污
染生态学研究. E鄄mail: chenchunyu0936@ 126. com
责任编辑摇 杨摇 弘
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