全 文 ：收稿日期:2007-7-11
作者简介:王珏(1983-),女 ,贵州省遵义市人 ,助理工程师 ,主要从事水土保持技术工作 。
贵州喀斯特峡谷花椒林地土壤物理性质
初步研究及建议
王 钰1　杨少杰2
(1贵州省水土保持监测站　贵阳　550002　2贵州华水建设项目管理有限公司　贵阳　550002)
摘　要　本文研究了贵州喀斯特花江峡谷水土保持经济植物花椒纯林地土壤的物理性质 ,探讨了单一种植花
椒对土壤物理性质的影响 ,结果分析表明:随花椒年龄的增加 ,特别是花椒种植到盛产期后 ,土壤存在一定的退
化 。并针对这一情况 ,提出相应建议以维护花椒林地的可持续发展 。
关键词　喀斯特峡谷;花椒;土壤物理性质
[中图分类号 ] S152.4　S152.5　[文献标识码 ] A　[文章编号 ] 1002-2651(2007)04-0017-03
InitialResearchandSuggestionontheSoilPhysical
AppearanceoftheZanthoxylumbungeanumMaxim.
ForestintheCarstCanyonofGuizhouProvince
WangYu1 , YangShaojie2
(1.GuizhouSoilConservationMonitoringStation, GuiyangofGuizhouProvince　550002)
(2.HuashuiConstructionProjectManagementCo.(LTD)ofGuizhouProvince,
GuiyangofGuizhouProvince　550002)
Abstract　TheessayanalyzesthephysicalappearanceofZanthoxylumbungeanumMaxim.forest, thesoilconserva-
tioncashcrop, intheHuajiangCarstCanyonofGuizhouProvince.ItprobesintotheimpactofsinglecroppingZan-
thoxylumbungeanumMaxim.onthesoilphysicalappearance.Theresultshowsthatfolowingtheincreaseoftheyears
ofZanthoxylumbungeanumMaxim.especialyattheplateauperiodafterthecroppingoftheZanthoxylumbungeanum
Maxim.thesoilappearedcertaindegeneration.Aimingatthissituation, theesayraisesthecorespondingsuggestions
soastomaintainthesustainabledevelopmentoftheZanthoxylumbungeanumMaxim.forest.
KeyWords　CarstCanyon, ZanthoxylumbungeanumMaxim., Physicalappearanceofsoil
　　花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.),旧名秦
椒 、岩椒 、大红袍 、金黄椒 ,为芸香科 、落叶灌木或小乔
木 ,是一种浅根植物 ,喜光 ,较耐旱 ,不耐涝 ,积水易死
亡 ,喜在排水良好 、土层一般 、中性偏碱的石灰性土壤
上生长 ,根系发达 ,适应性强 ,原产我国 ,是主要经济
栽培品种。花椒不仅是良好的调味品 、医药原料 ,还
是加工提炼食品和香料的原料 ,其种子含油率 24%
～ 28%,是一种含油丰富的植物资源 ,同时也是我省
喀斯特地区良好的水土保持经济植物。贵州花江喀
斯特峡谷地区花椒 ,俗称顶坛花椒 ,也称之为青椒 ,受
其独特地形 、地貌 、土壤等自然条件的影响 ,具有独特
的香味和口感 ,历来以 “香味浓 ,麻味重 ,产量高”而著
称 ,迄今已有数十年的栽培历史 ,目前是该地区主要
的水土保持经济植物之一 ,已建成数万亩的连片花椒
·17·
第 19卷第 4期 亚热带水土保持 Vol.19　№ 4
2007年 12月 SubtropicalSoilandWaterConservation Dec.2007
基地[ 1] ,成为恢复与重建喀斯特峡谷生态环境的重要
途径。但此地区大都是种植花椒纯林 ,种植方式单
一 ,土壤在种植花椒后是否存在退化 ,目前还尚未进
行详细研究 。本文正是基于上述问题进行了初步研
究 ,综合评价和分析了岩溶石山地区花椒纯林生长对
土壤物理性质的影响 ,为研究碳酸盐地区可持续发展
问题提供依据。
1　研究区概况
花江喀斯特峡谷行政上隶属于贵州省贞丰县北
盘江镇及关岭县的板贵乡 ,归属珠江流域 。研究区内
碳酸盐类岩占 78.45%,地表起伏较大 ,相对高差悬
殊 ,最高海拔 1 473m(胡家湾坡顶),最低海拔 370m
(三叉河),地面支裂破碎 ,石漠化严重 ,属典型的岩溶
喀斯特峡谷 。气候类型主要为中亚热带季风湿润气
候 ,冬春温暖干旱 ,夏秋湿热 ,光热资源丰富。年均温
18.4℃,年均极端最高气温 32.4℃,年均极端最低气
温 6.6℃,年均降水量 1 100m。区内有典型的石灰土
特征 ,由于人类活动破坏的结果 ,森林覆盖率很低 ,林
灌覆盖率小于 3%[ 2] ,除在一些村寨四周有树木零星
分布 ,在一些陡峻的山顶部尚残存有少数灌丛外 ,其
余大部分地区 ,由于长期强烈的水土流失 ,基岩裸露 ,
裸岩面积占 70%以上。据调查 ,该区生态环境很适
合花椒的生长 ,至今已有数万亩连片的花椒 ,种植时
间数十年 ,种植花椒已成为农民家庭经济收入最主要
的支柱 ,但该区农民耕作方式原始 ,种植措施单一 ,大
都种植花椒纯林 ,经济水平较低 。据当地农民介绍 ,
花椒栽植 4 ～ 9a是盛产期 , 之后存在一定的衰退现
象 ,花椒长势较差 ,品质及种植利润下降 ,对农户的花
椒种植积极性带来了消极影响。
2　研究方法
试验地设在北盘江镇北盘江岸边的银洞湾村 ,根
据试验地内花椒长势的不同特征 , 选择栽植 1a、4a、
6a、9a、12a、13a的花椒纯林地作为样地 ,它们的海拔
基本相同 ,中坡东北坡向 ,岩石裸露率约 30%,土壤
均为粘质土 ,花椒茎干基部周围 0 ～ 30cm处大都施有
农家肥。在不同年龄花椒林样地的土壤耕作层内取
1个渗透筒和 1个环刀(做 3个重复),主要测定土壤
的物理性质 ,包括土壤容重 、土壤孔隙度 、土壤大团聚
体等 ,以及影响土壤物理性质的主要因素土壤有机质
含量 。土壤容重 、土壤孔隙度采用环刀法测定 ,土壤
大团聚体采用人工干筛和湿筛法测定 ,土壤有机质含
量采用丘林法测定 [ 3] 。
3　结果与分析
通过实验分析 ,得出土壤有机质含量 、土壤容重 、
土壤孔隙度 、土壤大团聚体见表 1。
表 1　样地土壤物理性质
花椒林地 有机质(g/kg)
土壤容重
(g/cm3)
毛管孔隙度
(%)
非毛管孔隙度
(%)
总孔隙度
(%)
1a 47.20 1.12 40.59 37.97 56.99
4a 47.03 1.02 43.65 36.32 60.29
6a 62.88 1.00 50.40 37.27 60.95
9a 58.64 0.98 34.85 27.85 59.30
12a 58.32 0.96 39.77 36.47 62.27
13a 57.54 0.92 44.98 28.85 63.59
表 2　样地土壤团聚体状况
花椒林地 5 ～ 2cm干筛(%)　湿筛(%)
2 ～ 1cm
干筛(%)　湿筛(%)
1 ～ 0.5cm
干筛(%)　湿筛(%)
0.5 ～ 0.25cm
干筛(%)　湿筛(%)
<0.25cm
干筛(%)　湿筛(%)
1a 9.59 15.94 7.47 6.98 5.79 33.58 3.23 7.46 1.81 35.89
4a 11.95 4.84 11.91 6.23 14.14 42.58 4.38 10.70 4.11 35.65
6a 11.10 6.39 9.97 6.20 14.75 39.88 9.02 9.40 5.79 38.13
9a 12.62 20.71 9.05 9.24 12.39 26.58 5.83 15.67 3.36 27.80
12a 10.43 12.16 8.98 8.53 14.14 38.90 8.04 9.97 5.01 30.44
13a 11.79 22.32 6.00 9.22 7.22 18.80 3.62 6.17 1.74 43.07
3.1　土壤有机质
土壤有机质含量的高低是土壤肥力的一个重要
标志 ,在一定的土壤有机质含量范围内 ,土壤肥力随
着有机质含量的升高而提高。有机质本身不仅是疏
松多孔体 ,它还可以成为团聚体的胶结剂。一方面它
含有植物生长所需要的各种营养元素 ,是土壤微生物
·18·
亚热带水土保持　　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷
生命活动的能源 ,对土壤物理 、化学和生物学性质都
有着深刻的影响。另一方面 ,土壤有机质对重金属 、
农药等各种有机 、无机污染物的行为都有显著的影
响 ,而且土壤有机质对全球碳平衡起着重要作用 ,被
认为是影响全球 “温室效应 ”的主要因素。
样地内土壤的有机质含量变化见表 1,结果表
明:随花椒林龄的增加 ,土壤有机质呈上升 -下降趋
势 。这是因为刚开始种植的时候花椒根系胶结土壤 ,
枯枝落叶增加了土壤的有机质 ,但到了花椒的盛产期
后 ,由于农民耕作时没有采取有效的保护改良措施 ,
导致有机质含量呈下降趋势 。且纯林的有机质来源
少 ,资源利用单一 ,花椒在生长过程中需要消耗大量
有机质 ,如果不及时施肥补充 ,会使花椒生长不良 ,土
地退化 ,还易导致水土流失 。
3.2　土壤容重
土壤容重是指单位原状土壤体积内干土的重量 。
容重能综合反映土壤结构 、松紧度 、孔隙度和土内生
物的活动 ,而且更重要的是影响土壤团聚体内营养元
素的释放和固定 。同一土类不同利用状况 ,土壤容重
有很大差异 ,不同土壤类型之间也存在着一定差异 。
由表 1可以看出 ,随花椒林龄的增加 ,土壤容重
呈减小趋势 ,这主要与土壤的有机质含量 、粘粒含量 、
结构状况等有关。一般来说 ,土壤疏松 ,粘粒含量少
的则容重小 。无任何植被的土壤易板结 ,容重较大 ,
栽植花椒林后 ,土壤中根系增多 ,土壤疏松 ,容重减
小 ,栽植一定时间后 ,花椒生长过程中消耗大量有机
质 ,而农民们并没有采取有效措施及时施肥补充 ,使
土壤有机质含量减少 ,有机质所胶结的团聚体减少 ,
粘粒含量减少 ,土壤越来越疏松 ,土壤容重减小 ,导致
花椒生长不良 ,土地退化 ,易水土流失;也可能是一些
耕作措施和人为干扰 ,增加了石砾含量 ,导致土壤疏
松 ,容重减小 。
3.3　土壤孔隙状况
土壤中的孔隙包括毛管孔隙与非毛管孔隙 。毛
管孔隙是指土壤中通过毛管力的作用能持水的孔隙 ,
这类孔隙决定着土壤的蓄水性;非毛管孔隙是指不能
持水而充气的孔隙 ,这类主要作用是通气透水 ,决定
着土壤的通气性和排水状况 。并非土壤的总孔隙度
越大就越好 ,资料表明 ,总孔隙度在 50%左右 ,毛管
孔隙与非毛管孔隙之比约为 1:0.2 ～ 0.4时土壤的持
水通气较好 [ 4] 。
由表 1可以看出 ,花椒林地土壤的毛管孔隙度为
34.85% ～ 50.40%, 而 非 毛 管 孔 隙 度 为
27.85% ～ 37.97%,总孔隙度 56.99% ～ 63.59%。说
明整个花椒林生长阶段 ,其土壤毛管孔隙与非毛管孔
隙比例不协调 ,土壤持水透气性较差 ,花椒的栽种对
土壤没有起到很好的改良作用 ,这可能是由于耕作不
合理 ,没有及时施肥补充土壤有机质 ,导致土壤结构
较差 。
3.4　土壤团聚体
同一土类不同土壤团聚体含量及其分布是不同
的。水稳性团粒是在一定条件下能够抵抗水破坏的
团聚体 ,其含量高低是评价土壤抗蚀性能的指标之
一。土壤水稳性团聚体含量越高 ,土壤的抗蚀性能越
强 ,其稳定性就越好。有机质含量高的土壤 ,其水稳
性指数高 ,抗蚀性较强 ,反之则小 。研究表明:粒径 >
0.25cm颗粒土壤水稳性团粒含量是土壤抗蚀性能强
弱的良好指标 [ 5] 。
由表 2可知:随花椒林龄的增加 ,粒径 >0.25cm
的团聚体呈上升 -下降趋势 ,这说明刚开始种植的时
候花椒根系 、枯枝落叶等增加了土壤的有机质 ,此时
的土壤结构较好 ,大团聚体增多 ,但随着花椒林龄的
增加 ,花椒生长消耗有机质后没有及时施肥补充 ,土
壤退化 ,大团聚体减少 ,土壤结构较差 ,易崩散 ,抗水
蚀能力逐渐减弱。
4　结论及建议
贵州喀斯特花江峡谷的生态环境较适合花椒生
长 ,种植花椒可作为恢复与重建喀斯特峡谷生态环境
的一个重要途径 ,但由于种植单一 ,耕作措施不合理 ,
势必导致花椒长势较差 ,品质及种植利润下降 ,土壤
有机质降低 ,土壤物理性质越来越差 ,土壤存在一定
退化 。
从花椒林地的可持续发展来看 ,需要采取有效措
施保护改良土壤 ,建议如下:
4.1　合理耕作与管理
为了使花椒林地土壤得以可持续利用 ,应进行合
理耕作和人工管理 ,才能使花椒获得稳产和高产 ,土
壤得以可持续利用 。其中关键措施包括合理翻耕 、镇
压 、施肥 、松土 、整形修剪和防治病虫害等。
4.2　林草结合
目前该地区大面积种植花椒之后 ,生态环境得到
一定的改善 ,但花椒成片种植 ,形成单一的纯林 ,从长
远来看是非常不利的 ,长期下去很可能会发生大面积
的病虫害 ,甚至导致土壤退化 。实行林草结合恢复植
被是一举两得的好办法 ,草作为先锋植物 ,分蘖多 ,可
以有效地防止雨滴直接溅蚀地面 ,分(下转第 28页)
·19·
第 4期　　　　王 钰 ,杨少杰:贵州喀斯特峡谷花椒林地土壤物理性质初步研究及建议
1994(4):238 ～ 247
17　LiuJ, ChenJM, etal.Aprocess-basedborealecosystem
productivitysimulatorusingremotesensinginput[ J] .Remote
sensingandenvironment, 1997, 62(2):158 ～ 175
18　CaoMingkui, WoodwardFI.Dynamicresponsesofterrestrial
ecosystemcarboncyclingtoglobalclimatechange[ J] .Nature,
1998, 393:249 ～ 252
19　CaoMingkui, WoodwardFI.Netprimaryandecosystempro-
ductionandcarbonstocksofterrestrialecosystemsandtheirre-
sponsestoclimatechange[ J] .GlobalChangeBiology, 1998(4):
185 ～ 198
20　McGuireAD, MeliloJM, etal.Interactionsbetweencar-
bonandnitrogendynamicsinestimatingnetprimaryproductivity
forpotentialvegetationinNorthAmerica[ J] .GlobalBiogeochem-
icalCycle, 1992, 6:101 ～ 124
21　MeliloJM, McGuireAD, etal.Globalclimatechangeand
terrestrialnetprimaryproduction[ J] .Nature, 1993, 363:234 ～
240
22〗RaichJW, RastetterEB, etal.Potentialnetprimarypro-
ductioninSouthAmerica[ J] .Ecol.Appl., 1991, 1:399 ～ 429
23　McGuireAD, MelilloJM, etal.Equilibriumresponsesof
globalnetprimaryproductionandcarbonstoragetodoubledatmos-
phericcarbondioxide[ J] .GlobalBiogeochemicalCycle, 1997, 7:
785 ～ 809
24　FieldCB, RandersonJT, etal.Globalnetprimaryproduc-
tion:combiningecologyandremotesensing[ J] .RemoteSens.
Environ.1995, 51:74 ～ 88
25　MonteithJL.Solarradiationandproductivityintropicaleco-
system[ J] .J.Appl.Ecol., 1972, 9:747 ～ 766
26　CramerW, KicklighterDW, etal.Comparingglobalmodels
ofterrestrialnetprimaryproductivity(NPP):overviewandkeyre-
sults[ J] .GlobalChangeBiology, 1999, 5(Supp.1):1 ～ 15
27　PoterCS, RandersonJ, etal.Terrestrialecosystemproduc-
tion:aprocessmodelbasedonglobalsatelliteandsurfacedata
[ J] .GlobalBiogeochemicalCycle, 1993, 7:811 ～ 841
28　PrinceSD, GowardSN.Globalprimaryproduction:Are-
motesensingapproach[ J] .JournalofBiogeography, 1995, 22:815
～ 835
29　陈利军 ,刘高焕 , 等.遥感在植被净第一性生产力研究中
的应用 [ J] .生态学杂志 , 2002, 21(2):53 ～ 57
30　胥晓.四川植被净第一性生产力(NPP)对全球气候变化
的响应 [ J] .生态学杂志 , 2004, 23(6):19 ～ 24
31　朱志辉.自然植被净第一性生产力估计模型 [ J] .科学通
报 , 1993, 38(15):1422 ～ 1426
32　周广胜 ,张新时.自然植被净第一性生产力模型初探 [ J] .
植物生态学报 , 1995, 19(3):193 ～ 200
33　闫淑君 ,洪伟 , 等.自然植被净第一性生产力模型的改进
[ J] .江西农业大学学报 , 2001, 23(2):248 ～ 252
34　于德永 ,潘耀忠 , 等.东亚地区植被净第一性生产力对气
候变化的时空响应 [ J] .北京林业大学学报 , 2005, 27(增刊 2):
97 ～ 102
35　松下文经 ,杨翠芬 , 等.广域空间尺度上植被净初级生产
力的精确推算 [ J] .地理学报 , 2004, 59(1):80 ～ 87
36　周广胜 ,郑元润 , 等.自然植被净第一性生产力模型及其
应用 [ J] .林业科学 , 1998, 34(5):2 ～ 11
37　郑元润 ,周广胜.基于 NDVI的中国天然森林植被净第一
性生产力模型 [ J] .植物地理学报 , 2000, 24(1):9 ～ 12
38　肖乾广 ,陈维英 , 等.用 NOAA气象卫星的 AVHRR遥感资
料估算中国的净第一性生产力 [ J] .植物学报 , 1996, 38(1):35
～ 39
39　李小文 , 赵红蕊 , 等.全球变化与地表参数的定量遥感
[ J] .地学前缘 , 2002, 9(2):365 ～ 370
40　ChenJM, LiuJ, etal.Dailycanopyphotosynthesismodel
throughtemporalandspatialscalingforremotesensingapplication
[ J] .Ecol.Model, 1999, 124:99 ～ 119
41　吕一河 ,傅伯杰.生态学中的尺度及尺度转换方法 [ J] .生
态学报 , 2001, 21(4):2096 ～ 2105
(上接第 19页)散 、减缓地表径流。特别是豆科牧草
如苜蓿等 ,还具有固氮作用 ,增加 N含量 ,改善土壤团
粒结构 ,改善植物生长环境 ,提高土壤肥力 ,同时牧草
还可以带来收益 。
4.3　生物梯化与工程措施相结合
岩溶石山生态系统脆弱 ,水土流失严重。因地制
宜地采用生物梯化与工程措施相结合 ,逐步变坡地为
梯土是防治农田水土流失的根本措施 。生物梯化技
术是一项费省效宏 ,能有效保护水土养分资源的增产
措施 ,应因地制宜地予以推广。
4.4　发展立体农业和生态农业
根据地势高差大的特点 ,发展立体农业和生态农
业 ,开展技术产品的综合利用 ,积极开拓市场 ,提高经
济效益 ,巩固生产建设成果 ,实现花椒产业化 。
＊感谢贵州省水土保持监测站顾再柯高工的悉心指导!
参考文献
1　何腾兵.贵州喀斯特峡谷水保经济植物花椒土壤特性研究
[ J] .水土保持学报 , 2000, 6(2):55 ～ 59
2　但文红.喀斯特峡谷农业可持续发展模式 -以贵州省花江
峡谷为例 [ J] .中国岩溶 , 1999, 18(3):251 ～ 256
3　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 , 1983.6
4　北京林业大学.土壤学(上册)[ M] .中国林业出版社 ,
1982.2
5　孙立达 , 朱金兆.水土保持林体系综合效益研究与评价
[ M] .北京:中国科学技术出版社 , 1995
·28·
亚热带水土保持　　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷