全 文 ：贵州喀斯特峡谷地区花椒林地
土壤物理性质研究
王 钰 1 ,杨少杰2
(1.贵州省水土保持监测站 ,贵州 贵阳 550002;2.贵州华水建设项目管理有限公司 ,贵州 贵阳 550002)
[关键词 ] 花椒;土壤物理性质;喀斯特峡谷;贵州
[摘 要 ] 花椒是贵州省喀斯特地区主要的水土保持经济植物之一 ,但当地大都是以纯林方式种植。为探讨单一种植花
椒对土壤物理性质的影响 ,对贵州喀斯特花江峡谷地区花椒纯林地的土壤物理性质进行了调查分析 , 结果表明:花椒到
盛产期后 , 土壤有一定的退化趋势。针对这一情况 , 建议对花椒林地进行合理耕作和人工管理 , 在花椒林下种草实行林
草结合 , 并因地制宜采用生物梯化技术与工程措施逐步变坡地为梯土 , 以维护花椒林地的可持续利用。
[中图分类号 ] S573.9 [文献标识码 ] B [文章编号 ] 1000-0941(2007)11-0048-03
花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.), 原产我国 ,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 , 喜欢在排水良
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 , 是主要经济林栽培品种 , 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的花椒俗称
顶坛花椒 , 也称之为青椒 , 因受独特的地形 、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基
地 [ 1] , 成为恢复与重建喀斯特峡谷生态环境的重要植物。但此
地区大都是种植花椒纯林 , 土壤在种植花椒后是否存在退化 ,
尚未进行详细研究。基于上述问题 , 我们于 2005年 3 ～ 5月对
花江喀斯特峡谷地区花椒纯林地的土壤物理性质进行了调查
分析 , 旨在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 1 473 m(胡
家湾坡顶),最低海拔 370 m(三叉河), 地面支离破碎 , 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 1 100 m。区内有典型的石灰土特征 , 由于人类
活动的破坏 , 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 ,一些陡峻的峰丛顶部尚残存有少
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
生长 , 已有数万亩连片的种植时间达数十年的花椒林 , 种植花
椒已成为农民家庭经济收入最主要的来源。 但该区农民耕作
方式原始 ,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 ～ 9年是盛产期 , 9年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 ,影响农户的花椒种植积极性。
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 ,选择栽植 1、4、6、 9、 12、13年的花椒纯林地
作为样地 ,它们的海拔基本相同 ,均为中坡东北坡向 ,岩石裸露
率约 30%,土壤都为黏质土 , 花椒茎干基部周围 0 ～ 30 cm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各取 1
个渗透筒和 1个环刀的土样(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 、土壤大团聚体含量等 , 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
3.1 土壤有机质含量
土壤有机质含量的高低是反映土壤肥力的一项重要标志 ,
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。有机质本身疏松多孔 , 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 、无机污染物都有显著的影响 , 而且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。
样地内土壤有机质含量的变化见表 1,结果表明:随着花椒
林龄的增加 ,土壤有机质呈上升—下降趋势。这是因为种植花
椒后 ,前期花椒的枯枝落叶增加了土壤的有机质 , 使其含量上
升 ,但到了花椒的盛产期后 , 由于花椒生长过程中需要消耗大
量有机质 ,而纯林的有机质来源少 、资源利用单一 , 且农民耕作
·48· 中国水土保持 SWCC 2007年第 11期
时没有采取有效的保护改良措施 , 不及时施肥补充 , 所以有机
质含量呈下降趋势。这不但会使花椒生长不良 , 土地退化 , 而
且还易导致水土流失 。
表 1 样地土壤基本性质
花椒林龄
(a)
有机质含量
(g/kg)
土壤容重
(g/cm3)
毛管孔隙
度(%)
非毛管孔隙
度(%)
总孔隙度
(%)
1 47.20 1.12 40.59 37.97 78.56
4 47.03 1.02 43.65 36.32 79.97
6 62.88 1.00 50.40 37.27 87.67
9 58.64 0.98 34.85 27.85 62.70
12 58.32 0.96 39.77 36.47 76.24
13 57.54 0.92 44.98 28.85 73.83
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情况 , 更
重要的是能影响土壤团聚体内营养元素的释放和固定。同一
土类因利用状况不同可致土壤容重有很大差异 , 不同土壤类型
之间土壤容重也存在着一定差异。
由表 1可以看出 , 随着花椒林龄的增加 , 土壤容重呈减小
趋势 , 这主要与土壤的有机质含量 、黏粒含量 、结构状况等有
关。一般来说 , 土壤疏松 、黏粒含量少则容重小。 无任何植被
的土壤易板结 , 容重较大;栽植花椒后 , 土壤中根系增多 , 土壤
疏松 , 容重减小;栽植一定时间后 ,由于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 , 黏粒含量减
少 , 土壤越来越疏松 ,土壤容重减小;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 , 这类孔
隙的主要作用是通气透水 , 决定土壤的通透性。土壤的总孔隙
度并非越大就越好 ,资料表明 ,总孔隙度在 50%左右 , 其中非毛
管孔隙占 1/5 ～ 2/5时土壤的持水通气性较好 [ 4] 。
由表 1可以看出 ,花椒林地土壤的毛管孔隙度在 34.85% ～
50.40%之间 ,而非毛管孔隙度在 27.85% ～ 37.97%之间 , 总孔
隙度在 62.70% ～ 82.67%之间。这些说明整个花椒林生长阶
段 ,花椒林地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所致。
3.4 土壤团聚体含量
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 >0.25 mm的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 ,随着花椒林龄的增加 , 粒径 >0.25mm的团聚
体含量呈上升—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含量 , 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
表 2 样地各粒径土壤团聚体含量 %
花椒林龄
(a)
粒径 5 ～ 2mm
湿筛 干筛
粒径 2～ 1mm
湿筛 干筛
粒径 1 ～ 0.5mm
湿筛 干筛
粒径 0.5～ 0.25 mm
湿筛 干筛
粒径 <0.25mm
湿筛 干筛
1 9.59 15.94 7.47 6.98 5.79 33.58 3.23 7.46 1.81 35.89
4 11.95 4.84 11.91 6.23 14.14 42.58 4.38 10.70 4.11 35.65
6 11.10 6.39 9.97 6.20 14.75 39.88 9.02 9.40 5.79 38.13
9 12.62 20.71 9.05 9.24 12.39 26.58 5.83 15.67 3.36 27.80
12 10.43 12.16 8.98 8.53 14.14 38.90 8.04 9.97 5.01 30.44
13 11.79 22.32 6.00 9.22 7.22 18.80 3.62 6.17 1.74 43.07
如果种植方式单一 、耕作措施不合理 , 则易导致花椒长势较差 、
品质及种植利润下降 ,土壤有机质含量降低 , 土壤物理性质越来
越差 , 有一定的退化趋势。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:
(1)为了使花椒获得稳产高产 , 土壤得以可持续利用 , 应进
行合理耕作和人工管理。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。
(2)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。在花椒林下种草实行林草结合是一举两得的好办法 , 草
被可以有效地防止雨滴直接溅蚀地面 , 分散 、减缓地表径流 , 豆
科牧草如苜蓿等还具有固氮作用 , 能增加土壤氮含量 ,改善土壤
团粒结构 ,提高土壤肥力 , 同时牧草还可以带来收益。
(3)岩溶石山生态系统脆弱 , 水土流失严重 , 因地制宜采用
生物梯化技术与工程措施 , 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 , 可因地制宜地予以推广。
(4)根据地势高差大的特点 , 可发展立体农业和生态农业 ,
开展产品的综合利用 ,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!)
(下转第 55页)
·49· 王钰等:贵州喀斯特峡谷地区花椒林地土壤物理性质研究
开展水土流失治理及其效益动态监测的要求 , 急需建设和补充
大量监测站点。但由于我省水土保持投入严重不足 , 机构 、人
员编制紧张 , 如何利用现有资源 , 合理布设尽可能多的投资小 、
见效快 、费省效宏的监测站点是水土保持监测网络建设的当务
之急。
水文监测系统是水利行业中建设最早的监测系统 , 多年来
形成了一支站点覆盖面广 、功能齐全的网络。水文监测项目中
的雨量观测和泥沙观测等与水土保持监测具有相同的内容。
下司水文站观测设施齐全 、技术力量雄厚 、测报系统健全 、
反应快捷迅速 , 具有 53年长系列水文要素观测数据和水文分
析成果 , 能为水土保持监测提供各方面的水文服务和技术支
持。马场监测站依托下司水文站雨量观测等设施 , 工程建成后
由下司水文站负责日常监测管理工作 , 既可充分发挥水文系统
的资源和技术优势 , 降低监测设施投资和运行成本 , 解决机构
人员编制问题 , 整合资源和技术力量 ,又能实现水文 、水土保持
两大监测系统的多能互补 ,达到共同发展的目的。
3.2 结合全省水保监测网络建设规划 ,综合考虑 , 优化构思
根据《贵州省水土保持监测网络实施方案 》的规划 ,全省水
土保持监测站点计划建设 41个 , 除一期工程完成的遵义浒洋
水 、龙里羊鸡冲 、松桃牛朗 、安顺坪坝等 4个常规站点 , 以及正
在启动的二期工程 8个综合典型监测站点外 , 其他 29个综合典
型站点也将在近期内筹备建设。
马场监测站作为我省水土保持监测网络和信息系统中的
一个基础数据源点 , 其任务主要是提供其控制流域内的水土流
失信息 , 为全省水土保持监测网络和信息系统服务 , 应成为我
省水土保持监测网络中的一个有机元素 , 而不该是孤立的个
体。因此 , 在方案设计时 , 在满足有关规范规程要求的地形地
貌等前提下 , 必须将本项目与凯里翁牙河 、龙里羊鸡冲等社会
经济 、自然条件相近的站点进行综合考虑 , 合理分工 , 并结合黔
东南水土保持工作实际进行统筹安排 , 有针对性地确定设施布
局 、数量 、监测指标 , 以整合建设资金 ,加快监测站点建设步伐。
4 结 语
在达到相同目的的前提下 , 如何利用少量的资金 , 建设更
多的监测站点 , 应作为我们在进行方案比选和布局设计中重点
考虑的因素。这就要求我们一切从实际出发 , 一方面要与黔东
南及全省水土保持现状相结合 , 统筹兼顾 , 本着必需 、宁缺毋滥
的原则 ,对方案的设施布局 、观测指标与观测仪器等进行有针
对性的选择 ,避免重复建设 ,对部分设施 、仪器及指标可进行适
当取舍或暂不安排 , 待后续建设资金到位后再进一步充实完
善。另一方面 ,要认真领会水利部《关于加强水文系统水土保
持监测工作的通知》精神 , 进一步探索水土保持监测与水文观
测有机结合的新途径 、新路子 , 充分利用水保监测与水文观测
的相似性以及水文系统在设施 、技术等方面的优势 , 在有条件
的水文观测站中增设水土保持监测站 ,实现水土保持与水文系
统监测的优势互补和共同发展。
[作者简介 ] 罗勇(1977-),男 , 布依族 , 贵州麻江县人 , 助理工
程师 ,从事水土保持管理工作。
[收稿日期 ] 2007-06-25
(责任编辑 孙占锋)
(上接第 49页)
[参考文献 ]
[ 1] 何腾兵 ,刘元生 , 李天智 , 等.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, 14(2):55
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[ 2] 但文红.喀斯特峡谷农业可持续发展模式研究———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:上
海科学技术出版社 , 1983.
[ 4] 北京林业大学.土壤学(上册)[ M] .北京:中国林业出版
社 , 1982.
[ 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.
[作者简介 ] 王钰(1983-),女 , 贵州遵义市人 , 助理工程师 ,学
士 ,主要从事水土保持技术工作。
[收稿日期 ] 2007-08-31
(责任编辑 徐素霞)
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