基于微地形下的紫色砂巖和泥巖土壤剖面分異特性研究.pdf

1、紫色土集中分布于四川盆地丘陵區(qū)，面積約為16萬km2，占川、渝兩地總土地面積的28％左右，以侏羅系沙溪廟組和蓬萊鎮(zhèn)組母質所成土壤面積最大。紫色土是以物理風化為主的巖性土，發(fā)育程度較淺，坡地土壤特別是坡頂土壤，常常還來不及發(fā)育完成，就被雨水沖刷到坡腰或坡腳，使其土壤元素在剖面及微地形上的分異性具有一定的規(guī)律，母巖和地形則是其規(guī)律形成的重要因子。本文從土壤發(fā)育、元素分異性及遷移性和生態(tài)環(huán)境角度，以母巖—土壤—生態(tài)環(huán)境(土壤退化)為研究系統(tǒng)，

2、以重慶市丘陵地區(qū)沙溪廟組的砂巖和泥巖為研究對象，擬分析兩種母巖發(fā)育的土壤剖面的分異狀況，在不同微地形(坡頂、坡腰和坡腳)發(fā)育成土壤的過程中礦質營養(yǎng)元素的遷移及其剖面發(fā)育程度，并對兩種紫色土在不同地形部位上的相對退化程度進行初步探析，研究結果如下：
　　 (1)土壤剖面及地形上土壤元素的分異規(guī)律
　　 通過統(tǒng)計分析得到紫色泥巖發(fā)育的土壤pH、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量普遍高于紫色砂巖發(fā)育的土壤;有機質含

3、量和陽離子交換量(CEC)相差不大；從坡頂?shù)狡履_，紫色泥巖土壤pH逐漸減小，分別為7.5±0.3、7.0±0.46、6.6±1.05，說明其酸化過程越來越強，而紫色砂巖土壤pH則逐漸增加，分別為5.9±0.79、5.9±0.95、6±1.09；有機質的分異規(guī)律相同，都是坡腳＞坡頂＞坡腰；兩類土壤中全氮、有效鋅、全鐵和全錳在地形上的分異規(guī)律相似，而全磷、有效磷、堿解氮、全鉀、速效鉀及其他微量元素在地形上的分異規(guī)律則有所不同。對兩類土壤各土

4、層間元素含量進行方差分析表明，紫色泥巖和砂巖發(fā)育的土壤在pH、全磷、全鉀、有效磷、CEC、全鋅及全銅含量之間的差異性較大。如pH在坡頂A層間、C層間差異達到極顯著性水平，在坡腰A層間、B層間呈顯著性差異；全磷則在坡項A層達極顯著水平。另外在地形分異規(guī)律上，土壤pH、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀和有效鉀在地形上的分異規(guī)律存在顯著差異。如在在紫色泥巖發(fā)育的土壤中，從坡頂?shù)狡履_，土壤堿解氮有逐漸增加的趨勢，而在紫色砂巖土壤中從坡頂?shù)狡履_則是先減

5、小后增加，在坡腳處達到最在值。
　　 其次，對土壤pH、有機質、CEC、常量礦質元素及微量元素間進行相關性分析表明，在紫色泥巖和砂巖發(fā)育的土壤中，氮、磷、鉀的有效態(tài)之間都呈現(xiàn)了極顯著的正相關，說明三者間的有效態(tài)含量具有相互促進作用；土壤有機質則與堿解氮、有效磷、速效鉀及全氮都呈現(xiàn)極顯著的正相關(紫色泥巖土壤中其相關系數(shù)分別達到r1=0.87**，r2=0.531**，r3=0.552**，r4=0.771**，n=48;紫色砂巖

6、土壤中其相關系數(shù)分別為r1=0.776**，r2=0.646**，r3=0.536**，r4=0.787**，n=67)；在紫色泥巖土壤中，土壤pH與全磷呈極顯著的正相關(r=0.385**，n=48)，與有效磷和CEC呈極顯著負相關(r=0.512**，r2=-0.397**，n=48)，而砂巖土壤中pH與有機質、堿解氮、有效磷呈極顯著的負相關(r1=-0.465**，r2=-0.502**，r3=-0.527**，n=67)，同時與

7、全氮呈顯著負相關(r=-0.269**，n=67)，與全磷和CEC的相關性并不明顯；泥巖土壤中CEC只與土壤pH呈極顯著的負相關，在砂巖土壤中CEC與pH相關性未達顯著水平，而與有機質呈現(xiàn)了顯著的負相關，與全磷、全鉀表現(xiàn)為顯著的正相關。對具有相關性的土壤性質之間作散點圖并經(jīng)回歸得出各相關土壤性質的一元線性回歸方程，如在紫色泥巖土壤中，有機質與全氮的相關方程為Y全氮=0.042x有機質+0.263，R2=0.594;而在紫色砂巖土壤中，有

8、機質與全氮的相關方程為：Y全氮=0.043x有機質+0.184，R2=0.619。而常量礦質元素、有機質、CEC等對微量元素在土壤中的有效態(tài)影響較大,而對它們的全量影響甚微，只有在紫色砂巖土壤中pH、全磷、全鉀、速效鉀和CEC對微量元素的全量影響較大。
　　 (2)土壤剖面中的元素遷移規(guī)律
　　 對土壤中元素遷移規(guī)律進行統(tǒng)計分析表明：①在坡頂A層兩種類型的土壤剖面中氮、銅、鋅、錳、鉛的遷移方向相反，紫色泥巖土壤中主要為淋

9、溶作用，而在砂巖土壤中為富集作用；坡腰A層鋅的遷移方向相反，坡腰B層銅、鋅和錳的遷移方向相反，鉛在坡腳A層中的遷移方向也不同，磷、銅、鋅、鉛在坡腳B層的遷移方向也相反，這可能與土壤的水分特征、土壤的質地及施肥措施相關。②常量礦質元素的遷移強度要大于微量元素的遷移強度，而常量礦質元素中氮的遷移強度又大于磷和鉀的遷移強度。土壤元素在紫色泥巖和砂巖土壤的遷移強度不一，在不同地形部位的相對遷移強度也不同，特別是氮、磷、鉀的遷移強度，這說明紫色泥