土地利用对土壤物理性质和养分的影响论文

土地利用土壤物理性质和养分影响论文
    土地利用方式是人类利用土地各种活动的综合反映,包括农业、林业、居住地、草地、湿地和果园等,又是影响土壤养分变化最直接、最深刻、最普遍的因素[1-2].土壤养分是土壤的基本属性,是植物落的重要环境因子,在农业生产和科学研究中占重要地位[3].土壤养分的高低直接影响着作物生长、农业生产结构、布局和效应等方面[4].土地利用方式的结构变化会影响土壤养分在生态系统内的循环和分布,也是引起生态系统退化下,土壤养分库降低而空间异质性提高的主要原因[5-6].土地利用方式的变化也会导致土地生产力的改变[7].在不同生态系统环境下,土地利用方式与土壤养分相互作用机制还没有明确定论。而在红壤地区,由于土壤其性质上的酸、瘦、粘等弱点,保肥供肥差,使整个地区农业及经济受到严重影响[8].近年来,国内外陆续开展了有关不同土地利用对南方红壤土壤养分影响的试验研究,取得了一定的研究效果,但迄今为止,对于土地利用方式对土壤养分的主要作用机制还需要进一步探讨和分析[9].笔者总结了近年来国内外相关文献,分析阐述各种土地利用条件下土壤物理性质变化及土壤养分变化之间的关系,以便更好地因地制宜调整生产结构,在资源开发利用上扬长避短,减少土壤环境的污染,降低农用成本。
    1土地利用对土壤物理性质的影响
    土壤质量、颗粒组成、容重、孔隙度、渗透率和贮水量等构成土壤物理性质的重要指标[10].土壤物理性质可以反映土壤结构和水文状况及评价土壤质量,决定土壤中水、气、热和生物状况,从而影响土壤中植物营养元素的有效性和供应能力[11].土地利用对表层土壤物理性质影响明显,江恒等[12]指出,农田与休闲地相比,土壤容重增加7.47%,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量分别下降2.59、6.04和1.90个百分点.单位面积内增加有效大孔隙数目、大孔隙度及连通性,可显着提高土壤入渗性能,高朝侠等[13]模拟土壤水分及溶质运移,建立流域水文模型,以刺槐林地、草地、小麦地和苹果林地为研究,指出植被恢复可通过植物根系穿插、土壤动物活动等形成大孔隙。土地利用方式随土层深度的加深,土壤储水量越来越少[14],程立平等[15]研究得出,干湿交替层以下深层土壤水分状况主要受土地利用方式的影响,水分含水量表现为苜蓿草地>苹果林地>高产农田>裸地。不同的土地利用方式,土壤性质变化较大,旱地与有林地相比,旱地的土层和腐殖质层较薄,颗粒较细,水稳性团粒较少[16].土壤质量退化是由不合理的利用方式造成,刘玉等[17]分析研究了重庆市北碚区岩溶槽谷鸡公山地区不同土地利用方式,认为土壤物理性质的变坏与石漠化形成过程有相互促进的正反馈关系。暴雨加速了水土流失的发展[18],据统计,随着工业的发展,大量化石燃料燃烧排放出的硫氧化物和氮氧化物与水汽发生化学反应形
成酸沉降,酸沉降的酸雨影响红壤酸化,加之不合理的土地利用方式,导致长江流域以南的红壤地区水土流失面积严重,年均侵蚀模数达4432t/km2,土壤流失量就达15.6亿t[19-20].
    2土地利用对土壤养分的影响
    土壤养分是土壤肥力的重要物质基础,一般施肥水平条件下,植物吸收的氮有30%~60%,磷有50%~70%,钾有40%~69%土壤,土壤养分可以反映土壤对植被提供养分的潜在能力[10,21],土壤氮、磷、钾含量和有机质以及其动态平衡共同构成了土壤养分的重要指标。土地利用方式变化对土壤养分变化有着明显的影响。
    2.1对土壤有机质的影响
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    土壤有机质是土壤中最活跃的部分,是土壤养分的基础,是衡量评价土壤养分的重要指标之一。
    不同土地利用方式引起的土壤有机质含量、密度及其垂直分布发生了相应的变化,如有机质含量随封育、火烧、刈割、刈割除根、种植牧草、种植玉米的人为干扰强度增加而减少[22].利用方式不同的果园和高投入的玉米地土壤在0~100cm土层中SOC(有机碳)含量
均较高,变化范围分别为4.16~10.00和4.73~9.31g/kg;大豆地、中、低投入玉米地土壤,在0~100cm土层中SOC含量较低,变化范围分别为3.27~7.73、3.14~8.33、1.83~7.67g/kg[23].土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,除对土地利用变化十分敏感,还受温度和水分的影响,李杰等[24]研究柑橘园和湿地松人工林的温度(5、10、15、20、25℃)和水分含量(30%、60%和90%饱和含水量),研究结果表明,柑橘园和湿地松人工林土壤碳矿化速率均与温度呈正相关,60%饱和含水量处理下土壤碳矿化速率最高。而利用13C稳定同位素示踪技术探讨凋落物对杉木人工林表层(0~5cm)和深层(40~45cm)土壤有机碳的分解,结果表明,杉木人工林中深层土壤有机碳分解速率显着低于表层土壤,但其激发效应却显着高于表层土壤[25].土壤开垦后,往土壤添加2%和5%的生物炭显着增加了土壤CO2(二氧化碳)的体积分数和排放速率[26],如耕作过程中,不增施肥料,土壤有机质将日趋下降,导致土壤质量退化[27].
甜菜斑蝇>米奇的甜心屋
象征图形    2.2对氮、钾的影响
    氮、钾是植物的必需营养元素,是土壤养分的重要物质基础,其受自然因素(气候、地形及植被)和农业措施(施肥、耕作、灌溉及土地利用方式)的影响很大[28].土地利用与
呜莎覆被的变化影响着土壤元素的迁移转化过程。有机物覆盖增加土壤养分,周江涛等[29]在‘寒富'苹果园设置了杂草、稻草、玉米秸秆、粉碎枝条4个覆盖处理,明显增加土壤碱解氮、速效钾含量。目前,研究土地利用方式对土壤养分影响的时空跨度较大,林地、未利用地转为耕地后,土壤全氮含量降低,全钾、速效钾含量增加,表明耕作可以提高土壤中碱解氮含量和钾养分而降低氮全量养分。孔红梅等[30]对泸沽湖流域内农田、草地、林地的土壤理化性状进行对比分析,得出农田含水率、全氮、速效氮和速效钾含量相对较高,而草地和林地相对较高的是有机质、全钾含量。随着土壤中氮肥和钾肥施入量的增多,土壤中碱解氮和速效钾的含量呈升高趋势[31].南方红壤区总降水量丰富,但分配极不平衡,不合理的开发利用导致营养元素的缺乏和土壤养分的衰退,如耕地普遍缺少有机质和氮素,全部旱地和60%的水田缺磷,耕地中58%缺钾[32],已严重阻碍着本区农业生产的持续发展。
陈火旺    2.3对磷的影响
    随着近年来土地利用中化学肥料的施用量越来越高,引起养分累积,造成肥料浪费,影响土壤质量。磷素在土壤中的变化则是一个相对稳定缓慢的过程,长期施用磷肥会提高土
壤镉(Cd)含量[33],不仅导致磷在表层土壤积累,而且提高土壤活性磷水平,增加土壤磷素流失风险[34].随土壤磷水平、磷肥和有机肥用量的增加,土壤吸磷量和缓冲能力显着降低;土壤易解吸磷和土壤磷的解吸率显着增加[35].生物结皮提高结皮层土壤全磷、速效磷含量;结皮层土壤碱性、磷酸酶活性和有机质含量与土壤磷素有效性成显着正相关[36].植被覆盖也能提高土壤磷含量,如阔叶林比无林地能够显着地提高土壤磷的有效性。杨小燕等[37]以典型落叶松林、水曲柳林、樟子松林和美青杨林表层土壤(0~10cm)为对象,研究不同类型水土保持林土壤磷素的形态和有效性,研究结果表明,水曲柳林和美青杨林土壤全磷、速效磷和磷各组分含量均显着高于落叶松林和樟子松林。人工植被、农地弃耕(撂荒)对土壤有一定的土壤培肥作用,以安徽菜子湖区不同退耕年限的湿地、油菜地和原始湿地为研究对象,表明随着退耕年限的增加,湿地土壤对外源磷的固持能力不断增强[38].

本文发布于:2024-09-22 04:06:42,感谢您对本站的认可!

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