王琪,王建梅,張繼平,曹慶喜,馬存平,秦于倩,郭錦梅,呂明

(陜西省林業(yè)科學(xué)院治沙研究所,陜西 榆林 719000)

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分,它有助于土壤的穩(wěn)定性和土壤養(yǎng)分、水分的保持,具有抵抗風(fēng)蝕和水蝕,保持土壤耕作、吸收和降污染等重要作用[1-3],土壤中的有機(jī)質(zhì)對(duì)植被生長(zhǎng)起著很重要的作用。防止土地荒漠化,植被生長(zhǎng)很重要,而有機(jī)質(zhì)是植物生長(zhǎng)的諸多因素之一[4]。本文就毛烏素沙地荒漠化監(jiān)測(cè)樣地的土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定和分析,以期改善荒漠化土地的生態(tài)環(huán)境和植被生長(zhǎng)狀況,從而為荒漠化土地的利用提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1 研究地概況

榆林荒漠化監(jiān)測(cè)樣地位于毛烏素沙地東南部榆林市西北部的沙質(zhì)荒漠化土地(107°14′—110°36′ E,37°57′—39°35′ N),包括定邊、靖邊、橫山、神木、府谷、佳縣和榆陽(yáng)7個(gè)縣(區(qū))的99個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),30個(gè)農(nóng)林場(chǎng),該區(qū)域是植物地理學(xué)重要分界線,具有地域上的獨(dú)特性和代表性[5]?；哪O(jiān)測(cè)整個(gè)區(qū)域?qū)儆跍貛Ш团瘻貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候,多風(fēng)沙,降雨少,年平均降雨量400 mm左右,氣象災(zāi)害較多,不同程度的干旱、冰雹、霜凍、沙塵、暴雨等時(shí)有發(fā)生,尤其是干旱、冰雹和沙塵危害嚴(yán)重,植物生長(zhǎng)環(huán)境十分惡劣,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)具有脆弱性和不穩(wěn)定性[6],長(zhǎng)期的風(fēng)蝕導(dǎo)致地表有機(jī)質(zhì)流失,土壤生產(chǎn)力降低。

2 研究方法

2.1 土壤樣品的采集

從榆林荒漠化監(jiān)測(cè)樣地中選擇固定沙地、半固定沙地和沙化草地3類典型的立地類型,每個(gè)立地型各設(shè)3個(gè)樣地,并對(duì)樣地進(jìn)行編號(hào),固定沙地(1#、2#、3#),半固定沙地(4#、5#、6#),沙化草地(7#、8#、 9#)。分別在每塊監(jiān)測(cè)樣地植被分布多樣化極豐富的中心部位進(jìn)行土壤采樣,每塊樣地設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn),每個(gè)樣點(diǎn)間隔2 m。采樣點(diǎn)用鐵锨挖100 cm深,依次在土壤剖面上按0～<20、20～<40、40～<60、60～<80和80～100 cm分別分層采集一定量的土壤裝入塑料袋,張貼標(biāo)簽并標(biāo)注其樣方地的土壤立地類型、樣方號(hào)、土層深度、取樣時(shí)間等,帶回實(shí)驗(yàn)室分?jǐn)?、風(fēng)干、研磨、過(guò)篩等處理后裝入廣口瓶,為測(cè)定有機(jī)質(zhì)備用?；哪O(jiān)測(cè)樣地基本情況見(jiàn)表1。

表1 荒漠化監(jiān)測(cè)樣地基本情況

2.2 試驗(yàn)方法

土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定方法采用(GB9834-88)重鉻酸鉀氧化-硫酸消化法[7]。用定量的重鉻酸鉀-硫酸溶液,在電爐油浴加熱條件下,使土壤中的有機(jī)碳氧化,剩余的重鉻酸鉀-硫酸溶液,用硫酸亞鐵滴定。以二氧化硅為添加劑作為空白滴定,根據(jù)氧化前后氧化劑差值,計(jì)算出有機(jī)碳量,再乘以系數(shù)1.724,即為土壤有機(jī)質(zhì)含量。此次共測(cè)定土壤樣品135個(gè)。計(jì)算公式如下:

土壤有機(jī)碳(g·kg-1) =C×5(V0-V1)/V0×0.003×1.1×1/K2×1 000/m

土壤有機(jī)質(zhì)(g·kg-1)=土壤有機(jī)碳×1.724

式中:V1為滴定空白樣品時(shí)所用的硫酸亞鐵的量(mL);V0為滴定土壤樣品時(shí)用去的硫酸亞鐵的量(mL);0.003為1/4碳原子的摩爾質(zhì)量(g·moL-1);C為還原劑的摩爾濃度(mol·L-1);1.1為校正系數(shù)(有機(jī)質(zhì)氧化率平均為90%);K2為有機(jī)質(zhì)含碳58%;m為樣品質(zhì)量(kg);1.724為碳含量換算成有機(jī)質(zhì)含量的系數(shù)(1 g碳約等于1.724 g有機(jī)質(zhì))

3 結(jié)果與分析

土壤有機(jī)質(zhì)含量通常作為土壤肥力水平高低的一個(gè)重要指標(biāo),它是土壤各種養(yǎng)分的基礎(chǔ),也是其他養(yǎng)分如氮、磷等元素的重要來(lái)源,對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)性、保肥性和緩沖性等都有著積極的影響。本研究荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型不同土壤層次有機(jī)質(zhì)含量 單位:g·kg-1

3.1 荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同層次土壤有機(jī)質(zhì)含量

從表2得出,荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型土壤不同土層的有機(jī)質(zhì)含量都存在著一定的差異,總體來(lái)看,各監(jiān)測(cè)樣地土壤地表皮層(0～<20 cm處)有機(jī)質(zhì)含量較其他土壤各深層剖面有機(jī)質(zhì)含量大;垂直分布上,不同土層土壤剖面有機(jī)質(zhì)含量隨著土層深度的增加而變化趨于穩(wěn)定,土壤有機(jī)質(zhì)隨土層深度的增加,含量降低,沙化草地個(gè)別監(jiān)測(cè)樣地土壤有機(jī)質(zhì)含量是40～<60 cm處反倒高于20～<40 cm 處的土壤,60 cm以下與其他監(jiān)測(cè)樣地的垂直分布一致。

3.2 荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型土壤有機(jī)質(zhì)含量

從表2得出,荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型土壤有機(jī)質(zhì)含量中,固定沙地土壤平均有機(jī)質(zhì)含量為3.54 g·kg-1,半固定沙地為1.43 g·kg-1,沙化草地為3.51 g·kg-1。其中固定沙地土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,半固定沙地最低。所監(jiān)測(cè)的土壤樣品中,固定沙地的有機(jī)質(zhì)含量最大值是18.94 g·kg-1,最小值是0.74 g·kg-1;半固定沙地的最大值是2.50 g·kg-1,最小值是0.95 g·kg-1;沙化草地有機(jī)質(zhì)含量最大值是12.75 g·kg-1,最小值是1.69 g·kg-1。結(jié)合表1可以得出,地表植被種類、植被蓋度與土壤有機(jī)質(zhì)含量大小有著直接密切的關(guān)系。樟子松喬木林地,地表枯落物多,有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)就高。紫穗槐、草本苦豆子等豆科植被土壤有機(jī)質(zhì)含量比較多,所以要想提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善荒漠化土地,最好是采用喬灌草相結(jié)合的種植模式,灌草植物尤其要選擇豆科類的植物。

4 結(jié)論

本研究主要對(duì)荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定分析,結(jié)果表明:荒漠化監(jiān)測(cè)樣地不同立地類型土壤表皮層(0～<20 cm處)土壤平均有機(jī)質(zhì)含量較高,按照表皮層土壤平均有機(jī)質(zhì)含量的大小依次是固定沙地>沙化草地>半固定沙地。垂直分布上,基本上是隨著土壤深度的增加有機(jī)質(zhì)含量也隨著穩(wěn)定減少;地表植被種類、植被蓋度與土壤有機(jī)質(zhì)含量大小有著直接密切的關(guān)系,樟子松喬木和紫穗槐、苦豆子、苜蓿等豆科類灌草植物結(jié)合在一起種植,可提高荒漠化土地的有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤肥力狀況,從而提高土壤利用率,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步改善。因此,在荒漠化治理中建議采取喬灌草結(jié)合的模式,尤其要種植一些綠肥植物,比如苜蓿、天箐等豆科類植物。