2021-4-9 | 农业
０引言
不同土地利用引起的土壤特性的变化各不相同．有关土地利用变化引起的土地覆被及土壤特性等方面的变化一直是众多学者研究的热点．例如，在地表植被［１］、植物凋落物和残余量［２］、土地管理措施［３］、土壤性质［４－７］、地表反射率［８］、土壤微生物活动［９］及土壤养分［１０－１１］等方面的变化研究均取得显著成果．同时，土地利用变化还可引起生物多样性［１２］、地表径流和侵蚀［１３］、土壤环境［１４－１６］等生态过程［１７］的变化．合理的土地利用可以改善土壤结构，增强土壤对外界环境变化的抵抗力［１８］，反之将会导致土壤质量下降［１９－２０］，并导致土地沙漠化．古尔班通古特沙漠与绿洲交错带不仅土壤盐渍化严重，而且面临沙漠化的威胁．其植被群落结构简单，生态环境十分脆弱．随着人类活动干扰强度的增大，资源与环境之间的矛盾日益突出，土地利用变化必然对该区土壤特性产生重大的影响．我国土地利用变化对土壤特性的影响研究大多集中在典型岩溶区［１０］、自然保护区［２１］、低山丘陵区［２２］和集约化农业区［２３］等．而有关土地利用在干旱区的研究主要表现在绿洲［１１，２４－２５］和典型流域［２６］方面．因此，开展绿洲－沙漠交错带土地利用变化对土壤特性的影响研究具有重要意义．本文对比研究了绿洲－沙漠交错带不同土地利用类型对土壤机械组成、总盐和土壤养分等土壤特性的影响，并对其进行了土壤退化评价和养分评价．可为合理的利用土地资源、规划经营管理方式及土地评价和恢复等提供理论基础，对于土壤盐渍化的防治、改良、有效利用和沙漠化的防治，具有科学实践意义和生态价值．
１研究区概况
研究区位于古尔班通古特沙漠与奇台县绿洲的交错带．古尔班通古特沙漠位于新疆北部准噶尔盆地腹地，是我国面积最大的固定和半固定沙漠，地处４４°１１′～４６°２０′Ｎ和８４°３１′～９０°００′Ｅ之间，面积约４．８８×１０４ｋｍ２．其年平均降水量不超过１５０ｍｍ，且主要集中在春季．年平均蒸发潜力较高，在２０００ｍｍ以上，年均温为６～１０℃．奇台县位于天山北麓，准噶尔盆地东南缘，地处８９°１３′～９１°２２′Ｅ，４３°２５′～４９°２９′Ｎ，全县面积１．９３×１０４ｋｍ２．农区年平均气温为４．７℃，７月份极端最高气温４３℃，１月份极端气温为－４２．６℃．年平均降水量为１７６ｍｍ，蒸发潜力２１４１ｍｍ，无霜期平均１５６ｄ，年日照时数２８４０～３２３０ｈ．
２材料与方法
２００８年１０月，在古尔班通古特沙漠与奇台县绿洲交错带８种土地利用类型土壤选择样地分别为：荒草地（花花柴Ｋａｒｅｌｉｎｉａｃａｓｐｉｃ、芦苇Ｐｈｒａｇ－ｍｉｔｅｓａｕｓｔｒａｌｉｓ及猪毛菜Ｓａｌｓｏｌａｃｏｌｌｉｎａ为主，Ａ１）、天然灌木林地（柽柳ＴａｍａｒｉｘｃｈｉｎｅｎｓｉｓＬｏｕｒ为主，Ａ２）、无植被生长的盐碱地（Ａ３）、种植３ａ的生态防护林地（沙枣树Ｅｌａｅａｇｎｕｓａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ为主要建群种，Ａ４）、耕种３ａ（Ｂ１）、５ａ（Ｂ２）、１０ａ（Ｂ３）的农田及耕种５ａ的菜园地（Ｂ４）．按“Ｓ”型采样法，挖取深度为４０ｃｍ的土壤剖面，按０～２０ｃｍ和２０～４０ｃｍ土层取样．每种样地，分别从不同的地块上挖取６个土壤剖面，每样重复３次，每层共取样１８个．采集的土样在实验室内自然风干，分散，过１ｍｍ筛，按水土比５∶１配置土壤浸提液．用残渣烘干法测定可溶性总盐含量；用数字式酸度计测定ｐＨ值；用Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７容量法测定有机质含量；用半微量开氏法测定全氮；用硫酸－高氯酸消煮－钼锑抗比色法测定全磷；用碱解－扩散法测定碱解氮；用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法测定速效磷；用１ｍｏｌ•Ｌ－１乙酸铵浸提－火焰光度法速效钾；采用双指示剂－中和滴定法测定ＣＯ２－３和ＨＣＯ－３；采用硝酸银滴定法测定Ｃｌ－；采用源自吸收分光光度法测定Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋；采用火焰光度法测定Ｋ＋和Ｎａ＋；采用硫酸钡质量法测定ＳＯ２－４．按美国制土壤分类标准分析土壤颗粒组成．分析测定由中国科学院新疆生态与地理研究所土壤理化分析实验室的专业人员完成．土壤有机碳含量源自于土壤有机质含量，其计算方法如下［２７］：ＯＭ（％）＝Ｃ（％）×１．７２４（１）则，Ｃ（％）＝ＯＭ（％）×０．５８（２）式中：ＯＭ为土壤有机质（％）；Ｃ为土壤有机碳（％）．
本文运用单因素方差分析、Ｆ检验法、综合指数法、聚类分析及相关分析等方法进行分析土地利用变化对土壤特性的影响．所有图表的绘制及数据的分析在Ｅｘｃｅｌ２００３、ＤＰＳ８．０１及ＳＰＳＳ１３．０软件上进行．利用综合指数的计算形式，定量地对某现象进行综合评价的方法，称为综合指数法（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｉｎ－ｄｅｘ）．综合指数Ｉ较为复杂，没有统一的表达形式，一般根据实际问题确定计算模式，并可表示为各个指标的相加或相乘，如取相加，则有［２８］：Ｉ＝１ｎ∑ｍ１ｙ或Ｉ＝∑ｋｉ＝１∏ｌｊ＝１ｙｉｊ（３）式中：Ｉ为综合指数；ｙ为个体指数；ｍ为指标数；ｎ为分组数；ｋ为指标类别数；ｌ为各类内的指标数．
３结果与分析
３．１土壤理化性质及盐分特征
绿洲－沙漠交错带各土地利用类型土壤（０～４０ｃｍ土层）主要组成为极细砂（表１），其平均含量在６３％～６６％之间变化；其次为细砂，含量远低于前者，大体在１９％～２２％之间波动．按粒度的平均值衡量，土壤质地上层（０～２０ｃｍ）和下层（２０～４０ｃｍ）没有显著差异．按照美国制土壤分类标准，属于砂土．土壤ｐＨ值＞８．０．据土壤肥力分类标准［２９］，有机质平均含量在２４～３２ｇ•ｋｇ－１之间，属于２～３级，为中上水平，有利于作物生长，但全磷含量（０．７１～０．８５ｇ•ｋｇ－１）较低．上层土壤养分（除全钾外）均高于下层土壤，而且除有机质和全钾外上层和下层土壤养分元素均具有Ｐ＜０．０５信度水平的显著性差异．按照土壤盐渍化分类标准，属于强盐渍土［３０］．上层土壤盐分及其离子含量普遍大于下层土壤，但其含量不具有显著性的差异．