长沙几种不同土地利用类型土壤理化性质特征

摘 要：采用野外采样与试验室分析的方法，对长沙市几种不同土地利用类型的土壤理化性质进行了比较分析，研究结果表明：表面植被覆盖多的草地，林地有较好的水土保持能力，而受人为影响较大的居民点的容重明显大于其它种类。长沙市城市土壤整体呈酸性，土壤有机质含量随着土壤深度的加深呈降低趋势，林地、草地有机质含量明显高于其它类型，长沙城市土壤整体缺乏N、P、K，元素含量随着土层的加深而减少。该研究结果可为长沙土地利用规划提供一定的参考数据和科学依据。

关键词：不同土地利用类型；土壤理化性质；有机质

城市是人类活动的重要场所，也是人口主要集中居住的地区，建立人与自然和谐相处、健康、安全和可持续发展的现代城市是全球人类的共同理想。城市土壤受人为活动影响强烈，不同的土地利用方式对城市的生态环境有着不同影响[1]。本研究以长沙市有代表性的4种土地利用类型为研究对象，采取了野外采样和试验室分析相结合的方法对其物理、化学性质进行了定量研究，研究结果可以为长沙市将来土地利用的规划提供参考数据和科学依据。

1 研究区概况

研究地设于长沙市主城区，长沙市地处湖南省东部偏北，湘江下游和长浏盆地西缘。其地域范围为东经111°53′～114°15′，北纬27°51′～28°41′。气候属亚热带季风气候，全年气候温和、降水充沛、雨热同期、四季分明。长沙市年平均气温17.2℃，年积温为5457℃，市区年均降水量1361.6mm。全市辖区面积1.1819万km2，农业人口人均占有耕地0.058hm2。长沙土壤种类多样，可❦划分9个土类、21个亚类、85个土属、221个土种，其中，以红壤、水稻土为主，分别占土壤总面积的70%与25%，其余还有菜园土、潮土、山地黄壤、黄棕壤、山地草甸土、石灰土、紫色土等，适宜多种农作物生长。

2 研究方法

2.1 样地的设置

在长沙市选取有代表性的林地、草地、交通用地及居民点用地，每种类型分别设置6个采样点。由于城市土地的特殊性，所以，交通用地取土选取道路中央隔离带或者道路两旁绿化带中便于取土的点。居民点取土选择未被水泥覆盖的区域进行取样。

2.2 土壤样品采集及处理

在每个采样点按0～10、10～20、20～30cm3个层次，分别采取土样，并当场称取土壤鲜重，装入无菌塑料袋带回试验室。在试验室清除土壤样品中的植物根系、凋落物、石砾等杂质，在测定自然含水率后，按照有机质、全N、全P、全K含量的ฅ测定要求进行自然风干处理后，装入无菌塑料袋备用。在采集土壤样品的同时，用环刀法测定土壤容重。

2.3 测定方法及数据处理

土壤自然含水率采用烘干法，pH值采取SJ-4A型pH计测定，全N用半微量凯氏定氮法测定，全P用钼锑抗比色法测定，全K用火焰光度法测定，有机质用重铬酸钾氧化――水合加热法测定[ 2]。采用Excel、spss19.0等软件对数据进行分析处理。

3 结果与分析

3.1 不同类型土地土壤基本物理性质

土壤水分是土壤的一个重要组成部分，是林木生长发育所需水分的重要来源，积极参与土壤中物质的转化过程[3]。从表1可以看出，长沙不同类型土地自然含水率的平均值为草地>林地>交通用地>居民点用地。各层次之间的变化趋势为草地是随着土层的加深，自然含水率呈下降趋势。而交通用地、林地及居民点用地随着土层的加深，自然含水率呈上升趋势。说明草地表面的草本植物对水分有较好的蓄积能力[4]，从而导致降水蓄积在表层土壤，这也是上层土壤的自然含水率高于下层土壤的原因。而其它3种类型的土地由于表层植被覆盖的较少，故对自然降水蓄积能力较低，所以，下ถ层土壤的自然含水率高于上层土壤。

土壤容重说明，土壤的紧实程度是土壤物理性质的重要指标，直接影响其它土壤肥力因素和植物生长状况，土壤容重可反映人类活动对土壤的压实作用[5]。自然土壤的容重一般在1.3g/cm3左右，而从表1中看出，4种类型的土壤容重基本高于这个值，分别是居民点>林地>草地>交通用地。说明城市居民点、城市森林、城市草地的土壤容重因为人流量相对集中，受人为因素影响较大，从而导致结果大于受人为因素影响较小的交通用地。而居民点、林地由于土壤深度的增加，容重值也变大，草地和交通用地的容重呈随深度增加而减少的趋势，说明草地表层的草类对压力有一定的缓冲作用。表层草本植物覆盖较少的林地，居民点对压力的缓冲作用较小，所以，导致底层的土壤容重值大于表层。

3.2 不同类型土壤的化学性质

3.2.1 不同类型土地土壤的pH值。土壤酸碱性是土壤的重要属性，同时也是土壤的基本化学性质之一，它能够直接影响土壤中许多物理、化学及生物学的过程和性质。在这里我们用pH值来表示土壤的酸碱性[6]。从表2ษ可以看出，各土地pH值为居民点>草地>交通用地>林地，各种类型的土地的pH值在4.00～8.73，说明不同土地类型对pH的影响比较明显。而草地、交通用地、林地土壤的pH值基本上都呈弱酸性，说明长沙城区的土壤呈酸性，这可能是城市化进程中工厂、汽车等排放到大气中的NOx、SO2等气体。在大气层中形成酸雨降落到地面进入土壤中，从而导致土壤呈酸性而居民点的土壤由于受到各种人为废弃物的影响，土壤中常常混合了建筑垃圾、水泥和其它碱性物质，从而导致其pH值偏碱性[7]。而各不同类型的不同层次之间基本上呈随土层的加深，其酸（碱）性呈减弱的趋势。

3.2.2 不同类型土地土壤的化学元素含量。有机质是土壤中比较活跃的部分，是土壤中具有结构和生物学特征的基本物质，它是生命活动的条件，也是生命活动的产物。土壤有机质中含有植物生长中所必须各类营养物质，随着有机质的矿化，不断地释放出供植物使用。从表3中可以看出，土壤有机质的含量差异为林地>草地>居民点>交通用地，且不同土地利用方式的土壤有机质在空间分布上比较不均衡。在垂直空间分布上，可以发现土壤有机质的含量随着土层的加深而呈逐渐下降趋势。这是因为地表的枯枝落叶以及植物根系分解所形成的有机质首先进入的是土壤表层，而导致了表层土壤的有机质含量明显高于深层的土壤。 土壤中N素是植物生长必须的3大营养元素之一，也是构成植物生命体的重要元素，在植物生长过程中占有重要地位。据资料，我国长江中下游地区的旱地全N含量为0.5～1.15g・kg-1。从表3中可以看出，长沙各不同类型土地土壤的全N含量在这个范围之内，但属于偏低的水平，且草地、交通用地、林地基本上在0.5左右徘徊，居民点的全N含量略高于其它种类土地，这也与人为因素对其影响较大有一定关系。但在全N含量的垂直分布上来看，基本上都是表层土壤的N含量高于底层土壤，这也与表层土壤的有机质含量高有着密切关系。

我国土壤中的P普遍含量在0.3～3.5g・kg-1，含量较低，而在华中地区红壤中的含量就更低了。据表3看出，长沙各类型土地土壤的P含量为居民点>交通用地>林地>草地，说明长沙土壤的P含量还是处于较低水平。在垂直分布上，P含量随着土壤层次的加深，也是呈降低趋势。这也与N含量的变化趋势一致，说明土壤有机质差异能影响各营养元素的差异性。

我国土壤全K普遍含量在5～25g・kg-1之间，从表中看出，长沙各类型土壤全K含量普遍在6～7g・kg-1，也属于偏低水平。

4 结论与讨论

长沙居民点土地由于各种建筑废弃物、生活垃圾的影响，导致其pH值呈碱性，这与保定市城市土壤的pH值基本一致，而其它类型的土壤呈酸性，这是因为长沙在城市发展过程中受到“酸雨”的影响而导致。有机质含量随着土壤的加深呈降低趋势，这与湘中丘陵区土壤有机质含量存在一致的规律。长沙城市各类型土壤中全N、全P、全K含量普遍低于全国平均水平，说明长沙城市土壤属于缺N、P、K的土壤。

本研究表明：不同土地利用方式对土壤的物理性质有一定影响，土壤表层草本植物覆盖多的土地在保持水土及改善ว土壤质地方面有一定优势。居民点以及交通用地由于缺乏对植被的有效保护以及强烈的淋溶作用而导致有机质含量不高，说明这2种类型的土地利用还有待提高。具体的改进措施：提高城市绿化率。在居民点、交通用地种植植物时，可加入肥力较高的客土进行土壤改善，或者加有机肥，待土壤肥力提高后在进行绿化工作。对城市森林、草地进行管理时，可适当使用含营养元素较高的肥料。

本研究仅对长沙的部分地区土壤理化性质进行了分析比较，其结果不能代表整个长沙市的现状，只能为长沙市的城市绿化以及土地利用优化提供一定的参考依据。

参考文献

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2 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，1972

3 高述超，田大伦，闫文德等.长沙城市森林土壤理化性质及碳贮量特

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5 刘云鹏，张社奇，谷洁等.不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水

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