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大山包自然保护区有机质含量高的成因探究
发布时间:2020-06-28

  摘    要: 为了探明昭通市昭阳区大山包高原湿地有机质含量极高的原因,开展了耕地质量监测点实地调查与取样分析。结果表明,大山包高原湿地有机质含量达到100 g/kg,是受其独特的地理环境与气候影响的结果。此结论可为日后高原湿地的生态农业发展与湿地保护提供参考。

  关键词: 高原湿地; 土壤有机质; 地理环境; 生态农业; 大山包自然保护区;

  大山包自然保护区地处滇东北的五莲峰山脉,大山包是其主峰,属构造侵蚀高中山,海拔为3 000~3 200 m,国土面积192 km2。该区属暖温性高原季风气候带,冬寒夏凉,是国家一级保护动物黑颈鹤的越冬栖息地。

  2017年,为完成国家“藏粮于地、藏粮于技”的战略需要,昭阳区在大山包镇实施休耕轮作666.67 hm2,连续实施3年。全保护区设置8个休耕轮作监测点(代码DS)、3个对照监测点(代码DD),监测点取土化验的结果反映出其有机质含量非常高,11个监测点有机质含量在88~112 g/kg之间,比昭阳区有机质评价含量高出50~70 g/kg。东北黑土是肥沃的土壤,其有机质含量仅为40 g/kg左右。针对昭阳区大山包自然保护区有机质含量高的特点,探明其中原因,对其发展高原特色农业与高原湿地保护有重要意义,并且可以为类似的高原湿地保护提供依据。

  1 、气候因子

  大山包属暖温性高原季风气候带,冬寒夏凉,年均气温为6.2℃,1月平均气温-1℃,7月平均气温12.7℃,≥10℃的活动积温841.1℃;年降雨量1 165 mm,雨量分布不均,5—10月降雨量占全年降雨量的88%;日照长,年日照时数2 200~2 300 h;无霜期年平均天数为134 d,最短年只有84 d,故植物生长期短。大山包年平均气温低,导致矿物元素的矿化率低。在低气温条件下,母质种原有的营养元素分解慢、挥发减少是有机质含量较高的原因之一。

  2、 土壤结构因子

  大山包土壤属于棕壤(B21)类棕壤(B211)亚类灰汤大土(基性结晶岩类棕壤)(B21113j)属黑沙土(B21113j141)土种与棕灰汤土(碳酸盐岩类棕壤)(B21118t)属灰包土(B21118t141)土种。该土壤的成土母质为残积母质,种母质受下层分布的基岩影响,与基岩成逐渐过渡的情况。土质疏松,通透性好。最底层为原有古老岩石,保水保肥性好。
 

大山包自然保护区有机质含量高的成因探究
 

  在土层25cm以下,有一层黑色泥炭土(当地人称“海法”,可作为燃料),厚度约为30 cm,该层泥土的有机质含量非常高,是远古植被经地质运动埋藏在地下经过漫长年代形成的泥炭层[1]。该层土壤较黑土层的有机质含量高,同时土壤透气性良好,这是导致土壤有机质含量高的最主要原因。

  3 、农业生产结构因素

  大山包属于高山草甸,拥有大片草原,农业生产以畜牧业为主。由于畜牧业的长期发展,导致每年有大量畜禽粪便回流到土壤耕层中,增加了土壤发肥力。在长期畜牧业发展中,耕地长期处于休耕免耕的状态,使大量土地得到休养生息,得以恢复地力,年复一年的积累,再加上独特的气候,使耕地的有机质含量很高[2,3,4]。

  自2017年以来,为了落实“藏粮于地、藏粮于计”的战略要求,大山包实现大规模的耕地休耕,休耕3年来,土壤有机质明显提升。为了检测有机质的变化情况,在666.67 hm2耕地休耕区域设置了8个休耕监测点、3个对比监测点(表1)。

  由表2可以得出,在连续休耕2年后,除个别点位容重与有机质变化不大外,其他监测点位容重有所降低,有机质含量明显增加。这表明,在耕地休耕的前提下,有利于土壤有机质含量的提升。

  表1 各监测点基本信息
表1 各监测点基本信息

  4、 土壤微生物因素

  土壤微生物作为土壤的重要组成部分,是指土壤中体积很小的活的细菌、真菌、藻类和土壤微动物体内所含的生物总量[5]。它是土壤有机质转化的主导因子,对了解土壤肥力具有重要意义。有机质主要以腐殖质的形态存在于土壤中,有机质经过微生物分解后再合成一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质,广泛分布于大山包土壤分泥炭中[6]。

  表2 2018—2019年大山包休耕区土壤监测数据
表2 2018—2019年大山包休耕区土壤监测数据

  参考文献

  [1]王磊,应蓉蓉,石佳奇,等.土壤矿物对有机质的吸附与固定机制研究进展[J].土壤学报,2017(4):805-818.
  [2]袁业琴,云玲.有机肥与耕地土壤质量[J].吉林农业,2007(10):28.
  [3]张爱君,张明普.长期施用有机和无机肥料对黄潮土有机质含量及组成的影响[J].江苏农业研究,2001(3):30-33.
  [4]陈守用,孟庆堂,杜红艳.耕作制度变革对土壤性状及农业生产的影响[J].安徽农业科学,2005(1):67-68.
  [5]凌丽俐.土壤藻类对土壤肥力的影响[D].成都:四川大学,2003.
  [6]田应兵,熊明彪,宋光煜.若尔盖高原湿地生态恢复过程中土壤有机质的变化研究[J].湿地科学,2004,2(2):88-93.

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