土地利用方式及土壤类型对水稻土磁化率变化的影响研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jasonlau999
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土壤磁化率能间接反映区域土壤环境、气候变化、水文状况、人类活动状况等综合信息,掌握区域土壤磁化率及其剖面变化信息、获取区域环境变量的磁学响应机制是近年来的研究热点。本文以成都平原核心区184个水稻土剖面样品为基础,利用磁测技术并结合地统计学方法,探讨了该区域水稻土磁化率在水平及垂直两方向上的变化特征,揭示水稻土磁性特征对土地利用方式及土壤发育程度的响应机理。并运用相关性分析和回归分析方法,量化分析不同环境因素与成都平原核心区水稻土磁性参数之间的发生学关系。主要研究结果如下:(1)研究区水稻土剖面磁化率在20.4329.46×10-8·m3/kg之间,总体偏低;剖面频率磁化率系数在3.234.76%之间。两磁性参数指示研究水稻土剖面磁性矿物含量较低,且磁性矿物形态主要为人为成因的粗粒径多畴颗粒。水稻土磁性参数半方差结果显示,在表层(020cm)磁化率块金系数为64.7%,说明其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响且以随机性因素为主,而在剖面20100cm处其块金系数逐渐下降,结构性因素的影响程度逐渐加强;频率磁化率系数的块金系数在剖面全层均低于25%,且块金系数随土层加深而逐渐降低,说明其主要受结构性因素影响,影响程度随土层加深而逐渐加强。研究区水稻土磁化率空间分布在剖面各土层上呈东北(彭州都地区)高、西南(温江县大部、青白江以西)低的特征,同时研究区频率磁化率系数与水稻土磁化率在空间分布上呈相反的变化趋势,两者高、低值区互相对应、重合。(2)研究区磁性参数与各理化特性的相关性分析显示,两磁性参数在剖面上与pH呈负相关,与容重呈正相关,且与两者的相关性随土层的加深逐渐加强,在剖面20100cm处达到显著相关。而土壤有机质含量在各土层与水稻土磁化率呈正相关,而与频率磁化率系数呈负相关,相关性均不显著,相关性分析表明,土壤磁性与各理化属性的发生学关系在表层(020cm)最弱。结合半方差分析、相关性分析及磁性参数空间分布特征可以得出,研究区人为活动对表层(020cm)土壤磁性的影响最强,且其影响程度随土层深度的增加而降低。(3)研究区土地利用方式对水稻土磁性特征有着显著的影响,不同土地利用方式下水稻土因其施肥量、耕作方式等农业管理措施不同造成土壤磁性有较大差异,磁化率在剖面表层(020cm)处表现为稻>稻>稻>园地。研究区主要的稻-蔬轮作区分布于彭州-新都一带,其中彭州市作为全国五大商品蔬菜生产基地之一,蔬菜种植栽培历史悠久;而温江、郫县地区自90年代起农业经济结构发生转变,大面积的耕地转变为园地和农林混合的园地,土地利用方式以园地为主,两区域因土地利用方式的不同造成的磁化率差异符合磁化率空间分布特征。同时,受植物根系、土壤结构、人为干扰强度等因素影响,各种土地利用方式的磁化率在剖面均大致呈表层(020cm)较高,在亚表层(2040cm)处迅速降低,在中层(4060 cm)磁化率变化趋于稳定变化幅度小,底层(60100cm)又回升的变化趋势。(4)研究区不同土壤类型水稻土对水稻土磁化率特征具有显著影响,各土壤类型水稻土因所处成土环境条件不同造成土壤磁性有较大差异,磁化率在剖面表层(020cm)表现为脱潜水稻土>渗育水稻土>潴育水稻土>潜育水稻土。研究区温江-郫县一带因地下水深度较浅,潜育水稻土分布广泛;对应的彭州-新都地区由于地势较高,水稻土通气排水性更好,脱潜水稻土发育良好;两区域因土壤类型不同造成的磁化率差异同样与磁化率空间分布特征一致。同时,不同类型水稻土其剖面内因其各发生层的水分状况不同,使剖面内铁、锰等磁性矿物的活化、淀积、淋淀等动态变化产生分异,从而导致各类型水稻土磁化率剖面具有独特的形态特征,这种磁化率剖面形态特征与相应的发育环境和发育程度能够相互对应,能够间接反映水稻土的成土方向和发育历史。(5)回归分析显示,磁化率在剖面表层020cm处变化的主控因素为土地利用方式,其独立解释能力为21.8%。而在剖面下部40100cm结构性因素的影响作用逐渐增强,在剖面2040cm处土壤类型的独立解释能力最强;在剖面下部4060cm处,仅土壤容重对水稻土磁化率存在显著影响;剖面底层60100cm,仅成土母质对水稻土磁化率存在显著影响,其独立解释能力为14.6%。结合前文分析,可以得到研究区水稻土磁性特征是多种人为、自然因素的综合表现,其中因土地利用方式及土壤类型改变而引起的土壤水分状况、氧化还原环境、pH状况等的改变对土壤磁性起更重要的决定性作用。
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