西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤黏土矿物组成及其影响因素研究

摘要

我国西南喀斯特地区的石漠化问题已经严重地制约了当地经济与社会的发展,石漠化的本质是土壤质量的下降。土壤矿物是土壤的主要组成成份,构成了土壤的“骨骼”,一般占土壤固相部分重量的95％～98%左右。地壳中矿物的种类很多,大约有3300种。土壤矿物质的组成、结构和陛质对土壤的理化学性质,土壤养分的保持与释放和土壤形成过程的分析均有极大的影响。因此,研究石漠化过程中土壤矿物的含量和组成对合理利用土壤资源、改善喀斯特生态系统具有重要的意义。
　　 本文选择了贵州省具有典型石漠化特征的普定县和荔波县为研究区,以不同石漠化阶段的土壤为研究对象,定点采样分析了研究区不同土壤剖面不同土层的黏土矿物组成及其质量分数变异状况、粉粒和砂粒矿物的组成以及黏土矿物质量分数的相关性因素,试图为喀斯特地区土壤退化过程中的生态修复提供科学依据。
　　 本文的主要研究结果如下:
　　 (1)研究了土壤黏土矿物的变异规律,结果表明:①不同石漠化阶段黏土矿物的组成基本相同,均为高岭石、蒙脱石和伊利石;②从未石漠化阶段、轻度石漠化阶段到中度石漠化阶段,蒙脱石在剖面表层的质量分数逐渐增加,分别为:27.82%,29.34%和58.32%;高岭石在剖面表层的质量分数也逐渐增加,分别为:21.39%,31.81%,36.93%;但伊利石在剖面表层的质量分数逐渐减少,分别为:50.79%,38.85%,4.75%.③在西南喀斯特地区,伊利石与蒙脱石和高岭石的质量分数之间存在着高度的相关性,相关系数分别为-0.9703,-0.9456和0.9061,均达到极显著水平。④西南喀斯特地区土壤的成土作用和成土环境是相似的,所以它们具有相同的黏土矿物组成;而黏土矿物质量分数的差异说明各个成土作用进行的程度或阶段是不同的。⑤粉粒中的矿物主要为石英、长石和云母;砂粒中的矿物主要为石英、长石和云母。
　　 (2)土壤物理性质与黏土矿物的相关性研究结果表明:①土壤孔隙度和蒙脱石质量分数之间呈极显著的线性正相关关系,回归方程为:y=0.6751x-8.1324,相关性系数达到0.8002;②土壤孔隙度与高岭石的质量分数之间呈极显著的线性正相关关系,回归方程为:y=0.4348x+0.8466,相关性系数达到0.8972③土壤孔隙度与伊利石的质量分数呈极显著的线性负相关关系,回归方程为:y=-1.1099x+107.29,相关性系数达到0.9143.