土壤的形态特征

土壤的形态特征范文第1篇

关键词：土壤养分；有机质；全氮；全磷；相关分析；宜昌

中图分类号：S151．9＋5 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）24－5628-05

土壤有机质是表征土壤质量的重要因子，在调节土壤理化性质、改善土壤结构、培育土壤肥力等方面有着重要作用［1，2］。作为土壤生态系统中重要的限制性元素，土壤氮素和磷素是土壤养分的重要指标和作物生长发育所必需的营养元素，因此在生产实践中也受到广泛关注［3，4］。受母质、气候、地形、水文、植被、生物等多种因素影响，土壤养分在不同尺度上具有显著的空间异质性特征［5－7］，从区域尺度上研究土壤有机质、全氮、全磷的空间分布特征对于开展土壤质量管理、因地制宜进行农业生产布局是有必要的。

目前开展的相关研究多集中在小尺度上，一般针对某种土壤类型或特定生态系统［8－12］，而区域性研究较少，并且研究结论也因研究区域和对象不同存在较大差异，使得研究成果在应用上具有一定局限性。为此，以宜昌为研究区，选择典型土壤剖面分析土壤有机质、全氮、全磷的空间分布特征及与环境因子的相关关系，以期为开展土壤养分的分区管理及土地资源持续利用提供一定参考。

1 材料与方法

1．1 研究区概况

宜昌市位于湖北省西部，地理坐标为110°15′－111°52′E、29°56′－31°35′N，面积21　250．79　km2。宜昌地处我国地势第二阶梯向第三阶梯的过渡地带，地势西高东低，西部与中部分别以山地、丘陵为主，山地、丘陵占土地总面积的89．33％，东部平原占土地总面积的10．67％。宜昌属于温暖湿润的季风气候区，多年平均气温16～18　℃，多年平均降水量983～1　406　mm。境内地貌类型多样，地势起伏大，水系发育充分。形成黄壤、黄棕壤和棕壤、红壤4个地带性土类以及紫色土、石灰（岩）土、潮土、（山地）草甸土和水稻土5个非地带性土类，其中黄壤、黄棕壤和石灰岩土的面积较大，共占宜昌市土壤面积的61．34％，红壤和草甸土的面积很小，共占宜昌市土壤面积不到1％。植被以亚热带常绿阔叶林为主，并有落叶阔叶林、针叶混交林以及灌草丛分布［13］。

1．2 样品采集与处理

试验分析数据来源于宜昌市境内13个典型土壤剖面，样品采集完成于2010年8月。样点涉及黄壤、红壤、黄棕壤、棕壤4类地带性土壤，以及非地带性土壤中的石灰岩土、潮土和水稻土。多数样点为未受人工扰动的原状土，而农田样点避开道路与田埂（图1）。样点选好后，沿着垂直方向开挖100　cm的土壤剖面，然后分别对0～10　cm、10～20　cm、20～40　cm、40～60　cm、60～80　cm、80～100　cm等不同深度土壤进行分层采集，并从地表往下整层均匀地采集混合样品。共获取分层样品91个，混合样品13个，每个样品重量约为300　g。土壤样品装袋密封，贴上标签，并做好样点信息记录，样点位置由GPS定位。另外，每层用铝盒采集土样用于土壤含水量的测定，并用100　cm3环刀采集原状土以测定土壤容重。

1．3 样品测定与分析方法

样品带回实验室后，先进行预处理。在室内阴凉通风处自然干燥，然后手工去除石块、残根等杂物后用球磨机磨碎，过100目筛后装袋待测。按照相关土壤理化指标分析标准［14］，全氮的测定采用凯氏定氮法，全磷的测定采用钼锑抗比色法，有机质的测定采用重铬酸钾氧化－硫酸亚铁滴定法。对每个测定项目测3个平行样，以保证测定结果的准确性。采用SPSS　18.0对样本的空间分布特征进行统计学描述和分析，采用Excel　2007及Origin　7．0进行相关图表绘制。

2 结果与分析

2．1 不同土类土壤有机质、全氮、全磷的分异特征

一般认为，土壤有机质的含量大小取决于有机物的输入与输出量。自然土壤的有机质来源主要是土壤母质中的有机矿物和植物凋落物及其残体。棕壤、黄棕壤的分布区与针绿阔叶混交林或常绿阔叶和落叶混交林重合，土壤发育的生物气候条件既有利于自然植被的生长，又会产生大量的有机物质输入。尤其是山地棕壤分布区，年均气温为7．4～7．8　℃，≥10　℃积温只有2　000～2　298　℃，热量偏低，雨量丰富，湿冷的环境对于土壤有机质的积累更为有利。水稻土是经人工定性培育、熟化形成的非地带性土壤，由于较高水平的有机肥料投入和高茬禾秆还田以及良好的水分条件，水稻土表层土壤有机质含量也较丰富，仅次于棕壤和黄棕壤。石灰岩土一般分布于低山丘陵区，湿润的气候条件、灌丛草被以及钙的凝聚作用使得土壤有机质累积量较高。红壤、黄壤分布于山地向平原的过渡区，一般具有热量高、雨量多的特点，年均气温16．7　℃，年均降水量在1　200　mm以上，≥10　℃积温可达5　300　℃。传统的沟谷农业对红壤、黄壤的土壤系统破坏较为严重，造成其土壤有机质含量偏低。土壤中的氮素主要来源于动植物的残体和生物固氮，与有机质有着相似的来源，因此全氮含量的分异特征与有机质的分布相似，并且随着植被根系分泌物以及残体输入的多少而表现出明显的差异。土壤中的磷素主要来自土壤母质中的含磷矿物、土壤有机质及人工施用的含磷肥料。在此次采样中，长江冲积物形成的潮土全磷含量最高，石灰岩发育形成的石灰岩土全磷含量次之，有机质含量最高的棕壤全磷含量排第三位。

2.2 不同层次土壤有机质、全氮、全磷含量及其变异性

2．3 土壤有机质、全氮、全磷的垂直分布特征

2．4 土壤理化性质间的相关性

3 小结

1）宜昌地区土壤表层有机质、全氮、全磷含量表现出显著的分异特征。按照不同土壤类型，0～20　cm土层土壤有机质的排序结果为棕壤＞黄棕壤＞水稻土＞石灰岩土＞红壤＞潮土＞黄壤，土壤全氮与有机质的排序结果基本一致，土壤全磷的排序结果为潮土＞石灰岩土＞棕壤＞水稻土＞黄壤＞红壤＞黄棕壤。

2）土壤有机质、全氮、全磷均在10～20　cm土层的变异程度最大，变异系数分别为94.2％、72.6％、63.1％，并且各土层土壤养分变异系数随剖面深度增加呈减小的趋势。

3）根据各采样点的环境特征及相关分析，宜昌地区不同类型土壤的有机质、全氮含量差异主要与地表植被、气候条件、土壤结构、人工有机肥料投入等因素有关，与土壤质地关系不大。土壤全磷含量与土壤有机质、全氮含量没有明显相关性，主要与土壤母质磷素矿物含量及土壤自身的发育过程有关。

4）不同类型土壤养分的垂直分布特征各异。除潮土外，其他类型土壤全氮与有机质的消长趋势基本一致。大部分土壤全氮与有机质均表现出从表层往下减少的趋势，以黄棕壤与棕壤较为典型，但各类型土壤养分含量变化的转折点不同。土壤全磷沿剖面没有明显的变化规律。

5）较差的自然条件以及人类不合理的利用活动，导致红壤与黄壤各土壤养分含量均较低。应因地制宜地安排农业生产活动，并通过分区治理和相关水保措施，遏制土壤退化趋势，提高红壤与黄壤分布区土壤的生产性能。

参考文献：

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［3］　陈伏生，曾德慧．耕种对沙地土壤全磷空间变异性的影响［J］．　中国环境科学，2005，25（增刊）：85－88．

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［5］　胡克林，李保国，林启美，等．农田土壤养分的空间变异性特征［J］．农业工程学报，1999，15（3）：33－38．

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［8］　尹云峰，蔡祖聪，钦绳武．长期施肥条件下潮土不同组分有机质动态研究［J］．应用生态学报，2005，16（5）：875－878

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［10］　赵同谦，张 华，徐华山，等．黄河湿地孟津段不同植被群落类型土壤有机质含量变化特征研究［J］．地球科学进展，2008，23（6）：638－643．

［11］　刘 序，徐剑波，胡月明，等．基于DEM的广东省赤红壤全磷与地形因子相关分析［J］．土壤，2009，41（6）：1014－1017．

［12］　辛 颖，聂立水，张志毅，等．鲁西平原毛白杨造林地土壤全氮空间变异性研究［J］．土壤通报，2011，42（1）：98－102．

土壤的形态特征范文第2篇

关键词：土壤水分特征；典型；模型

中图分类号：S731 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170106001

引言

几十年来[1-6]，为了确定水分特征曲线人们不断投入精力发展相关的测定方法，从这些方法的类型来看主要为2类：直接测定法，如Brooks-Corey模型、vanGenuchten模型、Campbell模型、Mualem模型等，其中Brook-Corey模型和vanGenuchten模型得到了广泛应用；间接推求法，主要是通过估算土壤物理特性实现的。

1 土壤水分特征曲的影响因子

1.1 质地

土壤质地对土壤水分特征曲线的影响在目前来看是最大的。土壤颗粒的粗细，决定了颗粒的表面积大小，颗粒越粗，它的表面积越大，形成的孔隙就会越大，这样的土壤对水的吸持能力就会明显减小。

1.2 结构

对土壤水分特征曲线的影响也很大的是土壤的结构。当土壤团聚比较好，同时数量较多的状态，曲线的表现为先平缓上升后急速上升。对水分特征曲线的影响，在土壤结构上分析主要是因为孔隙的状况的不同。

1.3 容重

水分特征曲线受容重的影响主要是因为容重增大时，土壤孔隙数量同时减少，从而导致饱和含水量降低，与此同时接近饱和含水量酸的斜率也会明显增大。

2 土壤水分特征曲线的模型类别

利用土水势和相对含水量的幂函数关系建立经验模型，此类有Rawls模型、Campbell模型等；采用最小二乘法回归模拟，主要通过土壤体积含水量与土壤的颗粒分布的关系来实现；采用经验物理模型的方法来实现，代表的有 Brooks-Corey模型等；通过土壤结构的自相似特性，来确定土壤结构分形维数，通过分型特征推导出的模型，包含有一定物理含义，如Tyler-Wheatcraft模型等。

2.1 土壤水分特征曲线利用土壤颗粒分布曲线计算

Arya-Paris标定参数模型首先分析土壤颗粒，再通过计算各个粒径范围内的含水量与相应吸力，从而确定整个范围的土壤含水量与吸力之间的关系，进而建立模型。

2.2 分行模型

分行模型是间接测定法中延伸出来的，是根据土壤结构的自相似特征，利用诸如Sierpinski地毯和Menger海绵模型进行描述。

通过对孔隙通道的自相似特征进行分析，Tyler和Wheatcraft推导出水分特性曲线模型，其中包含有孔隙通道分形维数，随后又基于Sierpinski地毯结构，推导出包含Sierpinski地毯分形维数的水分特性曲线模型，经验幂函数型的水分特性曲线模型与该模型一致。Rieu和Sposito通过孔隙体积的自相似特征，建立的土壤水分特性曲线模型，该模型是用孔隙体积分形维数表征。通过对Rieu和Sposito模型的进行改进，Perfect等推导出土壤水力特性参数分形描述模型，该模型是基于经验关系相似。

3 小结

不同的土壤水分特征模型有不同的适应土壤，对于土壤水分特征曲线模型选定要通过前期的研究区域的质地、结构和容重的实验观测的资料分析，在确定相关土壤性质以后再选定适合的土壤水分特征模型来拟合。

参考文献

[1]来剑斌，王全九. 土壤水分特征曲线模型比较分析[J]. 水土保持学报，2003， 17（1）：138-143.

[2]李小刚. 影响土壤水分特征曲线的因素[J].甘肃农业大学学报，1994，29（3）：273-278.

[3]夏卫生，雷廷武，刘贤赵，等. 土壤水分特征曲线的推算[J].土壤学报，2003，40（2）：311-315.

[4]黄冠华，詹卫华. 土壤水分特性曲线的分形模拟[J].水科学进展，2002，13（1）：55-60.

[5]徐绍辉，刘建立. 估计不同质地土壤水分特征曲线的分形方法[J].水利学报，2003（1）：78-82.

土壤的形态特征范文第3篇

    本文通过利用水资源结构的分析法,揭示出流域水流失的意义;利用水流失的特征指标与土壤侵蚀的特征指标结合水流失与土壤侵蚀的表征,针对贵州水土保持建设工作对水土保持中水保与土保的关系进行探讨,总结如下:

    1水流失的含义

    水流失指的是原本能利用并且应该利用的水资源散失。水资源中原本能利用并且应该利用的是哪些部分呢?这就属于水资源结构的范畴,以下将对于水资源结构对水流失的影响作出探讨。

    1.1水资源结构的分析法

    依据水资源的服务功能及对象的差异,河流水资源可分类为资源水(消耗资源水、潜在资源水)、生态环境水及灾害水等若干部分。流域水资源结构的分析可通过资源水、生态环境水、灾害水三个方面综合考虑,而流域生态环境水的分析需要从湖泊、植被、河道、湿地、城市这五类生态系统的需水方面进行考虑。通常情况下,小流域中的湿地、湖泊、城市的生态系统分布较少,因此,通常对于小流域的水资源结构分析,主要从河道与植被这两大系统进行考虑。

    1.2水流失引起的水资源结构变化

    流域水流失可对加剧水资源的时间分布的不均匀度造成直接影响,也就是汛期的径流量会不断增加,同时枯水期的径流量相应减少,对流域水资源结构影响重大。人类活动也可造成水土流失,主要是对地面的自然植被进行干扰与破坏,非治理沟的植被覆盖率对比治理沟往往较低,同时河道的输沙量往往较高,导致植被生态用水显着减少,对流域水资源结构也有重大的影响。与此同时,由于水土流失的不断加剧,汛期流量不断增加,枯水期的流量不断减少,导致在汛期时,以灾害水与潜在资源水的形式,并对比消耗资源水与生态环境水要多的水量从流域输出,其中有部分的水资源是属于可利用及应该利用却未能被利用的。

    1.3水流失与水保持的关系

    从水资源的转化结构进行分析,水流失的本质是由生态环境水向灾害水与潜在资源水进行转化。根本原因是由于在时间分布上水资源不均匀,并持续加剧造成的,以加剧了水资源的供需矛盾是其最大危害,生态环境水由于受到挤占,引起流域的自然生态系统逐渐退化,随着水流失的情况日益严重,就会形成一个恶性循环,甚至威胁到正常的社会经济用水。水保持是为了阻碍上述水流失的过程,根本目的是为了保障流域正常的生态环境用水。

    2水流失的表征

    水流失的本质是生态环境方面用水的流失,而流域生态环境的用水量直接反映着水流失的严重程度,因此可从其构建的表征对流域生态环境的相对用水量相关指标进行表征出水流失的严重程度。各类生态系统在流域生态环境用水方面的作用大小均能采取一个反映其作用能力的权重与其面积进行表征,从而分析出构建流域生态环境用水的特征指标(Eco-environmentalWaterUseIndicator),公式如下:EWUI=(∑ei?Si/s)×100%,其中EWUI指的是流域生态环境用水的特征指标;∑ei指的是第i类的生态系统对于流域中生态环境用水的重要性权重,能经层次分析法进行确定;Si是第i类的生态系统的面积,s是流域面积,能经土地覆盖图计算获得,可见式中EWUI与水流失的严重程度间是成反比例关系,也就是说EWUI的值越大,表明水流失的严重程度就越为轻微。

    3土壤侵蚀的表征

    影响土壤侵蚀的因素主要包括有土、地形、植被、降雨及人类的活动,在上述五个影响因素中,针对某一特定的流域,地形、降雨及土壤这三个因素,以长时间的观察来评价其变化较小,相对稳定,可作为常量。植被的因素对于土侵蚀的影响主要由植被覆盖与其类型来决定,人类的活动是通过对流域下垫面的生态进行改变造成土壤侵蚀的影响,以上两个因素在很大程度上可以对流域土地的利用结构及其变化作为反映。因此,采用水特征的指标EWUI对于特定流域进行分析,土壤侵蚀的变化情况主要由土地的利用结构及其变化来决定,并且有相关研究表明,若保持其它因素不变,土壤侵蚀在不同的土地利用类型中的特征有显着的差异。因此,倪晋仁等在纸坊沟的流域土壤侵蚀动态评估中指出,可利用层次分析法对不同的土地利用类型对于土壤侵蚀的权重进行确定,分析出土地利用的结构特征指标S,对土壤侵蚀量的相对大小进行表征,公式如下:SI=(∑wi?Ai/A)×100%,∑wi指的是第i类的土地利用类型对于土壤侵蚀的权重;Ai指的是第i类的土地可利用类型的面积;A指的是流域的总面积,可见式中的流域土壤侵蚀与田之间是成反比例的关系,表明田的值越大,流域土壤的侵蚀情况就越轻微。

    4水流失与土壤侵蚀之间的关系

    从水沙运移的机理角度探讨,水蚀区发生土壤侵蚀是水流运动的必然结果,同时流域水流失的日趋严重也必然会导致不同程度的土壤侵蚀现象,因此,土壤侵蚀与流域水流失间存在着一定的相关关系。从水土保持的角度进行探讨,保持土壤的最终目的及根本要求是尽可能地减少水流失,从根本上起保水的效果。因此,水土保持必须具有一定的水资源作为付出代价,而此部分的水资源就属于水土保持用水,水土保持用水对于流域下游的水资源利用会造成一定的影响。

土壤的形态特征范文第4篇

关键词：森林土壤；理化特性；调查分析；通道县

中图分类号：S714

文献标识码：A文章编号：16749944（2016）12002204

1引言

通道县地处湖南省西南边陲，湘、桂、黔三省（区）交界之处。境内气候温和，冬无严寒，夏无酷暑，降雨充沛，年蒸发量小于年均降水量，林中空气湿度高，土壤自然含水量高。区内主要为砂质页岩、页岩、沙砾岩发育的母质，地带性土壤为红壤、山地黄壤、山地黄棕壤，海拔为206～1077 m。保护区内保留着成片的常绿阔叶林，其区系地理成分复杂、起源古老，物种荟萃，群峰耸立，沟谷纵横，水系发达，林木繁茂。这种山、水、石、林兼备的优美生态环境，充满了大自然原始、幽野的神韵。为了保护这块神圣土地，让人们了解自然、认识自然，开展了森林土壤资源特征调查与研究。

2研究方法

对通道县的森林土壤调查与研究中，采取野外挖掘土壤剖面观察、记载测定和室内理化分析相结合的方法。室内分析采用的是国家标准方法[1，2]。土壤水分物理性质采用环刀法，土壤团粒结构采用机械筛分法，常规方法测定土壤含水量、有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾、pH值（H2O），机械组成用比重计法进行测量。

3调查结果与分析

3.1土壤剖面形态的观察与描述

土壤剖面形态，是诸成土因素共同作用下形成的内在性质和外在形态的综合表现，是成土过程的客观记录。土壤剖面是指由上向下包括不同发育层次的垂直切面。它的界线，是以空气或浅层水为上界，以坚硬的母岩或不再有生物活动的土状物质为下界。土壤剖面是在成土因素不断影响下而逐渐产生层次分化所表现出来的一种纵向变化现象，是在土体同外界物质发生相互交换而促使内部物质迁出、归回，分解合成和依变创新而产生的层次变异。土壤是成土因素的函数，也是自然环境的一面镜子，它将各种自然环境因素在土壤剖面上反映出来，这样就能从土壤剖面形态来推断成土环境。保护区土壤主要形态是：枯枝落叶层（A0）较厚2～6 cm，在坡度大而陡的环境条件下，这种粗腐殖质层厚度的分布应视为良好。有的土层A1层与A层上下土层界面之间没有明显过渡。A层（淋溶层）平均厚20.5 cm，表层颜色从高海拔往低海拔的顺序为黑色（5Y2/1）、暗灰棕（5YR/2）、暗棕（5Y2/1），但在常绿阔叶、落叶林典型群落内，特别是沟谷森林条件下的土壤剖面上反映颜色与海拔高度异同。如低海拔样地，表层为黑色，其原因是沟谷边或冲积土湿度大粗腐殖质难以分解，腐殖质化程度较高，使土壤表层出现黑色。B层（淀积层）为暗灰棕（5YR4/2）、淡棕（7.5.YR5/6）、淡黄棕（10YR7/6）、黄棕（10YR7/8）、为红黄色（7SYR6/8）。土壤结构好，一般剖面以A层为粒状、核状，B层为碎块状，C层为碎块状出现。土壤质地为重壤土、轻粘土。

3.2土壤发育层次分化特征

土壤层次，是指层次界线性质、层次厚度以及层次与层次之间或亚层与亚层之间的反差程度。在调查的21个剖面保护区土壤的发生层不论是海拔为350 m低点，还是海拔1350 m高点，中部为发育较完善的A0―A―B―C―D土体构型或A0―A1A―B―C―D土体构型，说明该区的成土环境是良好的，在该保护区基本没出现A1层、A层，而是A1A层交织一起，A1层、A层上下腐殖质层之间无明显的过渡，形成A0―A1A―B―C―D土体构型。这里的土体构型，与沟谷森林地貌景观有关，与降雨量和蒸发量消长有关。降雨量决定其干湿状况。以湿润系数（K）为指标，境内的干湿消长状况是降雨>蒸发，湿润系数（K1.84）>1.5，干湿程度为过湿。说明，森林的土壤过湿，有机残体进入土壤以后，在以土壤生物为主的作用下，把复杂的有机物转变为简单的化合物，最后变成无机物―矿质化过程减弱。

发生层粘粒含量及比率。根据机械组成分析结果计算A层、B层与C层的粘粒比率，可以确定土壤粘化作用的强弱[3]。土壤机械组成分析表明（表1、表2、表3）土壤质地尚好，为重壤土、轻粘土。沙粒（>0.05 mm）占5.44 %～32.64 %，沙粒含量的多少与不同母质、坡度上发育的土壤有关。粉沙粒（0.001～0.05 mm）占45 %以上，而粘粒含量在30 %以下，1，为1.01～1.10，说明境内在植物繁茂的条件下森林土壤环境较好，土壤侵蚀强度弱。

3.3森林土壤类型

境内的地貌特征是山地夹丘陵谷地，以中低山为主，海拔206～1607.7 m。由于纬度偏低，地势变化大，人类干扰小，加上气候温和，雨量充沛，适于亚热带动植物的生长和繁殖，植被覆盖率大。在特殊的沟谷地貌和生物气候条件下，有利于土壤的脱硅富铝化作用和生物富集过程，决定着该区的土壤类型为红壤、山地黄壤、山地黄棕壤。

3.3.1红壤

红壤分布在海拔300～800 m。根据中国森林土壤1984年分类的标准，红壤几种不同的亚类有红壤、黄红壤、棕红壤等，由此将黄红壤亚类归在红壤土类。保护区海拔300～550 m为红壤，550～800 m的山地土壤为红壤与黄壤的过渡带即黄红壤。黄红壤分布地区水湿条件和红壤基本类同，但热量条件较红壤差，同典型红壤的区别是以黄红色为主，即氧化铁水化为褐铁矿和针铁矿而呈现黄红色基调。这类土壤一般分布在中低山丘陵及山麓地区，坡度一般为25°～35°，粘粒（

3.3.2山地黄壤

山地黄壤分布在海拔800～1100 m常绿阔叶林或常绿、落叶阔叶混交林及针阔混交林中，主要树种有拟赤杨、楠木、枫香、杜英、木、栲、湖南山核桃、杉木、马尾松等。母质类型为页岩、板岩、沙砾岩发育。地貌类型以群山接岭的中低山为主。气候特点是冬无严寒，夏无酷暑，空气湿度高，土壤形成发育除一般富铝化过程外，还进行着明显的黄化作用。土壤剖面常有A0―A1A―B―C―D构型，A0层3～6 cm，土壤表层为粒状结构，土体厚度一般在70～100 cm，土壤颜色与腐殖质聚合、分解紧密相关，肥力高的土壤颜色就深，也就是说腐殖质含量就高。表层颜色深浅顺序依次为黑色（5Y2/1）、暗灰棕（SYR4/2）、暗棕（7.5YR3/4），心土层为暗灰棕（5YR4/2）、淡棕（7.5YR5/6）、黄棕色（10YR5/8）。土壤结构、松紧度一般在层次上分异明显。A层为粒状结构，B层为核状结构，C层为碎块状结构；松紧度A层为散，B层为紧，C层为紧；质地为重壤土、轻粘土。其他理化性质见表5。

3.3.3山地黄棕壤

山地黄棕壤是亚热带土壤垂直带谱的基本组成之一。保护区的山地黄棕壤主要分布在海拔1100 m以上的山地。山地黄棕壤的气候是以雨量多，湿度大、气压低、云雾环绕、无霜期短为特征。山地黄棕壤分布的海拔较高，坡度植被组成以常绿革叶灌丛为主，主要树种有鹿角杜鹃、南岭杜鹃、马尾松、山柳等。土壤紧，质地重壤土，pH值5.0；23～45 cm，暗黄棕色（10YR5/4），碎块状结构，中量根系，土壤紧，质地重壤土，润，pH值5.2；45～61 cm，淡黄棕色（10YR7/6），碎块状结构，中根系，土壤紧，质地重壤土，润，pH值5.5，其理化性质见表6。

3.4典型植物群落森林土壤养分特征

3.4.1典型群落森林土壤养分差异大

从表7可见：①21个典型样地中森林土壤有机质平均值为61.83 g/kg，标准差为15.92 g/kg，是平均数的25.11 %，变幅范围30.86～84.48 g/kg，差值达53.62 g/kg，最高含量为最小含量2.74倍。②21个典型样地森林土壤全氮平均为2.87 g/kg，标准差为0.73 g/kg，是平均数的24.74 %，变幅范围1.54～3.80 g/kg，差值达2.26 g/kg，最高含量是最低含量2.47倍。③21个典型样地森林土壤全磷平均为0.44 g/kg，标准差0.24 g/kg，是平均数的52.27 %。变幅范围0.17～0.91 g/kg，差值达0.74，最高含量为最低含量5.35倍。④21个典型样地森林土壤速效磷平均为7.17 mg/kg，标准差4.78 mg/kg，是平均数的64.99 %。变幅范围1.92～18.19 mg/kg，差值达16.27 mg/kg，最高含量为最低含量9.47倍。⑤21个典型样地森林土壤速效钾平均为118.73 mg/kg，标准差为48.86mg/kg，是平均数的41.15 %，变幅范围76.44～218.2 mg/kg，差值达141.76 mg/kg，最高含量为最小的3.64倍。由于土壤生态环境的变化，造就了植物多样性良性循环的大环境。

3.4.2典型森林群落对土壤有机质含量的影响

根据通道县土壤垂直地带性和植物群落具有代表性的种类，选择了21个剖面层次分化较为典型的森林林地，参照有关文献[5]，选取与肥力特征有关的特征指标。土壤有机质是土壤养分最重要的指标之一，它是土壤中各营养元素特别是氮、磷的重要来源，以林地土壤有机质含量为化学指标作为评判肥力较为合理。从表10中看出，在21个群落中有机质大于75 g/kg的有6个群落为I类型，有机质在50～75 g/kg的有10个群落为Ⅱ类型，有机质低于50 g/kg有5个群落为Ⅲ类型。在成土环境基本相同的条件下，坡面位置和植物种类及生长势有关。从坡面位置看，I类型中有针叶林的马尾松群落分布在脊背上，岩竹分布在龙底岩790 m的夷平面上，这两种地段的土壤侵蚀微弱，比较陡坡面上的土壤年龄较长，肥力要高；1个为坡脚的杉木群落，土层较厚78.0 cm，分别比平均土层73.8 cm高6.2 cm，土壤坡积物多，冲积肥力高。另外5个由喙核桃―豌蕨、润楠+杜英+青榨槭、榉木+南酸枣―杜茎山、拟赤杨+罗浮栲―尖叶伦、光叶白兰组成的落叶阔叶林、常绿阔叶林群落组成，前4个为落叶阔叶林，后1个为常绿阔叶林。根据“九五”期间的研究结果[6]，土壤有机质：落叶阔叶林>常绿阔叶林>针叶林，分别为63.95 g/kg、45.35 g/kg、32.58 g/kg，前者分别为后者的41.01 %、96.29 %，而光叶白兰常绿阔叶林群落，在调查中属于异常的情况，高出其他几个常绿阔叶林群落的有机质含量，其原因为本样地林木粗壮，林龄偏大，土壤粗腐殖质厚为5 cm，在森林土壤中粗腐殖质是每年增补有机质的主要方式。森林每年从土壤中吸收的物质只有30 %～40 %用来生长木材，而60 %～70 %以落叶枯枝的形式归还给土壤，经李昌华[7]测定，几种主要森林类型归还给土壤的凋落物，最多的是常绿阔里弄林（苦槠、木荷）每年的归还量有9.5l t/hm2。Ⅱ类型001、008、009、010、011、013、016、017、018、021有5个为常绿阔叶林群落，有2个为常绿落叶阔叶混交林，有一个为坡度大的落叶阔叶林群落。Ⅲ类型5个群落中，有003、004、007为低海拔的红壤亚类，005为黄红壤亚类，这一类型不但处于人为活动较大低山区，而由于生物气候差异引起土壤腐殖质积累偏低。

4结论与建议

4.1通道县森林土壤物理性能好，有机质含量高

从物理学的观点来看，土壤是一个极其复杂的，三相物质的分散系，它的固体基质包括大小、形状和排列不同的土粒。这些土粒的相互排列和组织，决定着土壤结构与孔隙的特征，水和空气在孔隙中保存和传导。境内土壤质地为重壤土、轻黏土，沙、黏比例适中。由于境内特有气候和地形形成的天然次生林，因此，森林土壤有机质平均达61.83 g/kg。新鲜腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，在钙离子的作用下，能形成水稳性团粒结构。结构良好的土壤，具有多孔性，不仅有利于排水，也有利于保水。

4.2土壤资源是人类赖以生存的基本物质基础

在这块肥沃的土地上，经过漫长的地质年代，才逐渐由砂质页岩、板页岩、硅质岩类风化成母质，数千年后才形成土壤。建议加强森林保护，合理开发和利用，实施退耕还林，增加森林质量，增加林下土壤枯枝落叶层，涵养水源等特殊功能，对土壤进化起着积极的作用。

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土壤的形态特征范文第5篇

论文摘要 硒是一种有关健康的重要元素，介绍了硒的土壤地球化学特征，包括硒的含量分布、形态特征、影响土壤中硒含量的因素及土壤中硒的赋存形态与转化等内容。

全球40多个国家缺硒，我国72%的县市属于低硒或缺硒区。克山病是人体缺硒所致，是一种心脏肌肉坏死的疾病，主要是由于发病地区水土、食物缺少硒、铜所致。美国正常人血硒含量为0.10～0.34mg/kg，新西兰人血硒浓度仅为0.068±0.013mg/kg。我国人民血中的硒含量非克山病病区群体总均值为0.095±0.088mg/kg，而克山病病区为0.021±0.001mg/kg。高硒非中毒地区为0.44mg/kg（0.35~0.58mg/kg），高硒中毒地区为3.2mg/kg（1.3~7.5mg/kg）。硒是组成谷胱甘肽过氧化酶的成分，能促进生长，保护心血管和心肌的健康，解除体内重金属的毒性作用，保护视器官的健全功能和视力。

1土壤中硒的含量与分布

全世界范围看，低硒或表现缺硒的土壤面积远大于高硒或硒毒土壤。高硒区有美国北部大平原和西南部10个州的局部地区、爱尔兰的3个县、中国的恩施和紫阳地区，以及哥伦比亚、委内瑞拉和以色列境内有所报道的地区。世界土壤硒含量一般在0.1~2.0mg/kg，平均0.2mg/kg。我国表层土壤硒含量范围0.006~9.130mg/kg，算术平均值为0.29 mg/kg[1，2]。我国存在一条从东北地区的暗棕壤、黑土向西南方向经过黄土高原的褐土、黑垆土到川滇地区的棕壤性紫色土、红褐壤，再向西南延伸到高原东部和南部的亚高山草甸土和黑毡土的低硒带，带内土壤硒含量均值仅0.1 mg/kg，显著低于其他地区的土壤硒含量。西北方向为干旱地区富硒环境，东南方向为湿润地区富硒环境，因此中国土壤中硒分布形成了以中间低，东南和西北地区高的马鞍型趋势。

硒的剖面分布特点：①表聚性，即随着土壤深度的增加而降低，干旱、半干旱地区的土壤属于此类；②心土层聚集类，这类土壤由于心土层有黏粒或铁氧化物等聚集，从而与硒结合发生聚集，南方铁铝土和富铁土一般属于此类；③均匀分布类；④随土壤深度的增加而增加的分布类型[3]。

2土壤中硒的形态

从世界各地土壤含硒状况中可以看出，Se（Ⅳ）为土壤中主要的硒形态，约占40%以上；以Se（Ⅵ）形态存在的硒，总量不超过10%。用不同连续分级法均发现有机结合态硒是土壤中硒的主要结合态，硒主要赋存在腐殖质和残余晶格中[4-6]。

在干旱地区的碱性土壤和碱性风化壳中，硒通常以Se（Ⅵ）形态存在为主，可被植物直接吸收利用；在中性和酸性土壤中，绝大部分硒以Se（Ⅳ）形态存在，并常为土壤黏粒和氧化物胶体吸附固定，不易被植物吸收利用；单质硒和有机质结合的硒则是湿地中硒的主要形态，分别约占土壤总硒的46%和33%，可溶态和吸附态硒含量较低，分别为土壤总硒的5%和13%。

3影响土壤硒含量的因素

土壤中的硒有各种来源，有成土母质、化学肥料、大气沉降、人畜粪便、灌溉水、污泥、农用石灰、农药、飞尘、机动车尾气等。

土壤硒的含量虽然要受多种因素的影响，但在很大程度上取决于成土母质的组成和性质，发育程度低的土壤尤为如此[7]。成土过程常常改变成土母质中硒的最初含量、结合特性及其在土壤剖面中的分布。硒在土壤剖面中的分布，除受生物富集的影响外，强烈地受淋溶和粘化作用的地制约。成土过程中的黏粒和铁铝氧化物，对硒地化学行为、积累和淋溶具有重要影响。低硒带土壤形成的主要外因是淋溶作用[8]，土壤中硒多以淋失的阴离子盐存在，在湿润地区硒与铁铝化合物、黏土矿物一起淋失，故世界低硒带多分布于温带和寒温带湿润气候带。在高原生态环境中硒以原生矿物的风化淋溶为主；在黄土低硒区，一方面由于黄土属于低硒岩类，另一方面和黄土化过程中的风化淋溶作用有关。

土壤pH值、Eh的影响[9]：在酸性条件下，硒呈硒酸态存在，易被氧化物、黏粒矿物和有机质吸附或络合。此外，易于淋失的有机态或钙结合态硒，也控制着土壤表层50%的硒含量。偏碱性条件下硒活性较强，可被氧化为SeO32-或 SeO42-，比酸性条件下更容易迁移淋溶。土壤pH值可通过影响土壤中硒的复合物稳定性从而影响硒的有效性，土壤Eh主要通过影响硒的价态转化而影响硒的生物有效性。

土壤硒的含量与有机质含量也具有显著的正相关性，反映到土壤中硒的含量上，即为富有机质土>细质土>粗质土。有机质对硒的生态效应具有二重性，当它作为有机－无机复合体黏粒并且吸附阴离子时，可能有利于硒的循环；当它只是作为阴离子的环境宿体时，则可能成为屏障从而影响硒的传输。试验结果证实后者占主导地位，即有机质对硒的影响主要表现为固定。研究表明，土壤中约80%的硒与腐

殖质结合，一般情况下，与富里酸结合的硒能被植物吸收，与胡敏酸结合的硒难以被植物吸收[10-12]。

土壤中硒的多少与黏粒含量密切相关，呈极显著的正相关关系，土壤质地越黏重，硒含量就越高。

4土壤中硒的赋存形态及转化

土壤硒的赋存形态因分类方法而异，按原子价态可分为元素硒、硒化合物、亚硒酸盐、硒酸盐及有机硒和挥发硒。土壤中硒形态随外界条件变化而转化。此外，土壤中各种形态硒因酸碱度、氧化还原电位等的变化而发生转化。土壤中硒以不同形态存在，对植物的有效性各异。植物能吸收利用的硒，包括部分有机硒（占水溶态硒的30%～95%）、硒酸盐和亚硒酸盐。

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土壤的形态特征范文第6篇

胡杨分布区域的气候环境特征及人类活动

胡杨是荒漠地区天然分布的唯一可以建群的高大乔木树种,适应于极端干旱的气候环境条件,耐盐碱、水湿,抗干旱、风沙,具有维护分布区内生态平衡等作用[4]。胡杨生长区域的气候、水资源、地下水、土壤等环境条件的独特性、生态系统的脆弱性以及人类活动的长期干扰,对区域生态环境有较大影响。面对全球气候环境变化以及人类活动影响的相互叠加,对胡杨分布区域气候环境特征和变化规律,以及胡杨自身的适应性进行研究具有重要意义。气候特征胡杨生长区域多属于典型的干旱大陆性荒漠气候条件,干旱气候指标中,降水要素特征尤为重要[11]。胡杨生长区域年降水高度集中,多集中在夏季,6~8月的降水量可占年总量的50%~65%,降水常集中在一、二场雨上,有“湿年一场雨”之说。另外,降水变率较大,我国新疆(特别是南疆)有近一半气象台站的降水资料表明,年降水变率在0.3~0.5之间[10,12]。河西走廊及柴达木盆地亦相近,一年中降水多集中在7~8月,而且形成有效降水的频率很少,多是零星的小阵雨[11,14]。温度空间分布受地形影响,地域性不及降水强,年温差和日温差较大。新疆塔里木河胡杨分布区内平均温度年较差为28.5~44.1℃,日较差20~27.5℃,极端最高40.6℃,极端最低-25.5℃,大于10℃年积温在4040~4210℃,年日照时数为573.5h,无霜期218d,多年平均降水量为45.2mm,蒸发量则高达2900mm以上。内蒙古黑河流域额济纳胡杨分布区多年平均气温为8.3℃,极端最高气温42.2℃,极端最低气温-37.6℃,空气极为干燥,平均相对湿度为35%左右,潜在蒸发量高达3706mm,是降水量的近100倍。在以变暖为主要特征的全球气候变化背景下,我国西北内陆地区近30年来的温度也在波动增长,20世纪80年代后35°N以北地区的增温更为明显,特别是冬季增温显着,增温幅度最大的新疆北部近10年的年平均气温比前10年的平均值增长了1.0℃[14-15]。胡杨生长区域总的气候特征是:温差大、变化多、水量少、干燥、频繁的干热风和大风、蒸发量高,冬季严寒、夏季酷热。水资源特征胡杨生长区域内高的蒸发量和低的降水量,决定了以胡杨为建群种的荒漠河岸林绿洲生态景观的维持高度依赖于河流径流以及受河流径流影响的地下潜水系统。大多数内陆河流径流主要由上游山区水源形成区的高山冰川积雪融水下泄形成,以及中下游的小部分大气降水汇入。由于河流流经区域气候极其干旱,降水稀少,蒸发量大,中下游地表径流水量占总径流量的比例均很低,中下游反而多是河流径流的耗散区和消亡区[16]。河流径流量在不同季节洪枯悬殊的特征非常明显。径流水量的消耗除蒸发外,主要形式为渗漏、两岸漫溢以及形成大小不等的季节性湖泊。新疆塔里木河是典型的西北内陆河流,以上游冰雪融水为补给,径流量与高山冰川储水量、积雪量和山区温度高低有密切的关系,一般从当年10月到来年3月为枯水期,每年3、4月有不明显的春汛,7、8月出现洪峰;洪枯悬殊,冬春两季缺水,夏季洪水过剩,易发生洪灾[16-17]。另外,4至6月份当地农业生产活动增加,灌溉引用大量河水,易造成径流量进一步减少,这一时期也是荒漠绿洲生态用水的高峰期,径流量的锐减必然影响到胡杨树木正常的萌发生长,农业生产与生态环境之间的用水矛盾问题日益凸显。近年来,由于对水资源的不合理利用而导致的河流流量锐减对绿洲植被造成了几乎毁灭性的打击,植物群落受到干扰后其自然演替过程和动态平衡关系被打破,随之发生逆行演替[14]。地下水特征胡杨具有延伸到地下潜水层附近的庞大根系,有强大的根部渗透压和含碳酸氢钠的树叶,比一般中生树种抗旱和耐盐碱,但对胡杨抗旱性和耐盐性却不能过分夸大。事实上,胡杨在荒漠中是不能完全脱离潜水或径流水而生存的。在荒漠干旱气候条件下,地下潜水位深浅,或者有无地表径流灌溉是影响胡杨生长的直接的决定性因素。新疆塔里木河谷,胡杨与潜水位的关系大致是:潜水位1~3m,胡杨生长良好,能萌蘖更新;4~5m,生长停滞,树木稀疏,幼树枯萎;6~8m,大树枯梢,小树枯死;9m以下,大部分胡杨枯死[10,17]。而在气候相对湿润的温带荒漠地带,有径流水补给或沙丘凝聚水供给的情况下,胡杨生长较少受潜水位的限制[15]。生长在荒漠河岸附近的胡杨,距离河道越远,地下水越深,胡杨长势越差,平均胸径、冠幅、树高等指标均逐渐变小[10]。在干旱环境强烈蒸发作用下,地下水位过高,会因蒸发而无效耗散,并导致土壤发生严重盐渍化,对胡杨生长造成盐胁迫;地下水位过低,胡杨生长则因受到水分胁迫而生命活动受到抑制,出现退化甚至死亡[10,12]。当地下水埋藏深度在胡杨适宜生长范围内时,地下水的水化学特征,特别是矿化度高低会对胡杨的生长产生显着影响,绝大多数胡杨林的分布、长势及演替规律明显受地下水矿化度高低的影响[14,18]。水中的无机盐有些是植物需要的,但浓度高于植物根细胞液的浓度时,细胞中的水分会渗透出来,造成植物脱水萎蔫,不同植物对所吸收水分的含盐量有其不同适应范围[15]。胡杨对地下水矿化度也有最佳适宜浓度,超过就会出现衰败。一般而言,地下潜水矿化度比较低时,胡杨普遍生长较好。塔里木流域相关研究表明,地下水的矿化度<5g/L,在0.288~5.275g/L之间,基本适宜胡杨生长[14]。周茅先、肖洪浪等在研究额济纳州地下水水盐特征与植被的生长关系时也指出,胡杨在地下水位为2m左右、矿化度小于1g/L的环境中生长较好[19]。另外,地下水中Cl-含量过高,也会抑制胡杨生长[14]。土壤类型土壤含水量、含盐量以及土壤有机质含量是决定胡杨生长的主要因素。胡杨的生长与土壤水关系非常密切,土壤含水量是限制胡杨生长发育的主要生态因子。当土壤的有效含水量不能满足胡杨的生理需要时会形成土壤干旱。当地下潜水位下降至一定深度,地表蒸腾条件不变,土壤包气带含水量下降到植物难以从土壤中吸收到足以维持其生态的水分,会造成胡杨及其他 灌丛植被的衰退与死亡[14]。张元明、陈亚宁等对新疆塔里木河中游地区植被进行多元统计分析,从定量角度揭示了决定塔里木河中游地区植物群落分布的环境因子主要是地下水埋深和土壤含水量,胡杨长势差的原因与土壤含水量有密切关系[20]。土壤含盐量对植物的生长发育也有影响。土壤中盐分含量高时,会抑制植被对养分的吸收。就胡杨而言,其生存不仅依赖于水源条件,还取决于水土的盐分条件[21]。徐海量、宋郁东等指出,在干旱地区影响植被生长的主要因素是土壤水分和盐分[22]。赵枫、金海龙等研究表明,影响胡杨生长的因素除地下水埋深、矿化度等外,还与土壤含盐量有关,尤其是包气带土壤的含盐量[21]。在地下水水位与矿化度、土壤含水量等指标均适宜于胡杨生长时,土壤中有机质含量的高低与胡杨分布盖度和长势有一定的相关关系,有机质含量高,胡杨分布密集长势较好,反之盖度低、长势差[20-22]。人类活动随着社会经济的进一步发展,人类活动对天然胡杨生长的影响日益加剧。新疆塔里木河流域水文资料表明,20世纪50年代中期至60年代,塔河三源流(即和田河、叶尔羌河、阿克苏河)平均下泄到塔河干流的年水量在51.79×108m3,到了90年代,三源流下泄到塔河干流年水量仅为42.04×108m3,平均以每年0.25×108m3速率下降[17]。近几十年来,由于干旱气候和沙质土壤等自然原因与人类在经济利益驱动下对水资源的盲目掠夺开发等社会原因,导致内陆河流在中下游段水文过程完全丧失,河道断流、尾闾干涸、地下水位下降、土地沙漠化、盐碱化及植被退化过程加剧等一系列生态环境问题。大量农田灌溉排水进入河流,使河水的矿化度增加,水质盐化。河流沿岸区域植被破坏,土壤侵蚀加剧,使河水泥沙汇集量增加[20,22]。

胡杨对气候环境的适应及其更新演替和相关保护复壮措施

对气候环境的适应胡杨适应气候环境能力极强,具有耐盐碱、耐水湿、抗风沙等特性,但对所处环境水分条件极为敏感。胡杨外在形态,特别是叶形的变化是其对气候环境适应的明显特征,叶形变化的原因及不同叶形的功能差异引起了学者的关注[23]。苏培玺等研究表明,卵圆形叶光合效率和水分利用效率比披针形叶高[24]。胡杨叶和皮中相对较高的酚类物质对于其抵御强烈的紫外辐射,减少高温伤害,维持胡杨体内正常的生理活动具有重要的意义。程春龙等研究了中国西北极端干旱区胡杨酚类次生代谢物质与土壤水分的关系,结果表明卵圆形叶中酚类物质含量跟土壤水分含量有显着的负相关性[4]。酚类物质分子中芳环是疏水部分,但由于带有大量的亲水的酚羟基或其他亲水基团,使整个分子显示较强的亲水性,表明酚类次生物质可能具有保水的功能,能够降低叶片的水分蒸腾作用,减少水分散失,初步证明了胡杨能够合成和调节体内酚类次生代谢物质的含量以适应土壤水分条件的变化。胡杨通过调节酚类次生代谢物质的体内的合成、转运和转化等过程来抵御极端干旱环境下各种环境因子的胁迫[4]。植物的光合作用是植物生长发育和形成生产力的物质基础,植物气孔是叶片与外界进行气体交换的门户,同时可防止植物因蒸腾作用所引起水分的过多损失[23]。胡杨叶片光合速率和蒸腾速率明显受气孔导度的影响,光合速率、蒸腾速率和气孔导度间高的相关性说明胡杨属于气孔限制型植物[24]。胡杨的更新演替及保护复壮措施胡杨林是荒漠区特有的珍贵森林资源,它的首要作用在于防风固沙,创造适宜的绿洲气候和形成肥沃的土壤,具有调节气候、阻止沙漠漫延、稳定河道及维持荒漠区生态平衡的生态功能。天然或人为的河流改道是造成胡杨林衰退的根本原因。不适当的采伐、毁林垦荒以及过度放牧都会造成森林资源的破坏和土地风蚀,最终导致土地荒漠化加剧[25]。胡杨林的保护及更新复壮措施主要有:保证胡杨林地的生态用水;建立天然胡杨林保护区;处理好农、林、牧之间的矛盾,坚决制止毁林开荒,退耕还林,使胡杨林与农、牧业协调发展;引洪灌溉及挖桩、伐桩萌蘖更新;广泛宣传保护胡杨林的重要意义,以唤起更多的人对这一事件的关注,使保护区内的胡杨林在不受到外来干扰的情况下,依据其自然规律繁衍生息下去;在保护区以外的河流两岸和容易引起荒漠化的地方,留出胡杨林带,防止乱砍滥伐;在胡杨的疏林地、垦荒地上采取人工促进天然更新和人工造林等措施恢复胡杨林的生机。为了恢复和重建受损的胡杨林绿洲生态环境,国家自2000年开始在黑河、塔里木河等内陆河流实施向下游生态输水工程[17,22,25]。经过多年努力,生态输水的效益明显,地下水位大幅升高,植被随着生境的改变,长势明显好转。依据实地监测和遥感数据,生态输水工程的实施不仅没有对黑河流域中游区域植被生态造成负面影响,而且对下游地区地下水及植被生长的效应十分显着,在狼心山断面地下水涨幅高达1.4m,东河生态输水对胡杨的影响范围达到距离河道1000m左右[25]。塔里木河流域生态输水后,在离河300m范围,胡杨径向生长对生态输水的响应非常积极,离河距离大于300m处,胡杨对生态输水的响应较小[17,22]。分析表明,线状的生态输水只是缓解河道附近植被的衰退,改善局部生态环境。为扩大输水的生态效应,应在沿自然河道线性输水的基础上,分段实施河水漫溢的面上供水方案,从根本上缓解整个流域生态环境恶化的趋势[17,26]。

土壤的形态特征范文第7篇

关键词：不同植被；碳氮比；碳磷比；氮磷比；生态化学计量学特征

中图分类号：S153.6+1；Q948 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）14-3566-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.14.009

Abstract： Soil carbon （C），nitrogen （N） and phosphorus （P） stoichiometry is a critical indicator of biogeochemical coupling in terrestrial ecosystem. Taking 3 vegetation types（cypress，tangerine trees and vegetable） soil in Dianjun Yichang command of Hubei province as the research object，soil carbon，nitrogen and phosphorus and its ecological chemometrics were studied，and the relationship and influence of different vegetation on soil carbon，nitrogen and phosphorus were discussed. The results showed that although the contents soil organic C（OC） and total nitrogen（TN） of cypress site was significantly higher than those of vegetable site and citrus tree site，which were not significant difference，total phosphorus（TP） followed the order：Vegetable site>citrus tree site> cypress site. Although soil C/N had no significant diffence among three vegetation cover，C/P followed as cypress site>citrus tree site>vegetable site，the trend of N/P was similar to OC and TN. It was suggested that soil C and N remained coupled whereas C and P，N and P become decoupled. The correlation analysis showed the relationship between soil C/P，N/P and OC was higher than those between soil C/P，N/P and TN，TP，indicating that C/P and N/P were mainly affected by soil organic carbon.

Key words： different vegetation； C/N； C/P； N/P； stoichiometry

土壤碳氮磷是地球化学养分循环的核心，驱动着土壤内其他养分元素的循环和转化，在元素平衡中发挥着重要的作用[1，2]。同时土壤碳氮磷又是目前全球变化中碳循环和生物地球化学循环的研究热点[3]。有研究表明土壤碳氮磷相互之间紧密联系[4]，土壤碳氮磷的生态化学计量学能够反映土壤内部碳氮磷循环，因而在生物地球化学循环偶联中具有重要的生态指示作用[5-7]。目前，虽然有大量的研究报道了黄土高原不同植被区土壤[8]、桂西北不同森林类型土壤[9]、祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响[2]等的生态化学计量学特征，但是很少有研究报道三峡库区不同植被对土壤碳氮磷生态化学计量学特征的影响。

三峡库区由于复杂的地形条件和自然地质条件，加之人类不合理的土地利用，水土侵蚀严重，导致土壤退化，土壤碳氮磷含量及其土壤碳氮磷生态化学计量学特征发生变化。而植被的存在能够截获和储藏水分[10]，通过凋落物归还土壤营养物质，所以植被覆盖是决定水土流失和改善土壤质量最为重要的因素。然而不同的植被覆盖对土壤质量影响不同。这是由于不同植被的凋落物的质和量、根的分泌物以及营养吸收不同，影响土壤微生物群落的活性，进而影响土壤碳氮磷的循环[11]。本研究选择三峡库区的3种植被类型（柏树地、橘树地和菜地）作为研究对象，研究其土壤全量养分和生态化学计量学特征，为三峡库区的植被恢复提供一定的理论依据。

1 研究区概况与方法

1.1 研究区概况

研究地点位于三峡库区宜昌市点军区退耕还林区内。采集点为同一座山，山顶为次生柏树林，山麓为橘树林，山下平地为菜地。该区位于东经110°15′-112°04′、北纬29°56′-31°34′之间，年平均降水量992.1～1 404.1 mm。雨水充沛，雨季多发生在6～7月，雨热同季，全年积温较高，无霜期较长，年平均气温13.1～18.0 ℃。

1.2 方法

选择柏树地、橘树地和菜地的土壤作为研究对象。分别在每个样地选取3个样方，柏树地和橘树地的样方为10 m×10 m，菜地的样方为1 m×1 m。在每个样地的样方内用土钻随机取0～10 cm土层的土样，按“S”形布设取样点5个，混合为一个样，捡去枯枝落叶，自然风干，用于土壤有机碳、全氮和全磷的测定。

土壤有机碳采用重铬酸钾氧化-稀释热法测定，土壤全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定，土壤全磷采用HClO4-H2SO4法测定。

试验数据的处理比较用Turkey’s-b单因素方差分析，相关性分析用SPSS11.5软件进行Pearson分析。

2 结果与分析

2.1 土壤碳氮磷含量特征

不同植被覆盖的土壤碳氮磷含量如图1所示。柏树地的土壤有机碳和全氮含量均显著高于橘树地和菜地，菜地与橘树地无显著差异。菜地的土壤全磷含量最高，其次是橘树地，柏树地最低。这是因为柏树地从无耕犁过，物种多样性和丰富度较高，大量的凋落物进入土壤中，而在菜地和橘树地，有机残体的减少如地上植物或者菜地的地下根系每年都被收获等，导致有机碳和全氮含量相对较低[12]。柏树地位于坡顶，土壤中的磷随着雨水径流冲刷到坡地，且柏树地从未施用磷肥，所以全磷含量最低；橘树地虽然也施用磷肥，但是橘树地位于坡中，雨水的径流也会冲刷磷，降低其全磷含量；菜地在平地，农民为了提高其产量，长期以来施用磷肥，所以磷肥含量最高。全磷含量的大小顺序为：菜地>橘树地>柏树地，磷成为柏树生长发育和重要生态过程的限制因子。

2.2 土壤碳氮磷生态化学计量特征

土壤碳氮磷的生态化学计量比是评价土壤养分状况和质量的一个重要指标[9]。Cleveland等[13]综述了全世界48篇文献的186个表土的观测数据。结果表明，不同植被间土壤碳氮磷比存在差异，但是在大多数情况下，其相似性比差异性更显著，土壤碳氮磷比值有显著的稳定性，三者的比值为186∶13∶1。本研究中，土壤碳氮比（C/N）为6.45～7.18（图2），表明三峡库区不同植被的土壤碳氮比低于中国土壤碳氮比的平均值范围（10～12）[14]，土壤矿化作用较强。虽然土壤碳氮含量在不同植被覆盖下有差异，但是土壤碳氮比却无显著差异，这意味着三峡库区土壤碳氮比存在相对的一致性，不受植被变化的影响。此研究结果与Tian等[5]、Cleveland等[13]和王维奇等[15]的研究结果一致，不同生态系统土壤碳氮比具有内稳态特征，这主要是由于碳氮元素之间具有极显著的正相关性（表1），而且对环境变化的响应几乎是同步的[13]。同时由于碳氮是细胞的结构性成分，积累和消耗过程存在相对固定的比值[16]。

土壤氮磷比（N/P）为2.09～4.82（图2），小于Tian等[5]的氮磷比5和Cleveland等[13]的碳磷比13.1。这说明三峡库区土壤仍然受到氮素的限制。且本研究中，柏树地土壤氮磷比显著高于菜地和橘树地，橘树地与菜地无显著差异。此结果一方面说明橘树地和菜地比柏树地土壤更易受到氮的限制，另一方面说明土壤氮磷比的空间异质性，这与Tian等[5]的研究结果一致。

土壤碳磷比（C/P）为13.49～33.19（图2），小于Tian等[5]的中国土壤碳磷比的平均值105和Cleveland等[13]全球的碳磷比186，表明三峡库区土壤微生物有机磷存在净矿化现象。本研究中柏树地土壤碳磷比（C/P）最高，其次是橘树地，菜地最低。碳氮磷比是土壤有机质或其他成分中碳氮磷总质量的比值，是衡量土壤有机质组成和营养平衡的重要指标[17]。本研究结果表明，C/P可能比C/N和N/P与不同植被覆盖具有更高的同步性。C/P比C/N和N/P对植被变化可能具有更优的生态指示功能。

2.3 土壤养分与生态化学计量比的相关性分析

由表1可知，土壤有机碳与全氮有极显著的正相关，表现出一致的变化规律；土壤有机碳、全氮与全磷无显著的相关性，意味着全磷并未与有机碳及其全氮有一致的变化规律。土壤有机碳、全氮含量与碳磷比及其氮磷比有极显著的正相关；全磷含量与碳磷比及氮磷比有显著或极显著的负相关。土壤碳磷比、氮磷比与有机碳的相关性大于全氮和全磷，表明土壤碳磷比和氮磷比主要受到有机碳的影响。

3 小结与讨论

柏树地由于受外界扰动少，凋落物归还量大于橘树地和菜地，导致其土壤有机碳、全氮含量大于橘树地和菜地，但全磷含量显著小于橘树地和菜地，这是由于柏树地从未施肥，又处于坡顶，雨水的径流冲刷降低了土壤全磷的含量。橘树地与菜地的土壤有机碳和全氮含量无显著性差异，但菜地土壤全磷含量显著大于橘树地。3种植被的土壤碳氮比之间无显著差异，这可能意味着土壤碳氮比不受植被变化的影响，具有内稳态特征；氮磷比的变化趋势与有机碳和全氮含量一致，而土壤碳磷比是柏树地>橘树地>菜地。碳磷比、氮磷比与有机碳的相关性大于全氮和全磷，表明土壤碳磷比和氮磷比主要受碳的影响。

土壤的形态特征范文第8篇

关键词：城市；土壤；绿色植物；影响

中图分类号： Q938.1+3文献标识码：A 文章编号：

前言

研究城市土壤的特征以及做好城市土壤的开发和利用，不仅可以加强城市绿化建设，而且对提高城市的生态环境质量，提升城市人民的生活质量有着重要的作用.

1.城市土壤的特点

城市土壤是自然土壤在城市发展及人为干扰下发育形成的，其特征与自然土壤相比已经发生了明显的变化，其特征如下：

1.1土壤的形态和剖面结构混乱

城市在建设过程中往往需要进行挖掘、搬运、堆积和混合，同时还有大量的废弃物进行填充，因此，城市土壤的发育层次非常混乱，大多土层之间完全没有联系，其分异不连续，甚至因为人为原因发生很多土层倒置的现象，比如新土壤层在下，古土壤层在上等情况。

1.2人工附加物含量高，土壤质地变性

城市中，由于居民生活、建设施工、工业生产等人类活动，给城市土壤带来了许多外来物，像碎石、煤渣、玻璃、砖块、塑料以及生活垃圾、工业废弃物等。因此，城市土壤的结构多为土、砾石和垃圾的混合物，颗粒组成中以砂粒和砾石居多，有些土壤中砂和砾石含量竟可高达80%~90%，粘粒及细粒少，土壤质地多为砂质和石质，其质地较粗，持水性差，不利于绿色植物的生长。

1.3土壤孔隙度小，容重大

城市人口比较密集，车流及人流量大，经过不断地人为践踏以及车辆的轧压，破坏了土壤本身的结构。因此，城市土壤的结构相对紧实，孔隙度小，容重大。一般来说，人流对土壤的影响深度为3~10厘米，土壤硬度为l4～18 kg／cm2；车辆的影响深度约30~35厘米，土壤硬度为l0~70 kg／cm2；而在机械反复碾压的区域，其深度则可达到1米以上，严重影响植物的生长。

在城市中，常常有不少的砖块、水泥等碱性废弃物混入土壤，导致城市土壤的PH值升高，大多呈碱性。据检测，南京市城区的土壤PH值变幅为5.19~9.15，几乎都呈碱性，而且有部分为强碱性，而在南京周边，其自然土壤的PH值变幅则为4.51~7.4，基本以酸性为主。因此，城市土壤PH值明显高于自然土壤，而且在土层的不同剖面中，PH值分布无规律。

1.5城市土壤养分少，肥力低

城市土壤中的养分元素主要来源有：废物、降雨、少量的生物残体以及土壤母质等，元素输入比较单一，而养分元素的主要输出有：淋溶流失、氧化挥发和植物吸收等，属于高输出、低输入的养分循环模式，容易导致植物生长所必需的元素含量低，肥力不足。

1.6城市土壤污染比较严重

城市土壤大多为零星、孤立分布，面积都比较小，其物质能量的代谢和循环转化单一而缓慢，生物种类少，环境容量小，对污染的自净能力小；而城市又属于重污染源，其工业三废、汽车尾气、生活及医药垃圾等都会带来土壤污染。因此，城市土壤污染的现象比较严重，尤其是重金属污染，其铜、铅的含量很高。

2.城市土壤对园林树木生长的影响

2.1植物的正常生长受到影响

城市土壤中养分低、透气性差、附加物多、物质循环的干扰因素多、结构紧实、污染严重等原因，将直接导致绿化植物营养缺失、长势不良；而且，由于城市土壤硬度高，影响了植物根系的发育，甚至根系死亡，继而影响植物地面部分的生长。

2.2城市的园林景观受到影响

以绿色植物为基础的城市园林景观将因植物的长势不同而展现不同的景象。若园林植物长势好，发育旺盛，形态优美，叶色光亮，则园林绿化就显得生机盎然，其景观效果好；若因为城市土壤状况不佳而导致园林植物长势不良，植株低矮、叶色暗淡，甚至叶焦花枯，则直接影响了园林景观的观赏性。

2.3增加城市园林绿化的建设及维护成本

城市土壤的土质不能充分满足植物的生长需求，因此，在绿化施工时必须对土壤进行处理，有的填充客土，有的则要全面换土，乔木种植时还要进行树穴换土，并对土壤进行施肥和消毒；由于城市土壤中的砖块、砾石多，植物根系不易下扎，导致树木稳定性差，易倒伏，因此往往需要搭设支撑；而城市路面多数封闭，自然降水很少能直接供给植物，需要人工补水；同时，由于城市土壤的肥力低，需要定期进行人工给肥等。以上这些，都将直接增加城市园林绿化的建设及维护成本。

3.做好城市土壤的利用及保护

为了促进城市的发展，满足人民的生活需要，满足城市园林植物正常生长的需要，我们必须科学地利用和保护城市土壤。

3.1 合理规划城市用地、充分保护利用土壤资源

如果土壤受到环境破坏，其恢复和治理均有一定的困难，导致经济增长，也不利于植物成长，所以在进行用地建设和规划的时候，应预先确定绿化位置并给予保护。对于城市建设中所占用的农田，需在施工前用推土机将肥沃土堆积存储，供绿化所用，或者由绿化部门运走。在城市的规划和建设初期，就应该综合考虑这些因素，将城市绿化区的位置确定，以避免该位置的土壤受到破坏难以恢复。

3.2 城市土壤监测与控制

要加强城市土壤资源的管理，防止城市的建设和生活中的有害垃圾混入土壤造成土壤污染；做好土壤污染的监测和控制工作，控制好三废的排放，提倡废物再回收及无害化处理，加强宣传和教育，提高公众的土壤保护意识，普及土壤保护知识，使大家能够更自觉有效地保护城市土壤。

3.3 城市土壤的调查和研究

城市土壤资源是城市绿地系统规划的基础资料，是决定城市绿化的重要依据，所以城市土壤和人为因素有非常大的影响。城市土壤是污染物汇集地，了解城市土壤的特征及其污染情况，对其进行科学的统计，以便更好地对绿地系统进行规划，才能根据不同的土质栽培不同的绿植品种。

3.4 要加强城市土壤的治理和改良

运用现代生物及生态工程技术，对已受污染或退化的土壤进行重建及生态恢复，通过掺入腐叶土或混入粗砂等措施改善土壤结构，增加通透性，此外，还可以通过人工施肥、化学方法治理、覆盖栽培等途径来增加土壤肥分，改善土壤结构，使其能够适合植物的生长。

3．5 适地适树

根据不同的城市土壤类型所提供的植物生存条件，严格选择适宜和抗逆性强的树种。在紧实土壤或窄分车带上（带宽小于2m），要选择抗逆性强的树种栽植；绿地渣砾含量30%左右的土壤，要植喜气树种而不要植喜水肥树种.绿化用地在绿化设计时，要力求做到适地适树。

4.结语

做好城市土壤的保护功在当代，利在千秋。通过加强对城市土壤的研究，进一步了解城市土壤特性，提高人们的土壤环境保护意识，一方面可以促进社会不断减少污染和破坏，另一方面对已破坏的土壤加强治理，为城市绿色植物的生长提供保障，也为城市人民生活提供优质的环境。

参考文献：

[1]王良睦，王文卿，林鹏.城市土壤与城市绿化[J].城市环境与城市生态，2003（06）:180-182.

[2]杨瑞卿，汤丽青.城市土壤的特征及其对城市园林绿化的影响[J].江苏林业科技，2006（03）:53-55.