長白山不同植被帶土壤的微量元素

雷清江 于曉秋 李曉梅

(1.五大連池市林業(yè)局，黑龍江 五大連池 164100；2.齊齊哈爾市梅里斯區(qū)林業(yè)局，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

長白山地處中緯度，歐亞大陸東岸，屬溫帶濕潤地區(qū)針闊混交——暗棕色森林土地帶。因受東南季風(fēng)和地勢影響，冬季漫長而寒冷，夏季短暫且涼爽，年平均氣溫3～5℃(天池氣象站年平均氣溫為-5℃以下)，年降水量700～1 000mm。隨著地勢的增高，氣候、土壤、植被呈明顯的垂直分布，構(gòu)成自下而上由針闊葉混交林——暗棕色森林土帶、山地暗針葉林——暗色針葉林土帶、山地岳樺林——生草森林土帶和高山苔原帶所構(gòu)成的溫帶大陸東岸典型的山地垂直景觀帶譜。

1 樣品的制備與分析方法

土壤樣品每層取0.5～1kg，布袋盛裝。室內(nèi)自然風(fēng)干后挑除植物根和大于1mm的砂礫，混勻、研細(xì)，室內(nèi)經(jīng)粉碎并用瑪瑙缽研細(xì)，通過100目尼龍篩。以硝酸、高碌酸消解，經(jīng)氫氟酸消解，經(jīng)氫氟酸脫硅后溶于稀鹽酸，用火焰原子吸收法測定銅、鋅、鉛、鉻、錳、鈷、鎳、鍶，用石墨爐原子吸收法測定鎘，回收率均在80%以上，用催化波極普法測定鉬，標(biāo)準(zhǔn)誤差±6%。

2 長白山不同植被帶土壤微量元素

在對長白山垂直帶各種植被類型下的土壤性質(zhì)及分布規(guī)律等進(jìn)行全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，按土壤類型和成土母質(zhì)的差異，確定在有代表性的采樣點(diǎn)，共采集土壤21個剖面，其中包括暗棕色森林土剖面6個，棕色針葉林土4個，山地生草森林土3個，高山苔原土8個。采樣區(qū)以長白山北坡為主，兼有西坡。自600～2 650m，全部采樣點(diǎn)均在玄武巖臺地面以上。絕大部分是原始植被下的土壤，其余為次生林。

將土壤樣品測定值進(jìn)行匯總和計算之后，得出長白山四個主要土類十種化學(xué)元素的含量(見表1～表4)。

表1暗棕色森林的土壤元素(PPM)

表2棕色針葉林土的土壤元素(PPM)

表3山地生草森林土的土壤元素(PPM)

續(xù)表

元素剖面數(shù)樣品數(shù)范圍元素含量平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)鋅Zn310123～184144．221．860．15鎘Cd140．023～0．0600．0370．0180．49鉛Pb3920～3931．85．420．17鉻Cr31023～3730．64．920．16錳Mn310600～12709282290．25鈷Co31019～3224．44．340．18鉬Mo361．67～3．872．760．790．29鎳Ni31014～3422．16．440．29鍶Sr3104～4219．913．220．66

表4高山苔原土的土壤微量元素(PPM)

應(yīng)當(dāng)指出的是，土壤微量元素含量的研究雖已受到國內(nèi)外許多學(xué)者的重視，并陸續(xù)發(fā)表了不少有關(guān)著述，但對微量元素含量的標(biāo)識方法，國內(nèi)外還很不一致。在工作中，由于是按發(fā)生層次分層取樣，每一剖面都有3～5個樣品的分析數(shù)據(jù)，所以先用測定值計算出各元素的剖面平均含量，再用各剖面的平均含量求其算數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，微量元素的含量范圍則以平均值加減一個標(biāo)準(zhǔn)差來表示。筆者認(rèn)為，用各土壤剖面平均含量的平均值比用實(shí)測值直接求取的平均值更能代表該地區(qū)土壤層的實(shí)際情況。

將長白山地區(qū)土壤微量元素含量和世界土壤微量元素含量加以比較，可以看出，長白山地區(qū)土壤中各元素的含量范圍大都在現(xiàn)有的世界土壤元素含量范圍之內(nèi)，只有鉬、鈷、鉛、鋅稍高一些。

3 影響土壤微量元素含量的因素分析

土壤中的微量元素含量與成土母質(zhì)類型有較密切的關(guān)系。地形部位和母巖風(fēng)化后的物質(zhì)淋溶、遷移、累積狀況，以及植被類型和某些成土過程，如腐殖質(zhì)積累過程、潛育化過程等，都會影響土壤中的微量元素含量。但在多數(shù)情況下，以母質(zhì)對土壤微量元素含量的影響為顯著。在長白山自然保護(hù)區(qū)的原始林中，土壤很少人為干擾，土壤元素含量的變化也證明了這一點(diǎn)。

在各土壤類型中，高山苔原土分布的海拔高度最高，又都發(fā)育在晚期火山噴發(fā)物上，母巖類型較一致，質(zhì)地又都比較粗，至熔巖臺面上的暗棕色森林土，成土母質(zhì)雖多屬沖積——淤積物，但其巖石組成多種多樣，質(zhì)地也有較大差別。因此，土壤微量元素含量的變化范圍以暗棕色森林土最大，高山苔原土最小，山地生草森林土和棕色針葉林土介于其間。

為了進(jìn)一步探討母質(zhì)對土壤微量元素的影響，分別對火山灰及凝灰?guī)r風(fēng)化物和沖積——淤積物及與其相應(yīng)土壤的元素含量，以及不同母質(zhì)上發(fā)育的暗棕色森林土的元素含量進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，母質(zhì)的元素含量對長白山土壤的制約性非常明顯，在同類土壤中，質(zhì)地細(xì)的土壤中多數(shù)元素的含量比質(zhì)地粗的土壤高得多。

4 結(jié)語

自然環(huán)境各要素是相互制約、互相聯(lián)系的，因此在長白山主要土壤微量元素的研究中，也應(yīng)開展巖石、植物和天然水的微量元素研究。研究中所取得的資料也是探求微量元素在環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律及其機(jī)理的寶貴資料。

影響土壤微量元素的諸因素中，土壤類型和成土母質(zhì)類型起決定作用。所以進(jìn)行土壤微量元素調(diào)查時，在考慮土壤類型的同時，還應(yīng)著重考慮母質(zhì)類型。只有土壤類型和母質(zhì)類型都一致的情況下獲得土壤微量元素含量值，才具有較高的可比性和應(yīng)用價值。

[1]袁可能.植物營養(yǎng)元素的土壤化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1993:15～26.

[2]張樹人.吉林省土壤微量元素含量與分布規(guī)律的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué),1989,(1):54～59.

[3]王琳,歐陽華,周才平.貢嘎山東坡土壤有機(jī)質(zhì)及氮素分布特征[J].地理學(xué)報,2004,(11):1012～1019.

[4]WETAL F.有機(jī)質(zhì)對土壤肥力的重要性[J].國外農(nóng)業(yè)科技, 1979,(9):22～27.