廬山土壤養(yǎng)分含量及垂直分布特征

王珍

摘要 [目的]研究廬山不同海拔土壤下養(yǎng)分含量分布特征。[方法]對(duì)不同海拔土壤采樣，測(cè)定不同海拔不同層次土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀、速效硼、速效銅含量。[結(jié)果]廬山土壤具有明顯的垂直地帶性，隨海拔升高表現(xiàn)為紅壤、黃壤、黃棕壤、棕壤；土壤有機(jī)質(zhì)、全氮與海拔表現(xiàn)出顯著正相關(guān)；土壤中速效磷、速效鉀、速效硼表現(xiàn)相同趨勢(shì)，隨海拔升高，先升高后降低，而速效銅含量隨海拔升高先降低再升高，且都以1 000 m左右為分界線，說明在高海拔（>1 200 m），小氣候?qū)ν寥鲤B(yǎng)分影響顯著；土壤養(yǎng)分隨土層加深呈明顯下降趨勢(shì)。[結(jié)論]該研究為廬山土壤資源開發(fā)利用提供理論依據(jù)

關(guān)鍵詞 土壤類型；養(yǎng)分含量；土壤層次；海拔；廬山

中圖分類號(hào) S159.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）13-0132-04

Soil Nutrient Content and Vertical Distribution Characteristics of Mountain Lu

WANG Zhen

（College of Resources and Environmental Sciences，Nanjing Agricultural University，Nanjing， Jiangsu 210095 ）

Abstract [Objective]To explore the distribution characteristics of nutrient content at different altitudes of Mountain Lu. [Method] By sampling at different altitudes，different altitudes and soil horizon of organic matter，total N，available P，available K，available B，available Cu of different levels were analyzed.[Result]The soil of Mountain Lu had obvious vertical zonality，as the altitude rose，the soil order is shown as Red earth，Yellow earth，Yellowbrown earth，Brown earth.The content of organic matter and total N in soil was positively correlated with altitude； Available phosphorus，available potassium and available boron showed the same trend，as the altitude rose，the content first increase and then decrease.The available copper was the opposite，all of them were dividing by about 1 000 meters，it showed the effect of microclimate on soil nutrients at high altitude.Soil nutrient showed a decreasing trend with the depth of the soil profile.[Conclusion] The study provides theoretical basis for the development and utilization of soil resources in Mountain Lu

Key words Soil type；Nutrient content；Soil horizon；Altitude；Mountain Lu

土壤養(yǎng)分是土壤肥力的核心部分，是土壤綜合肥力評(píng)價(jià)的根本[1]。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成成分，也是土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)[2]。土壤中的氮大部分以有機(jī)態(tài)存在，是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)。全氮含量是反映土壤養(yǎng)分的基礎(chǔ)[3]，研究全氮的分布具有重大的生態(tài)意義[4]。氮、磷、鉀作為植物生長的重要限制性營養(yǎng)元素[5]，能夠被植物吸收的速效磷、速效鉀含量能夠反映一部分土壤養(yǎng)分供應(yīng)情況。微量元素也是評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)，且微量元素對(duì)作物生長的影響范圍較窄。

筆者以廬山不同垂直高度土壤為研究對(duì)象，對(duì)不同海拔的紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤、山地棕壤的不同剖面層次[腐殖質(zhì)層（A）、淀積層（B）]進(jìn)行了養(yǎng)分含量分析，研究了不同垂直高度下土壤類型分布的垂直地帶性及養(yǎng)分含量變化規(guī)律，并對(duì)廬山土壤進(jìn)行綜合肥力評(píng)價(jià)，旨在為廬山土壤資源開發(fā)利用提供理論依據(jù)，并為其植被類型、作物類型選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 廬山位于江西省北部九江市郊，北臨長江，東南是鄱陽湖，位于115°50′～116°10′E，29°28′～29°45′N。廬山地處我國中亞熱帶北源，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，海拔較高，具有鮮明的季風(fēng)氣候和山地氣候的特點(diǎn)。根據(jù)積溫的不同，廬山氣候呈現(xiàn)從亞熱帶—暖溫帶—溫帶的垂直變化。廬山年均溫11.5°C，年平均降水1 917 mm，年平均霧日191 d，年平均相對(duì)濕度78%。

由于氣候的垂直變化，促使生物、土壤的分布也呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。從下到上依次為紅壤、山地紅壤、山地黃紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤與山地草甸土等[6]。

1.2 樣品的采集與制備

1.2.1 土壤樣品的采集。于2017年7月7—11日進(jìn)行土壤采樣，根據(jù)不同高度的典型土壤，分別采集：海拔70 m，賽陽鎮(zhèn)鳳凰村的紅壤；海拔630 m，碧云寺旁的山地黃紅壤；海拔970 m，仙人洞附近的山地黃壤；海拔990 m， 廬山會(huì)議舊址旁的山地黃棕壤；海拔1 270 m，大月山公路旁的山地棕壤（圖1）。

1.2.2 土壤樣品的制備。樣品的風(fēng)干：自然風(fēng)干；粉碎與過篩：風(fēng)干后揀去侵入體與新生體，磨細(xì)混勻，磨細(xì)樣品全部過20目篩，用于有效養(yǎng)分的分析；部分過100目篩，用于全量養(yǎng)分的測(cè)定。保存：將磨好的土樣分類放入不同袋中，做好標(biāo)記，待測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定；全氮采用半微量開氏法測(cè)定；速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3法測(cè)定；速效鉀采用浸提，火焰光度法測(cè)定；速效硼采用沸水浸提，甲亞胺比色法測(cè)定；速效銅采用DTPA-TEA浸提，AAS法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤-植被垂直分布特征 由于廬山特殊的地理位置和氣候條件 ，從下到上呈現(xiàn)從亞熱帶—暖溫帶—溫帶的垂直變化，決定了該區(qū)土壤類型及其植被類型均具有明顯的垂直地帶性特點(diǎn)[7]。

由圖1可知，海拔400 m以下分布山地紅壤；600 m左右分布山地黃紅壤； 400～900（800）m分布山地黃壤；900（800）～ 1 200（1 100）m分布山地黃棕壤；1 200（1 100）m以上分布山地棕壤，而平坦的山頂1 400 m左右則分布山地草甸土。

對(duì)于植被而言，400 m以下，多是以馬尾松為主的針葉林；400～800 m是山毛櫸為主的常綠闊葉林；800～1 000 m是常綠-落葉闊葉混交林；1 000～1 200 m是落葉闊葉林；而1 200 m以上則主要是以黃山松為主的針葉林。

除受海拔、氣候的影響，其分布還與地形有明顯的相關(guān)性。

2.2 不同土壤類型養(yǎng)分含量及其垂直分布特征分析

2.2.1 有機(jī)質(zhì)含量及其垂直分布特征。 由表2可知，土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為A>B，這是由于廬山植被覆蓋率高，土壤表面的枯枝落葉堆積，一方面通過微生物的作用分解成大量的腐殖質(zhì)；另一方面，枯枝落葉有效減少了有機(jī)質(zhì)向下淋溶。因此，A層土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯高于B層土壤。

對(duì)于不同土壤類型而言，有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為紅壤<黃壤<黃棕壤<棕壤，其中黃壤與黃棕壤的差異不大，這可能是采樣海拔高度相差20 m所導(dǎo)致小氣候差異不明顯，雖形成了不同的土壤類型，但成土過程中的外力作用相似，并不能形成顯著差異。廬山氣候呈現(xiàn)從下到上相當(dāng)于從亞熱帶—暖溫帶—溫帶的垂直變化，由于不同的水熱條件而形成了不同類型的土壤。

由圖2可知，隨海拔的升高，有機(jī)質(zhì)含量呈明顯上升趨勢(shì)。主要是因?yàn)殡S著海拔的變化，該地區(qū)光、溫、水、熱資源發(fā)生變化，導(dǎo)致局部小氣候發(fā)生變化， 從而影響土壤中有機(jī)質(zhì)的分解和積累。通常情況下，海拔每升高100 m，溫度降低0.6 ℃， 土壤濕度增大，從而導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)礦化變慢，利于有機(jī)質(zhì)的積累[8]。

2.2.2 全氮含量及其垂直分布特征。由表2可知，土壤全氮含量表現(xiàn)為A>B，對(duì)于不同土壤類型而言，全氮含量表現(xiàn)為紅壤<黃壤<黃棕壤<棕壤。變化趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)含量相似，但全氮含量在中海拔變化小于有機(jī)質(zhì)含量變化，這可能是植物類型不同所導(dǎo)致的，黃壤的優(yōu)勢(shì)作物為青崗櫟、化香；而黃棕壤為茅栗、白辛樹。植被類型的不同而導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)的明顯差異[9]。

大氣降水給土壤帶來的氮占全氮量的很小部分，土壤母質(zhì)含氮量也極少。 土壤有機(jī)質(zhì)直接影響氮素供應(yīng)[10]。其他因素對(duì)氮素的影響是通過影響土壤有機(jī)質(zhì)的積累和分解而起作用。土壤的水分狀況和質(zhì)地是影響有機(jī)質(zhì)和氮含量的2個(gè)重要因素。山地棕壤質(zhì)地黏重，為壤質(zhì)黏土，所處海拔地區(qū)的降雨豐富，水分含量大，故其有機(jī)質(zhì)和氮含量相對(duì)較高；而紅壤由于其處于低海拔，水分條件不佳而全氮含量低。由圖3可知，全氮含量與海拔呈正相關(guān)關(guān)系。

2.2.3 速效磷含量及其垂直分布特征。由于磷很容易與土壤中的Fe、Al等金屬離子發(fā)生共價(jià)吸附反應(yīng)而難以被植物根系所吸收，致使其生物有效性降低，因此對(duì)土壤磷有效性的研究一直是相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題[11-12]。從表2可以看出，速效磷含量處于中等水平，在3.00～13.00 mg/kg。

由表2可知，速效磷含量表現(xiàn)為紅壤<黃壤<棕壤<黃棕壤，并未表現(xiàn)出明顯的線性關(guān)系。在中低海拔時(shí)，隨海拔升高速效磷含量增加。高海拔時(shí)可能是由于其降雨量更大，降雨強(qiáng)度對(duì)其沖刷更大，而易造成磷的流失[13]。

由圖4可知，在中低海拔，速效磷含量表現(xiàn)為AB。可能是高海拔下，氣溫低，微生物活動(dòng)不強(qiáng)烈，落葉堆積明顯，而使表層土壤受植被影響富集磷的能力更強(qiáng)。而在低海拔時(shí)，溫度較高，微生物作用、成土過程作用都較為強(qiáng)烈，從而磷的移動(dòng)性強(qiáng)于高海拔地區(qū)，因此表現(xiàn)出表層速效磷低于淀積層。

2.2.4 速效鉀含量及其垂直分布特征。由表2可知，土壤速效鉀含量表現(xiàn)為A>B，說明在不同土壤層次上，土壤速效鉀含量分布受明顯的生物富集或表聚作用[14]。

由圖5可知，隨海拔升高，速效鉀含量先升再降，這與陳相宇等[7]的研究結(jié)果不完全相同。不同類型土壤速效鉀含量表現(xiàn)為紅壤<棕壤<黃壤<黃棕壤。棕壤速效鉀含量低的原因可能是土壤過酸。隨pH的升高土壤速效鉀含量有升高趨勢(shì)[15]，而在海拔1 270 m大月山的棕壤采樣點(diǎn)，土壤pH較低，針葉林植被下生長較多的蕨類（酸性指示植物），且采樣點(diǎn)熱量低、風(fēng)大、降水多，淋溶作用強(qiáng)，鹽基離子淋溶多，鉀的移動(dòng)性強(qiáng)，很可能淋溶至更下層土壤。

2.2.5 速效硼含量及其垂直分布特征。

由表2和圖6可知，土壤速效硼含量表現(xiàn)為A>B，對(duì)于不同土壤類型而言，速效硼含量表現(xiàn)為黃棕壤>黃壤>棕壤>紅壤，其含量與海拔無明顯線性關(guān)系。在中低海拔下，隨海拔升高，速效硼含量增加。但在高海拔地區(qū)呈下降趨勢(shì)，高海拔棕壤速效硼含量較低可能是因?yàn)樵卺樔~林植被下形成的小氣候中，土壤較酸，加上淋溶作用強(qiáng)，使其速效硼流失量增加[16-17]，從而出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

2.2.6 速效銅含量及其垂直分布特征。由表2和圖7可知，在中低海拔的紅壤和黃壤及高海拔的棕壤，速效銅含量表現(xiàn)為A>B；但在中高海拔的黃棕壤，速效銅含量表現(xiàn)為A

在中低海拔，速效銅含量與海拔呈負(fù)相關(guān)，與姚京威等[19]研究結(jié)果相同，但在高海拔的棕壤區(qū)域，速效銅含量較高，表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，而速效銅含量與pH呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[18]。這可能與針葉林下小氣候?qū)е碌耐寥绹?yán)重酸化有關(guān)，而此處的pH較低，因此速效銅含量相對(duì)較高。

3 結(jié)論與討論

該研究表明，廬山土壤存在明顯的紅壤—黃壤—黃棕壤—棕壤地帶性分布，其植被也表現(xiàn)出針葉林—常綠闊葉林—常綠-落葉闊葉混交林—落葉闊葉林—針葉林的地帶性變化。

廬山土壤養(yǎng)分含量總體較高，隨著土層加深，養(yǎng)分含量表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。有機(jī)質(zhì)、全氮含量與海拔呈明顯的正相關(guān)；而速效磷、速效鉀、速效硼表現(xiàn)出相同趨勢(shì)，隨海拔升高，其含量先升高后降低，采樣點(diǎn)低于1 000 m時(shí)，其含量與海拔有較好的正相關(guān)關(guān)系；速效銅隨海拔升高表現(xiàn)出先降低再升高的趨勢(shì)，與速效磷、速效鉀、有效硼呈負(fù)相關(guān)。

在高海拔時(shí)（>1 200 m），小氣候?qū)ζ溆绊戄^大，針葉林植被下氣溫低、濕度大、郁閉度較高，他感作用強(qiáng)，酚酸等有機(jī)酸含量較高，使測(cè)定結(jié)果與預(yù)想的線性關(guān)系有差異，說明廬山特定的氣候環(huán)境所形成的小氣候?qū)ν寥鲤B(yǎng)分影響較大。因此，在選擇植被、作物時(shí)要注意小氣候的影響。

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