土壤类型范文
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导语:如何才能写好一篇土壤类型,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
中图分类号:S154 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)01-0056-04
土壤微生物是陆地生态系统中最丰富的物种,相关研究表明,每克农田土壤拥有的基因组量为140~8 800个,相当于400~26 000个不同物种。土壤微生物组成与活性决定了生物地球化学循环、土壤有机质的周转及土壤肥力和质量,也与植物的生产力有关。土壤微生物还可以敏感地指示气候和土壤环境条件的变化,土壤微生物参数可能是最早用于反映土壤质量的指标。土地利用方式、种植制度、农地管理方式及作物种类都会对土壤微生物产生影响[1-3]。Waldrop等[4]在研究森林转换为耕地条件下的土壤微生物群落结构时发现土壤中有机碳和氮下降了50%~55%,微生物量下降了75%,β-葡萄糖苷酶活性下降了54%,微生物特征和种类发生明显的变化。
土壤类型对微生物生长发育有着较大影响。土壤类型不同,土壤微生物种群数量和组成也必然会存在某种程度的差别,这种差异反过来又会对土壤结构以及土壤肥力特别是对烟草的生长产生一定的影响[5]。土壤微生物是土壤中动植物残体分解的主要推动者,在土壤物质转化中具有多种重要作用,与土壤肥力和植物营养有密切关系。因此土壤微生物是反映土壤供肥能力、土壤健康状况的敏感性参数。为此,在湖北省保康县和兴山县选取两种有代表性的土壤类型,研究不同类型土壤中主要微生物类群数量的变化规律,为合理利用土地资源、保证其可持续发展提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于2009年5~12月在湖北省保康县和兴山县进行。选取黄棕壤和紫色土两种土壤类型,育苗、肥水管理、病虫害防治及其他田间管理均按照当地农民种植习惯进行。供试烟草品种为K326。
1.2 土壤样品采集
分别于移栽前期(5月12-13日)、旺长期(7月8-9日)及采收期(8月15-16日)取样。采用5点取样法采集5~20 cm根际土和非根际土,用无菌自封袋包装,立即带回实验室。将新鲜土样研磨过2 mm筛存放在4 ℃冰箱中。
1.3 土壤微生物测定
采用稀释平板法测定土壤微生物总数;细菌采用牛肉膏蛋白胨固体培养基;固氮菌采用阿须贝氏琼脂培养基;放线菌采用高氏1号培养基;真菌采用马丁氏(Martin)培养基。结果以每克干土所含微生物数量表示[6]。
1.4 数据分析
根土比(R/S)是指根际土中微生物数量与非根际土中微生物数量的比,其中R表示根际土中微生物数量,S表示非根际土中微生物数量。
微生物数量变化速率是指根际土中微生物数量与移栽前期根际土中微生物数量的比。
生物多样性指数是描述生物类型数和均匀度的一个度量指标,它在一定程度上可反映生物群落中物种的丰富度及其各类型间的分布比例。本研究中土壤微生物菌群多样性指数和土壤微生物菌群的均匀度计算方法如下:
1)土壤微生物菌群多样性指数(Shannon-Wiener指数[7]):H=-∑Pi×1nPi
2)土壤微生物菌群的均匀度[8]:
R=(-∑Pi×1nPi)/1nS
式中,Pi=Ni/N为某群落中第i个类型的个体数占总个体数的百分比,S为微生物类群数量。
2 结果与分析
2.1 不同类型烟田土壤中微生物数量
由图1至图4可知,在不同土壤类型烟田土壤中4种微生物数量从多到少依次为:细菌、固氮菌、放线菌、真菌。其中,细菌数量最多,占微生物总量的58.77%~82.98%,固氮菌占微生物总量的10.80%~32.75%,放线菌占微生物总量的3.79%~10.39%,真菌数量最少,占微生物总量的0.04%~0.22%。由此可见细菌在烟田土壤微生物中占绝对优势。
在不同生育时期不同土壤类型的烟田土壤中,旺长期细菌数量高于采收期,保康县黄棕壤和紫色土烟田旺长期土壤中细菌数量分别为11.740 2×107 cfu/g和11.654 2×107 cfu/g,兴山县黄棕壤和紫色土烟田旺长期土壤中细菌数量分别为29.437 0×107 cfu/g和11.295 9×107 cfu/g。
不同类型的烟田土壤中,黄棕壤中细菌和固氮菌数量均高于紫色土,保康县黄棕壤烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.740 2×107 cfu/g和24.033 4×106 cfu/g,保康县紫色土烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.654 2×107 cfu/g和15.163 0×106 cfu/g;保康县黄棕壤烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.250 4×107 cfu/g和34.551 7×106 cfu/g,保康县紫色土烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为10.302 8×107 cfu/g和31.938 6×106 cfu/g。兴山县黄棕壤烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为29.437 0×107 cfu/g和99.007 3×106 cfu/g,兴山县紫色土烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.295 9×107 cfu/g和32.766 6×106 cfu/g;兴山县黄棕壤烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为16.694 6×107 cfu/g和66.275 2×106 cfu/g,兴山县紫色土烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为7.679 0×107 cfu/g和23.956 8×106 cfu/g。
2.2 不同类型烟田土壤中微生物数量变化速率
以移栽前期根际土中微生物数量为参照,不同类型烟田土壤中微生物数量变化速率如图5和图6所示,黄棕壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率都高于1,表明在烟草生长过程中黄棕壤烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌数量在增加,而紫色土中固氮菌和放线菌的变化速率存在低于1的情况,表明在烟草生长过程中紫色土烟田土壤中固氮菌和放线菌数量存在减少的趋势。
在黄棕壤烟田土壤中,细菌变化速率高于固氮菌变化速率,固氮菌变化速率高于放线菌变化速率,放线菌变化速率高于真菌变化速率。在兴山县黄棕壤烟田旺长期土壤中,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率分别为6.895 5、4.161 8、2.561 1和1.529 9。
在不同类型烟田土壤中,黄棕壤烟田土壤中细菌变化速率、固氮菌变化速率、放线菌变化速率和真菌变化速率分别高于紫色土中4种微生物变化速率。兴山县黄棕壤烟田采收期土壤中,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率分别为3.910 7、2.785 9、2.659 0和2.136 4,兴山县紫色土烟田采收期土壤中,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率分别为1.636 5、1.527 7、1.583 8和1.911 7。
2.3 不同类型烟田根际土中微生物根土比
由图7和图8可知,不同类型土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌根土比都大于1,表明根际土中细菌、固氮菌、放线菌和真菌数量均高于非根际土,表现出明显的根际效应。不同类型烟田土壤中,黄棕壤中固氮菌根土比高于紫色土,兴山县黄棕壤中固氮菌根土比最高,为7.007 1。黄棕壤中4种微生物根土比之和高于紫色土,旺长期保康县黄棕壤和紫色土中4种微生物根土比之和分别为5.958 3和4.820 9,旺长期兴山县黄棕壤和紫色土中4种微生物根土比之和分别为13.852 2和6.742 4。
2.4 不同类型烟田土壤中微生物种群结构变化
细菌与真菌数量的比值(B/F)是表征土壤肥力的一个潜在指标。有资料表明,土壤中细菌密度高,表明土壤肥力水平较高。表1为不同土壤类型烟田土壤中微生物的B/F变化趋势。黄棕壤烟田土壤中旺长期细菌与真菌数量的比值(B/F)高于采收期,兴山县黄棕壤烟田土壤中旺长期和采收期细菌与真菌数量的比值(B/F)分别为26.431 4和11.541 7。不同类型烟田土壤中,黄棕壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)几乎都高于紫色土,兴山县黄棕壤中旺长期细菌与真菌数量的比值(B/F)最高,为26.431 4。黄棕壤烟田土壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)高于紫色土,表明黄棕壤烟田土壤更适合烟草种植。
2.5 不同土壤类型对土壤微生物多样性指数的影响
土壤微生物菌群多样性指数(H)反映微生物群落的丰富度,用根际土中微生物菌群多样性指数与非根际土中微生物菌群多样性指数之比(R/S)衡量烟叶种植对烟田生态系统中微生物多样性指数的影响。从表2可知,黄棕壤根土比大于紫色土。保康县黄棕壤和紫色土根土比分别为0.887 18和0.748 94,兴山县黄棕壤和紫色土根土比分别为1.019 26和0.866 43。
3 小结
对不同类型的烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌进行分离,对不同微生物种群进行数量和多样性分析。结果表明,不同类型烟田根际土壤中,黄棕壤中细菌和固氮菌数量均高于紫色土。在黄棕壤烟田土壤中,细菌变化速率高于固氮菌变化速率,固氮菌变化速率高于放线菌变化速率,放线菌变化速率高于真菌变化速率。黄棕壤烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌变化速率分别高于紫色土中4种微生物变化速率。黄棕壤中4种微生物根土比之和高于紫色土,兴山县黄棕壤中固氮菌根土比最高。黄棕壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)几乎都高于紫色土,兴山县黄棕壤中旺长期细菌与真菌数量的比值(B/F)最高,为26.431 4。黄棕壤根际土中微生物菌群多样性指数与非根际土中微生物菌群多样性指数之比高于紫色土。
参考文献:
[1] ZELLES L.Fatty acid patterns of phospholipids and lipopolysaccharides in the characterization of microbial communities in soil:A review[J]. Biol Fert Soils,1999,29(11):111-129.
[2] LARKIN R P, HONEYCUTT C W. Effects of different 3-year cropping systems on soil microbial communities and rhizoctonia diseases of potato[J]. Phytopathology,2006,96(1):68-79.
[3] YAO H, HE Z, WILSON M J, et al. Microbial biomass and community structure in a sequence of soils with increasing fertility and changing land use[J]. Microb Ecol,2000, 40(3):223-237.
[4] WALDROP M P,BALSER T C,FIRESTONE M K. Linking microbial community composition to function in a tropical soil[J]. Soil Biol Biochem,2000,32(2):1837-1864.
[5] 习金根,孙光明,陆新华.不同的施肥方式对剑麻施肥区域土壤微生物类群的影响[J].中国麻业,2005,27(5):235-239.
篇2
关键词 土壤类型;养分分析;对策建议;云南景谷;勐班乡
中图分类号 S155 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)02-0215-03
勐班乡位于景谷县西南部,地处北纬23°03′,东经100°19′,总耕地面积3 200 hm2。土壤类型主要是赤红壤、红壤、冲积土、紫色土、水稻土等,土层深厚,肥力较高,是景谷县四大坝子和粮食主产区之一,海拔760~1 765 m,勐班坝区平均海拔1 150 m。全乡年平均气温20 ℃,年平均降雨量1 302 mm,日照2 065 h,无霜期350 d,属典型的亚热带气候。有9个村民小组,其中4个坝子村、5个半山村,农业户数5 370户,农业人口19 732人。为深入推进该区域现代农业示范区建设,加快传统农业向现代农业转型,促进农业和农村经济又好又快发展。对该区域土壤养分进行调查和分析,对指导当地农作物生产和科学施肥具有重要意义。
1 测土配方施肥方法
1.1 土样采集
结合测土配方施肥项目的实施,按照“随机”“等量”和“多点混合”的采样原则,在大春作物收获后,小春作物播种前,选择具有代表性地块,按“S”法取10~15个采样点,采用GPS定位,采样深度18 cm,将各采样点所取的土样混合在一起,剔除杂物,用四分法逐级分取1 kg样品装袋,内外贴好标签送化验室风干。
1.2 测定项目及分析方法
土壤pH值:电位法(NY/1121.2-2006);有机质:重铬酸钾容量法(NY/T1121.6-2006);速效氮:碱解扩散法;有效磷:钼锑抗比色法(GB12297-1990);速效钾:火焰光度计(NY/T889-2004)等常规5项[1-2]。
1.3 土壤养分分级标准
参照云南省土壤养分分级标准,结合景谷县农业生产实际,制定了全县耕地土壤养分分级标准(表1):一级(极低)、二级(低)、三级(中)、四级(高)、五级(极高)[3]。
2 结果与分析
2.1 不同土壤类型养分含量
不同土壤类型养分含量如表1所示。
2.2 不同土壤类型养分状况
2.2.1 赤红壤。一是pH值:检测数253个。pH值在3.4~7.4之间,其中pH值小于4.5的样本数57个,占检测数的22.5%,pH值在4.5~5.5的样本数118个,占检测数的46.6%,pH值在5.5~6.5的样本数75个,占检测数的29.6%,pH值在6.5~7.5的样本数3个,占检测数的1.2%。二是土壤有机质:检测数253个。有机质含量3.00~64.3 g/kg,平均值25.2 g/kg。有机质含量低和极低的样本数88个,占检测数的34.8%,中等81个,占检测数的32%,高56个,占检测数的22.1%,极高28个,占检测数的11.1%。三是碱解氮:检测数253个。碱解氮含量21~306 mg/kg,平均值126 mg/kg。碱解氮含量低和极低86个,占检测数的34%,中等95个,占检测数的37.6%,高54个,占检测数的21.3%,极高18个,占检测数的7.1%。四是土壤有效磷:检测数253个。有效磷含量1.7~62.6 mg/kg,平均值11.7 mg/kg。有效磷含量低和极低136个,占检测数的53.8%,中等89个,占检测数的35.2%,高14个,占检测数的5.5%,极高14个,占检测数的5.5%。五是土壤速效钾:检测数253个。速效钾含量19~554 mg/kg,平均值150 mg/kg,速效钾含量低和极低116个,占检测数的45.8%,中等42个,占检测数的16.6%,高47个,占检测数的18.6%,极高48个,占检测数的19%。
2.2.2 红壤。一是pH值:检测数14个。pH值在4.7~6.6之间,其中pH值在4.5~5.5的样本数11个,占检测数的78.6%,pH值在5.5~6.5的样本数2个,占检测数的14.3%,pH值在6.5~7.5的样本数1个,占检测数的7.1%。二是土壤有机质:检测数14个。有机质含量5.30~37.8 g/kg,平均值20.7 g/kg,有机质含量低和极低的样本数6个,占检测数的42.9%,中等5个,占检测数的35.7%,高3个,占检测数的21.4%。三是碱解氮:检测数14个。碱解氮含量40~216 mg/kg,平均值128 mg/kg,碱解氮含量低和极低6个,占检测数的42.9%,中等4个,占检测数的28.5%,高2个,占检测数的14.3%,极高2个,占检测数的14.3%。四是有效磷:检测数14个。有效磷含量0.7~46.0 mg/kg,平均值13.8 mg/kg,有效磷含量低和极低5个,占检测数的35.7%,中等7个,占检测数的50%,高1个,占检测数的7.1%,极高1个,占检测数的7.1%。五是速效钾:检测数14个。速效钾含量36~300 mg/kg,平均值90 mg/kg,速效钾含量低和极低12个,占检测数的85.7%,极高2个,占检测数的14.3%。
2.2.3 冲积土。一是pH值:检测数21个。pH值在4.1~7.3之间,其中pH值小于4.5的样本数1个,占总数的4.8%,pH值在4.5~5.5的样本数11个,占检测数的52.4%,pH值在5.5~6.5的样本数7个,占检测数的33.3%,pH值在6.5~7.5的样本数2个,占检测数的9.5%。二是土壤有机质:检测数21个。有机质含量7.3~51.4 g/kg,平均值25.0 g/kg,有机质含量低和极低的样本数10个,占检测数的47.6%,中等3个,占检测数的14.3%,高6个,占检测数的28.6%,极高2个,占检测数的9.5%。三是碱解氮:检测数21个。碱解氮含量46~286 mg/kg,平均值137 mg/kg,碱解氮含量低和极低的样本数4个,占检测数的19%,中等10个,占检测数的47.6%,高5个,占检测数的23.8%,极高2个,占检测数的9.5%。四是有效磷:检测数21个。有效磷含量1.7~56.1 mg/kg,平均值16.0 mg/kg,有效磷含量低和极低的样本数11个,占检测数的52.4%,中等3个,占检测数的14.3%,高5个,占检测数的23.8%,极高2个,占检测数的9.5%。五是速效钾:检测数21个。速效钾含量11~346 mg/kg,平均值81 mg/kg,速效钾含量低和极低的样本数17个,占检测数的81%,中等1个,占检测数的4.8%,高2个,占9.5%,极高1个,占检测数的4.8%。
2.2.4 紫色土。一是pH值:检测数4个。pH值在4.7~5.9之间,其中pH值在4.5~5.5的样本数2个,占检测数的50%,pH值在5.5~6.5的样本数2个,占检测数的50%。二是土壤有机质。检测数4个。有机质含量20.7~62.4 g/kg,平均值41.3 g/kg,有机质含量中等1个,占检测数的25%,高1个,占检测数的25%,极高2个,占检测数的50%。三是碱解氮:检测数4个。碱解氮含量95~233 mg/kg,平均值175 mg/kg,碱解氮含量低和极低的样本数1个,占检测数的25%,中等1个,占检测数的25%,极高2个,占检测数的50%。四是有效磷:检测数4个。有效磷含量4.1~31.2 mg/kg,平均值14.5 mg/kg,有效磷含量低和极低的样本数2个,占检测数的50%,中等1个,占检测数的25%,极高1个,占检测数的25%。五是速效钾:检测数4个。速效钾含量62~233 mg/kg,平均值108 mg/kg,速效钾含量低和极低的样本数3个,占检测数的75%,高1个,占检测数的25%。
2.2.5 水稻土。一是pH值:检测数281个。pH值在3.9~7.0之间,其中pH值小于4.5的样本数22个,占检测数的7.8%,pH值在4.5~5.5的样本数152个,占检测数的54.1%,pH值在5.5~6.5的样本数102个,占检测数的36.3%,pH值在6.5~7.5的样本数5个,占检测数的1.78%。二是土壤有机质:检测数281个。有机质含量0.400~116 g/kg,平均值22.5 g/kg,有机质含量低和极低的样本数118个,占检测数的42%,中等121个,占检测数的43.1%,高34个,占检测数的12.1%,极高8个,占检测数的2.8%。三是碱解氮:检测数281个。碱解氮含量39~309 mg/kg,平均值124 mg/kg,碱解氮含量低和极低的样本数91个,占检测数的32.4%,中等119个,占检测数的42.3%,高56个,占检测数的19.9%,极高15个,占检测数的5.3%。四是有效磷:检测数281个。有效磷含量1.2~86.5 mg/kg,平均值12.4 mg/kg,有效磷含量低和极低的样本数116个,占检测数的41.3%,中等134个,占检测数的47.7%,高22个,占检测数的7.8%,极高9个,占检测数的3.2%。五是速效钾:检测数281个。速效钾含量19~822 mg/kg,平均值82 mg/kg,速效钾含量低和极低的样本数233个,占检测数的82.9%,中等24个,占总检测数的8.5%,高17个,占检测数的6.1%,极高7个,占检测数的2.5%。
3 存在的问题及原因
3.1 存在的问题
土壤养分分布不均匀,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾最大与最小值之间差异较大,由于受气候、成土母质、施肥、耕作习惯等因素的影响,土壤养分的高、低相差大,地力不均匀,影响了作物的均衡增产,不利于区域化种植和规范化管理。
土壤pH值偏低,为酸性,pH值处于强酸和酸性的样本占14.0%~51.3%,为二级。主要出现在赤红壤、水稻土等土壤。
有机质含量低,有机质含量低样本数占38.7%。
碱解氮含量不均衡,碱解氮含量低样本数占32.8%,为三级。主要出现在水稻土等。
土壤有效磷含量不均衡,有效磷含量低样本数占47.2%,为三级。主要出现在赤红壤、水稻土等。
速效钾含量偏低,速效钾含量低样本数占66.5%,为二级。主要出现在水稻土、赤红壤等。
3.2 原因分析
土壤养分比例失衡,缺素面积大,区域间、地块间土壤养分差异大,这是由于受传统施肥习惯的影响,农户施肥多年采用较为固定的一种施肥模式,不注意N、P、K三要素的配比和平衡施用,造成养分间比例失衡,导致土壤N、P、K的供应不平衡。
耕地质量差,产出率低。地形复杂,从坝子到山区,由谷底至山顶都有耕地,农业基础设施滞后,旱地基本处于“雨养农业、靠天吃饭”的状态,冬春季缺水干旱。
4 对策
随着耕作水平的逐步提高,测土配方施肥技术的推广应用,目前的产量水平比以前有了很大的提高,在当前的生产条件和高产量水平下,兴修水利,提高灌溉率,增施有机肥,秸秆还田、种植绿肥,提高土壤土壤有机质含量,显著增加氮、磷、钾养分,土壤熟化程度进一步改善,产量逐年提高。为确保耕地质量不降低和提高耕地质量,现提出以下对策建议:一是首先要认识到对耕地质量下降对农业生产影响的重要性和紧迫性。二是稳定耕地面积,对重点区域、粮食主产区和基本农田保护区的耕地加大投入,确保有足够数量的耕地面积。三是推广农艺生物措施,结合农业生产实际,因地制宜,增施农家肥,种植绿肥、豆科作物,充分利用农作物秸秆还田,培肥地力,改善土壤结构。四是控氮、稳磷、增钾、补硼、镁微肥等配方施肥[4]。五是实施中低产田改造,加大基本农田建设,改善灌溉条件,提高耕地质量。六是针对部分土壤偏酸的现状,应减少酸性肥料的施用量,通过施石灰(施用量750 kg/hm2)、施用有机肥和碱性肥料及土壤调料剂的使用来逐步提高土壤pH值,使其能够到达作物正常生长的适宜范围[5-6]。七是大力推广测土配方施肥技术,根据土壤供肥性能,结合主要作物的需肥规律提出主要作物不同区域氮、磷、钾和微肥的适宜施用量及肥料配方。水稻推荐配方(N、P、K配方):坝子为10-13-7、12-8-5,半山区为9-13-8、10-15-5;玉米推荐配方:坝子为15-15-5,半山区为12-15-8,山区为12-13-10;甘蔗推荐配方:坝子为7-15-8,半山区为15-15-10;茶叶推荐配方:15-5-5、15-15-5。通过土壤养分的分析,初步掌握该地区土壤养分状况,为今后合理利用现有耕地资源,改良与培肥地力提供科学依据。
5 参考文献
[1] 吴龙华,刘兰民.不同土壤类型和肥力玉米地土壤养分根际效应研究[J].应用生态学报,2000(4):545-548.
[2] 张建玲,聂云霞,萨础拉,等.固阳县耕地不同土壤类型养分状况[J].内蒙古农业科技,2015(1):34-37.
[3] 马京民,马聪,李彰,等.信阳市不同类型植烟土壤养分现状及平衡施肥[J].河南农业科学,2003(10):38-42.
[4] 朱海滨,杨应明,张晓龙,等.不同土壤类型养分垂直分布特征[J].中国烟草科学,2014(5):55-60.
篇3
关键词 九嶷山;自然保护区;土壤性质;土壤形成过程;影响因素
中图分类号 S1592 文献标识码 A 文章编号 10002537(2012)04008006
湖南省九嶷山自然保护区是九嶷山国家森林公园的一部分,位于东经111°55′9″~112°3′25″,北纬25°11′39″~26°22′13″之间.总面积10 236.3 hm2,分核心区、缓冲区和实验区3个区.保护区生物资源丰富,国家级保护动物和植物种类繁多,是难得的自然资源宝库.因地处南岭山脉荫渚岭北麓,土壤类型多样,其地理生物特性和旅游价值引起许多学者的关注[13].经过多年的保护,区内生物多样性已经发生了较大的变化,根据保护区建设的需要,2011年8月,由中南林业科技大学牵头组成的科考队对保护区进行了地质、地貌、气象气候、水文、土壤、动植物、微生物等多学科的联合考察.本文是在土壤考察的基础上,结合室内分析结果,揭示了区内主要土壤类型的基本特征,并对区内主要成土过程进行了分析.此研究对了解九嶷山自然保护区土壤形成规律及其影响因素有一定的指导意义.
篇4
关键词:林分类型;土壤有机碳;土壤碳密度;土壤养分
中图分类号:S714.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)23-5741-05
CO2在大气层中的积累引起了全球变暖、降水格局改变和海平面上升等全球性问题的发生,威胁着全球生态环境和人类自身生存与发展,因而引起国际社会普遍关注[1]。森林生态系统是陆地生态系统中最重要的碳库,在维护区域生态环境和全球碳平衡方面起着极其重要的作用[2,3]。森林土壤碳约占全球土壤有机碳库的73%[3-5],森林土壤有机碳库贮量的微小变化都可显著地引起大气CO2浓度的改变[5],是全球碳循环研究极其重要的部分。因此,在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳库研究已成为全球碳循环研究的重点之一。虽然在黔中喀斯特地区[6]和贵州西部地区[7]已有过不同森林类型土壤有机碳的相关研究报道,但由于森林土壤有机碳库受植被类型、气候和土壤等因素的影响具有较高的变异性,而赤水河下游地区森林土壤有机碳的研究几乎是空白,给该区森林土壤碳储量估算造成了一定难度。为此,本研究对赤水河下游杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]林、马尾松[Pinus massoniana(Lamb.) var]林和毛竹[Phyllostachys edulis(Carr.)H. Delehaie]林3种主要林分类型土壤有机碳、碳密度及其垂直分配特征进行了研究,并探讨了土壤养分对其的影响,以期为掌握该区森林土壤有机碳的存储情况,为区域性森林土壤碳库估算及应对气候变化下的森林经营提供科学依据。
1 研究地概况
研究地位于贵州省赤水河下游的楠竹林场,北纬28°27′,东经105°58′。最高处海拔1 730 m,最低处221 m。土壤以紫色土为主。属中亚热带湿润季风气候区,雨量充沛,水热同季,冬暖春早,夏季炎热多伏旱,全年日照少,初夏晚秋多阴雨,立体气候和地区差异显著的气候特点。年平均气温18 ℃(最高41 ℃,最低-2 ℃)。年均降雨量为1 268.8 mm,年均相对湿度82%,年日照时间1 297.7 h;无霜期300~340 d,并随海拔上升而递减,800 m以下地区无霜期300 d,800 m以上地区无霜期210~300 d。其森林植被主要有杉木林、马尾松林、毛竹林、常绿阔叶林等。
2 材料与方法
2.1 样地设置及样品采集
2008年9-10月在赤水河下游的楠竹林场选择相似立地条件的具有代表性的杉木林、马尾松林和竹林3种林分类型,各设置样地3个,样地规格为30 m×30 m。分别对样地进行每木检尺,调查密度、郁闭度、树高、胸径、枝下高和冠幅等因子,并对样地的坡度、坡位、坡向、土壤和岩性等基本情况进行记录(表1)。
在每个样地内按S形挖取3个土壤剖面,将每个剖面分为0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm,分别在每层内采集1个土壤环刀和1袋500 g土壤样品。用环刀法测定土壤容重,土壤样品经自然风干后,磨碎过2 mm筛,采用重铬酸钾-外加热容重法测定有机碳含量。土壤养分含量测定按《森林土壤分析方法》[8]进行。
2.2 土壤有机碳密度的计算
3种林分类型土壤有机碳含量随土层间的垂直变化分析发现,杉木林和马尾松林0~10 cm土层与10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm各土层之间有机碳含量均存在极显著差异(P
3.2 3种林分类型土壤碳密度及其剖面分布
土壤碳密度已成为评价和衡量土壤有机碳储量的一个极其重要的指标[9,13],其大小主要取决于土壤有机碳含量和土壤容重2个重要参数。由表2可知,杉木林、马尾松林和竹林3种林分类型土壤有机碳密度分别为2.18~4.81 kg/m2、1.05~3.93 kg/m2和2.24~3.75 kg/m2,0~80 cm土壤碳密度为杉木林(12.87 kg/m2)﹥竹林(11.73 kg/m2)﹥马尾松林(8.21 kg/m2),不同林分类型间差异均极显著(P
3种林分类型土壤有机碳密度沿土壤剖面垂直分布均随着土壤深度增加而降低,但降低幅度不同。这主要是由于不同林分类型土壤有机碳和土壤容重在剖面上的垂直分布不同。3种林分类型均以0~20 cm土壤有机碳密度最大,介于3.75~4.81 kg/m2之间,与20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm的土壤有机碳密度差异均极显著(P0.05);而杉木林土壤碳密度在20~40 cm与40~60 cm土层间差异不显著(P>0.05),40~60 cm与60~80 cm土层间差异显著(P
3.3 3种林分类型土壤养分状况
3种林分类型土壤的全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾0~80 cm剖面平均含量分别为1.25~2.01 g/kg、95.67~112.52 mg/kg、0.24~0.29 g/kg、1.11~1.17 mg/kg、8.44~8.91 g/kg和32.42~41.46 mg/kg(表3),全氮、全磷、全钾含量均表现为竹林>杉木林>马尾松林,水解氮含量表现为竹林>马尾松林>杉木林,有效磷含量表现为马尾松林>竹林>杉木林,速效钾含量表现为杉木林>马尾松林>竹林,说明森林的结构、组成等影响林地土壤的养分含量。方差分析表明3种林分类型除全氮和速效钾含量在0~80 cm剖面平均值存在极显著差异(P0.05),说明该区林分类型对土壤全氮和速效钾含量的影响较大。根据《森林土壤分析方法》[8],3种林分类型土壤各指标都处于较低的水平,特别是有效磷和速效钾含量尤为明显。除全钾和速效钾含量随土壤深度的变化无明显规律外,其他养分含量均随土壤深度增加而降低。
3.4 3种林分类型土壤有机碳与土壤养分的关系
土壤理化特性在局部范围内都会影响土壤有机碳含量。对土壤有机碳含量与土壤pH和养分之间的相关性分析表明,土壤有机碳含量与pH均表现为负相关,马尾松林和竹林表现出显著或极显著的相关性,而杉木林相关性不显著;3种森林类型土壤有机碳含量与土壤全氮、水解氮、全磷、有效磷均表现为极显著的正相关,而与全钾、速效钾的相关性不尽一致(表4)。说明土壤有机碳水平受诸多因素影响。
为了深入分析3种林分类型各土壤因子对土壤有机碳含量的影响,以杉木林土壤有机碳含量(y1)、马尾松林土壤有机碳含量(y2)和竹林土壤有机碳含量(y3)为因变量,土壤pH(x1)、全氮含量(x2)、水解氮含量(x3)、全磷含量(x4)、有效磷含量(x5)、全钾含量(x6)、速效钾含量(x7)为自变量,采用逐步剔除法进行多元回归分析(引入因子P
4 小结与讨论
1)3种林分类型0~80 cm剖面土壤有机碳平均含量为竹林(15.46 g/kg)﹥杉木林(13.78 g/kg)﹥马尾松林(9.72 g/kg),且差异显著,说明在相同或相似的立地条件下,森林类型的不同也会影响土壤有机碳含量。3种林分类型0~80 cm剖面土壤有机碳含量与黔中喀斯特地区不同森林类型土壤有机碳含量[6]比较,均小于该区阔叶混交林,但高于该区针阔混交林和灌木林,而与贵州西部不同森林类型土壤有机碳含量[7]比较,远小于该区杉木林、柳杉林、桦木林和华山松林土壤有机碳平均含量。说明加强区域性森林土壤有机碳的研究意义重大。
2)3种林分类型0~80 cm土壤碳密度表现为杉木林(12.87 kg/m2)﹥竹林(11.73 kg/m2)﹥马尾松林(8.21 kg/m2),不同林分类型间差异均极显著。3种林分类型0~80 cm土壤碳密度与黔中喀斯特地区不同森林类型0~80 cm土壤碳密度[6]比较,均小于该区阔叶混交林,杉木林与竹林高于针阔混交林和灌木林,而马尾松林小于该区针阔混交林和灌木林,而3种林分类型0~80 cm土壤碳密度与贵州西部不同森林类型土壤碳密度[7]比较,均远小于贵州西部杉木林、柳杉林、桦木林和华山松林。而3种林分类型的土壤碳密度与解宪丽等[13]报道的森林土壤碳密度全国平均水平11.59 kg/m2比较,杉木林略高,马尾松林略低,竹林接近,但都远低于周玉荣等[15]报道的我国森林土壤碳密度平均水平19.34 kg/m2。造成不同研究结果之间差异的原因有很多,而主要原因是由于土壤有机碳除了受到地表枯枝落叶、地下微生物和植物根系等的影响外,还受土壤类型,气温、降雨量以及森林的结构、组成等影响,致使土壤有机碳具有很高的空间变异性。另外,土壤容重和石砾含量的差异也对土壤碳密度产生一定程度的影响。
3)3种林分类型土壤有机碳含量及其碳密度在垂直分布上均随土壤深度增加而逐渐降低。一方面说明植被类型影响土壤有机碳的剖面垂直分布,另一方面,由于森林植被土壤有机碳的主要来源多为枯枝落叶,进入土壤的有机物质主要为地表的凋落物,表层有机碳含量高,向下急剧减少。3种林分类型0~10 cm土壤有机碳含量介于22.38~24.81 g/kg之间,显著高于其他各层,分别是剖面有机碳含量均值的1.80~2.30倍,而0~20 cm土壤碳密度在3.75~4.81 kg/m2之间,分别占整个土壤剖面的有机碳密度的31.97%~47.87%,显著高于其他各层。这充分说明该区森林土壤有机碳密度具有较强的表聚性,意味着不合理的人为活动极易造成土壤碳的损失[14]。因此,应加强森林管护,保护生态环境,避免不合理的人为干扰活动,以维持和增加土壤碳贮量,对减缓大气CO2浓度上升有着重大意义。与我国森林土壤0~20 cm土壤平均碳密度(4.24 kg/m2)[13]相比,杉木林0~20 cm土壤碳密度略高,而马尾松林和竹林0~20 cm土壤碳密度均略偏低。同时,3种林分类型0~20 cm土壤碳密度均低于黔中喀斯特地区[6]和贵州西部地区[7]森林土壤0~20 cm有机碳密度。除了森林类型的差异外,最主要的原因可能是由于该区山高坡陡,加之土壤为紫色土,土体相对疏松,水土流失较为严重,导致表层土壤有机碳含量较其他地区低。
4)土壤有机碳含量与pH均表现为负相关,马尾松林和竹林表现出显著或极显著的相关性,而杉木林相关性不显著;3种林分类型土壤有机碳含量与土壤全氮、水解氮、全磷、有效磷均表现为极显著的正相关,而与全钾、速效钾的相关性不尽一致,但土壤有机碳含量与土壤因子的回归方程和回归系数均达到了极显著水平,所建方程可以正确反映二者间的关系。杉木林和竹林影响土壤有机碳含量的主导因子为水解氮,马尾松林影响土壤有机碳含量的主导因子为有效磷。而在贵州西部地区,影响杉木林土壤有机碳含量的主导因子为全氮和速效磷[7],在贵州南部,影响马尾松林土壤有机碳含量的主导因子为全氮[16],说明相同森林类型由于区域和立地条件的差异,影响林地土壤有机碳含量的主导因子也会存在差异。
参考文献:
[1] IPCC.Climate change 2001:the science of climate change. Summary for policymakers, a report of Working Group I of the Intergovern-mental Panel on Climate Change. Geneva, Switzerland[C], 2001. 1-98. Available from http://ipcc.ch/pub/spm22-01.pdf.
[2] BROWN S, LUGO A E. The storage and production of organic matter in tropical forests and their role in the global carbon cycle[J]. Biotropica,1982,14(3):161-187.
[3] DIXON R K, BROWN S, HOUGHTON R A, et al. Carbon pools and flux of global forest ecosystem[J]. Science,1994, 263:185-190.
[4] POST W M, EMANUEL W R, ZINKE P J, et al. Soil carbon pools and world life zones[J]. Nature,1982,298:156-159.
[5] CHENG W. Investigating short-term carbon flows in the rhizospheres of different plant species, using isotopic trapping[J]. Agron J,1994,86:782-788.
[6] 丁访军,潘忠松,周凤娇,等.黔中喀斯特地区3种林型土壤有机碳含量及垂直分布特征[J].水土保持学报,2012,26(1):161-164.
[7] 丁访军,高艳平,周凤娇,等.贵州西部4种林型土壤有机碳及其剖面分布特征[J].生态环境学报,2012,21(1):38-43.
[8] 国家林业局.森林土壤分析方法[M].北京:中国标准出版社,1999.
[9] 杨金艳,王传宽.东北东部森林生态系统土壤碳贮量和碳通量[J].生态学报,2005,25(11):2875-2882.
[10] 王海燕,雷相东,张会儒,等.近天然落叶松云冷杉林土壤有机碳研究[J].北京林业大学学报,2009,31(3):11-16.
[11] YANG Y H, MOHAMMAT A, FENG J M, et al. Storage, patterns and environmental controls of soil organic carbon in China[J]. Biogeochemistry,2007,84:131-141.
[12] 周 莉,李保国,周广胜.土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展[J].地球科学进展,2005,20(1):99-105.
[13] 解宪丽,孙 波,周慧珍,等.不同植被下中国土壤有机碳的储量与影响因子[J].土壤学报,2004,41(5):687-699.
[14] 梁启鹏,余新晓,庞 卓,等.不同林分土壤有机碳密度研究[J].生态环境学报,2010,19(4):889-893.
篇5
关键词:沉陷区;立地类型划分;土壤;有机质
收稿日期:20130522
作者简介:杨廷华(1972—),男,甘肃临洮人,工程师,主要从事水土保持综合治理与研究工作。中图分类号:TD327 文献标识码:A
文章编号:16749944(2013)07001104
1 引言
补连塔煤矿是目前世界第一大井工矿井,位于鄂尔多斯市境内,井田面积为106.43km2,2011年生产原煤达到2620万t。矿区气候干旱,风大沙多,水土流失剧烈,自然条件恶劣。经过近10多年的努力,对矿区进行了大量绿化,使矿区的环境面貌得到明显改善。但随着公司采煤量的增加,采煤塌陷区面积也在迅速增加,已影响到当地土地的使用及耕种,对采煤塌陷区进行生态恢复已成为该矿区一项重要的战略任务。而对塌陷区造林地进行立地类型划分,是进行生态恢复的首要条件,本文从塌陷区造林地进行立地类型划分方面进行探讨,以期为煤矿塌陷区生态恢复提供技术借鉴。
立地类型是某些立地因子相同或相近,并且有同等生产力水平地段的总和。立地类型划分是将立地条件及林木生产效果相近的造林地归并为同一类型。立地分类及立地质量评价是对立地性能的认识。引进立地分类及立地质量评价,对摸清经营范围内的立地条件,提高造林和经营水平,充分发挥林地生产潜力具有重要意义。
长期以来,世界各国对森林立地分类进行了大量的研究、实践和探索。产生了各种各样的分类系统。大致有植被因子途径、环境因子途径和综合多因子途径3种[1]。在我国关于森林立地类型划分的方法有很多,陶国祥运用模糊数学理论,选择地形、土壤、坡向、海拔和土层厚度为主导立地因子,依据贴近原则,计算贴近度来划分立地类型亚区、立地类型组和立地类型[2]。隆孝雄在划分立地区的基础上,根据地形、地貌、海拔、土壤、植物、气候等因子,划分立地亚区、立地类型小区和立地类型组[3]。赵雨森采用土壤物理因素指标、化学因素指标和生物因素指标,运用定量和定性相结合的方法,对立地类型和土坡生产力划分为优、良、可、劣4个等级[4]。上述的各种立地类型划分方法适用于大区域的立地划分,而神东公司补连塔沉陷区造林地面积小,须拟定适合研究区实际情况的立地类型划分方案。
2 矿区概况
补连塔煤矿位于鄂尔多斯市境内,井田面积为106.43km2,采煤方式为地下式开采。
矿区属典型的干旱半干旱大陆性季风气候区,干旱少雨,风大沙多,水土流失剧烈。矿区为水蚀和风蚀共同作用形成的地貌-盖沙黄土丘陵和风蚀黄土丘陵,地表为流动沙及半固定沙所覆盖,沙漠化及潜在沙漠化土地面积约占总面积的85%。处于草原与森林草原的过渡地带,成土母质主要为残积物和风成沙,以耐旱、耐寒的沙生植物、旱生植物为主,呈现稀疏灌丛植被,植被覆盖率仅为3%~11%,其代表群系为油蒿(Artemisia ordosica Kraxch)群系,形成单优势群落,主要伴生植物为一年生的杂草类。
3 研究内容与方法
3.1 研究内容
研究区选在神东矿区补连塔沉陷区,研究目的是全面了解本区的土壤肥力状况、地形特征、植被类型,在此基础上对该区域内将要造林的造林地进行立地类型划分。为引种造林工作提供基础数据。
3.2 研究方法
3.2.1 野外调查
通过野外踏查,以地貌为一级指标可将整个区域划分为沟和梁两类。由于沟比较狭窄,高差太大,两侧坡度较陡,不适宜造林,所以在立地类型划分中不予考虑。梁地以有无覆沙为二级指标可分为有覆沙梁地和无覆沙梁地两类,在研究区内按照这两类梁地选择观测点,观测点的选择尽量做到在整个区域均匀分布,观测内容包括地形特征、植被类型等,同时对具有代表性的样点挖剖面取土进行室内分析。
3.2.2 土壤调查、土样采集与处理
由于覆沙梁地的沙土分层不明显,故按照固定深度取样,每层25cm,分3层取样,剖面的深度控制在75cm;无覆沙梁地土壤分层明显,按照土壤发生层取样,深度控制在70~90cm。每一层土壤用铝盒取两个平行样,进行土壤含水量的测定,测定养分的土样直接用密封袋采集,同时对样点附近的地貌、植被等进行记录。测定养分的土样取回后置于室内风干,将风干后的土样混匀后按照四分法取土,过筛,装袋。土壤含水率直接烘干测定。
3.3 室内分析
分析指标包括土壤的含水量、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中含水量采用烘干法;有机质用重铬酸钾容量法测定;碱解N用碱解扩散法测定;用05mol/L的碳酸氢钠提取土壤样品后,用钼锑抗比色法测土壤速效P;用1mol/L的中性醋酸钠提取土壤样品后,用火焰光度计测速效K[5]。土壤各项指标的测定采用重复一次的方法。
3.4 数据处理
综合考虑研究区域内的各项因子,最终确定在测定的各项土壤理化指标中,选用土壤含水量为主导因子并结合土壤有机质含量对研究区进行土壤等级的划分。运用SAS软件对土壤含水量和土壤有机质含量做聚类分析,以土壤含水量聚类分析的结果为主导并结合有机质含量的聚类结果,对整个调查区的土壤进行等级划分,并结合野外调查的其他记录对划分后的立地类型进行描述。
4 结果分析
4.1 立地类型区划分
通过野外踏查,研究区内大多为无林地或少林地,地表植被覆盖度低,植物种类较少,因此在进行立地类型的划分时以地貌为主导因子进行划分。以地貌为一级指标将整个研究区可划分为沟和梁地两个立地大区,对于梁地依据有无覆沙分为覆沙梁地和无覆沙梁地两个立地区,覆沙梁地依据地形起伏状况划分为沙丘覆盖的梁地和均匀覆沙的梁地两个立地小区;无覆沙梁地依据坡度大小划分为坡度小于15°的缓丘梁地和坡度大于15°的陡坡梁地两个立地小区。由于沟谷狭窄,沟坡坡度较大,不适宜造林,不予考虑。
4.2 土壤等级划分
在室内分析过程中,对土壤机械组成的测定得出调查区内的土壤大多是沙土,极少一部分为砂壤土,因此用土壤质地对立地类型区进行土壤等级的划分不符合实际情况,而且不同观测点土壤的速效磷、速效钾、碱解氮含量变化不明显,所以利用速效N、P、K划分土壤等级也很不理想。调查区多年的生产实践表明水分是当地造林的限制因素,而有机质在一定程度上可以反映当地土壤的肥力状况,所以对土壤含水量和有机质含量进行聚类分析可以较好的反映不同观测点之间土壤的差异性,可以相对科学的对土壤进行等级划分。土壤含水量和有机质含量聚类分析结果如下所示(图1、图2)。
根据对土壤含水量和土壤有机质含量的聚类分析结果(图1、图2)得出土壤含水量和土壤有机质含量的划分界限如表1。
综合考虑研究区土壤含水量和有机质含量,并依据聚类分析的结果,可将研究区土壤划分为4个等级。
Ⅰ:含水量高,有机质含量高:样点21、26;Ⅱ:含水量高,有机质含量低:样点25;Ⅲ:含水量低,有机质含量高:样点34、35、39;Ⅳ:含水量低,有机质含量低:样点22、28、33、36、37、40。
根据土壤含水量聚类分析结果(表2)可知,除去上述4个等级所提及的12个样点以外,30、31、38三点土壤含水量较高;23、24、27、32、29五个点土壤含水量较低。其中30、31两个观测点与21、26两个样点相比较有很多的相同点,如土壤含水量都较高,并且地形特征相似,都属于梁地土壤,位置都位于缓坡坡中;土壤质地接近,土体的颜色相差不大;两组观测点所在区域植被种类相似,且都以禾本科植物为主,因此可将这两组观测点在土壤等级上划分为一类。38点与25点与上两组观测点情况相似,也可以归为一类。同样,按上述方法可将23、24与34、35、39划分为一类;27、29、32与22、37、33、40、36、28划分为一类。综上所述,这20个样点划分情况如表3。
4.3 立地类型划分结果
通过野外调查和室内分析可将研究区划分为2个立地区、4个立地小区,每个立地小区划分为4个土壤等级,见表4。
2013年7月 绿 色 科 技 第7期
不同观测点的肥力指标见表5,土壤养分含量分级与丰缺度指标见表6。
根据野外调查记录以及室内对土壤各项肥力指标的统计分析结果,将研究区划分为3个类型区,对各个类型区的特征描述如表7所示。
5 结论与建议
5.1 结论
通过野外调查,以地貌为一级指标将研究区划分为沟谷和梁地两个立地大区,以有无覆沙为二级指标将梁地划分有覆沙梁地和无覆沙梁地两个立地区,覆沙梁地依据地形起伏状况分为沙丘起伏的梁地和均匀覆沙的梁地两个立地小区;无覆沙梁地依据坡度大小分为坡度大于15°的陡坡梁地和坡度小于15°的缓坡梁地两个立地小区;根据室内分析结果,以土壤含水量的聚类分析结果为主导并结合有机质含量的聚类分析结果将各个立地小区划分为4个土壤等级,但由于研究区内坡度小于15°的缓坡梁地不存在,又因为各个立地小区内部分土壤等级的缺省,所以将整个研究区划分为8个林地斑块(图3)。
5.2 建议
(1)在坡度大于15°的陡坡梁地上挖鱼鳞坑进行造林,以减少梁地上的水土流失。植物种可选择适宜各个林地斑块的经济林进行栽植如酸枣、油松混交林,在坡底土层较厚的地段配置少量的文冠果、红枣,这样可以提高文冠果、红枣的结实量,以达到兼顾生态恢复和经济效益的双重目的。
(2)在均匀覆沙的梁地上,地势相对平坦,可栽植樟子松。
(3)在沙丘起伏的梁地上,栽植沙棘、杨柴、花棒等沙生灌木,可起到防风固沙的作用。
(4)在栽植过程中,施用适量的N、P、K肥,最好是羊粪,以提高土壤肥力;另外,栽植后应定期浇水,以提高造林的成活率。
参考文献:
[1] 马天晓.基于人工神经网络的森林立地分类与评价[D].郑州:河南农业大学,2006.
[2] 陶国祥.模糊数学在林业立地类型划分中的应用[J].林业调查规划,1995(1):1~5.
[3] 隆孝雄.四川立地分区及适生树种[J].四川林业科技,2001,22(4):54~58.
篇6
关键词:水源林;土壤类型;水源涵养能力
水是生命之源。水资源作为人类生产生活的物质基础,对我们日常生活以及生产十分重要。中国的水资源总量在世界上排第六位,总共有28124亿m?,全国年均径流深有284mm,可以在世界排到第七的位置。可以说我国的水资源含有量还是十分可观的。但是我国人口众多,加上还有许多沙漠等缺水地区,因此平均分配到每个人的含水量就少了很多,人均径流量仅占世界水平的四分之一,使得中国成为了严重缺水国家。随着经济的不断发展和人口的快速增长,生态问题逐渐变成我国面临的严峻问题,其中水资源的保护与供需也日益尖锐。多次有报道提出水源水质不符合饮用标准,更有甚者还有饮用水中毒的事件发生。
大自然有自净能力,可以通过整个生态系统的循环将一些有害物质消耗分解。其中森林生态系统所具有的功能最多,特别是森林土壤十分疏松,具有多孔结构,成为自然界涵养水源的主要场所,对于改善水质以及防止土壤流失等问题有很大的改善作用。但是由于各地区存在的植被类型不同、生物化学循环水平也不尽相同,使得不同森林的土壤组成也不相同,这些差异直接影响了水源林的水源涵贮能力。因此不同地区的涵养能力要进行具体的测定。
一、宾阳的地点概况的研究
(一)地理位置
宾阳县的地势南高北低,三面环山,中部为不闭合盆地。其海拔高度在100-200m之间,虽然有的地方有丘陵,但是其海拔与平均海拔不会相差超过10m。该地区多山,其坡度在15-40度之间。且该地区处于低纬度地带,受到海洋暖湿气流的影响,常年高温多雨,属于热带季风气候,因此宾阳的雨水资源十分充沛。
(二)土地资源
宾阳县总面积为2314平方公里,其中有林面积占7.03万公顷。其土地资源十分丰富,主要有平原、丘陵、台地和山地四种类型。共有六个土壤类型,即水稻土类、砖红性红壤土类、黄壤土类、石灰岩土类、紫色土类以及冲击土类。
(三)水资源情况
宾阳县水资源有地表水和地下水两部分。县内没有大河巨川,但是河溪纵横,流量丰富。水资源的储备在我国属于比较充沛的地区。
二、材料与方法
(一)野外调查及取样
在现有的资料以及路线调查基础上,根据海拔的变化、植被类型的分布以及地势地形的差异选定10个具有代表性的土壤进行土壤剖面,对剖面土壤进行颜色和层次的观察。每个土壤剖面按照每20cm进行划分一个间隔,可以划分5到7个层次,并且将所取土壤中间的部分用环刀取样带回实验室进行进一步分析。
(二)土壤样品分析方法
森林土壤的水分和物理性质的测定采用GB7835-87环刀法;土壤机械组成以及地质的测定采用GB7845-87比重计法。
(三)数据统计的方法
土壤剖面、植被类型以及相关植被类型的各项指标平均值(C)是指在0至100cm的深度内第n层的容重、土壤厚度以及指标值的加权平均数。
(四)森林土壤蓄水能力以及排水能力的计算
一般情况下,森林具体的蓄水能力需要用需水量来表示,即:
S=10000hp
如果忽略森林土壤水分的蒸腾和蒸发耗水现象导致的水分流失,那么可以用该公式计算:
排水能力=最大持水量-最小持水量
三、结果与分析
(一)调查林区的土壤类型
针对现场勘察的记录数据、环刀切下的土壤样式形态、物理化学性质以及结合宾阳当地气候和森林植被情况的综合分析,该地区的土壤类型主要有以下四种。
1、山地红壤
该类型土壤一般呈现棕色或者红棕色,并且有褐灰色半风化母质的存在,其质地比较黏,密度较大,并且土体的剖面发育相对完整。
2、灌丛草甸土
该类型土壤一般成灰褐色,并且土壤中往往夹有明显的枯枝落叶以及草根盘结的草垫层,土体剖面也比较完整。
3、赤红壤
该类型土壤绝大多数呈淡红棕色,其中含有的颗粒比较多,因此该类型的土壤空隙比较大。其成土母质为易风化的花岗岩,风化层往往比其他的母质风化层更深厚。土壤的剖面发育的比较完整,且土壤大多呈酸性甚至强酸性。
4、山地黄壤
该土壤大多呈现灰褐色或灰黄色或两种颜色之间的颜色,其成土母质是花岗岩在分化过程中的残积物,因此该类型土壤的质地相对粗糙,大多为砂壤土。与其他三种土壤类型一样,其土体剖面发育也比较完整。
(二)、土壤机械组成以及质地
在区分完土壤类型以后,结合周围植被的相关情况采挖各植被类型的土壤剖面,并且分成五层挖取土壤,深度为0至100cm,对其进行土壤所含颗粒分析。各种颗粒的粒径分别为:砂粒2.0-0.05mm;粉粒0.05-0.002mm;黏粒粒径不超过0.002mm。结合各种粒径以及地理环境分析可以得出:随着海拔高度的升高,土壤的砂粒含量不断增加。在海拔较低的位置一般都是黏壤土或者黏土,其含水量较大并且密度也比较大;中间高度的土壤一般为粉砂壤土或者壤土,土壤颗粒直径略有增加;而海拔较高的位置土壤结构则较为疏松,山顶土壤的石粒也比较多。
(三)土壤赤水特性以及水源涵养能力
保持河流水文的稳定是森林水源涵养以及水土保持功能中很重要的方面,换句话说就是能够及时自发的对洪水流量进行必要的消减并对枯水流量进行适当的补充。林地涵养水源以及调节地表径流的作用主要表现在两点,即对洪峰流量的调节以及滞后洪峰两方面,这主要取决于土壤质地和孔隙结构,孔隙度的大小和性质也起到了十分重要的影响作用。土壤毛细管的孔隙所贮藏的水分不能直接补给到地下水或者是江河,只能通过植物的根茎吸收或者通过蒸发形式变成水蒸气,重新回到大气层。为非毛细管孔隙不仅能为其提供暂时的水分贮存空间,而且还起到调节洪水量以及有效蓄洪的作用。
土壤的排水能力则反映在大雨过后,土壤可以快速的吸收地表水分,并且经过土壤的空隙以及土壤的非毛细管孔隙渗漏到地下水层或者通过侧向径流和地下径流缓慢流向溪流。土壤的该能力在枯水期和旱期起到了重要的作用,防止因为蒸发等原因江河湖的水位急剧下降,为江河湖的水源提供了保障,这也体现了水源林作用的最高境界。
另外,海拔高度的变化对蓄水能力的影响也很大。虽然土壤的最大和最小持水量不会发生过于明显的变化,但是在海拔超过1200m以后,其蓄水能力和海拔高度将呈反比,在400至1100m之间土壤的蓄水能力与海拔高度成正比。但是如果海拔过低,其土壤多为黏壤土或黏土,空隙过小,水流无法通过孔隙在短时间内排到地下水,一次蓄水能力很差。
四、结语
水是生命之源,一点一滴都关系到人类的生存与发展,在中国这样一个水资源堪忧的国家,水资源的利用和保护更是急需解决的重大问题。宾阳整体海拔比较低,因此土壤的蓄水能力相对较差。因此要致力于改变土壤结构以及土壤状态,保护森林土壤不受破坏,以最快的速度提高宾阳的水源林土壤水源涵养能力。
参考文献:
[1]王彦辉,金文,于澎涛.2003.我国与森立植被和水资源有关的环境问题及研究趋势[J].林业科学研究,16(6):739-74.
篇7
1 苗圃土壤供肥特性
土壤供肥特性是由土壤类型和土壤物理性质决定的,供肥特性是通过有效养分释放的强度和数量来影响苗木生长发育的。一般苗圃土壤供肥特性分为4个类型。
第一类型:以壤质草甸土为例,有机质含量高,表层有机质7%~10%,质地均一,土壤能气透水好,有利于微生物活动,如带岭中心苗圃鹤北四方山苗圃。
第二类型:以少质草甸土为例,土壤中砂粒含量达50%以上,排水好,通气好,增温快,养分释放快,这种类型的土壤应该增施有机肥料,改善土壤结构。采用多种措施提高土壤肥力,苗木生长期应追肥。
第三类型:以粘壤质白浆土为例,质地偏粘,排水不良,通透性差,这类土壤应增施热性有机肥如马粪为主的有机肥,并适当掺沙、增施草灰。如元宝册林场苗圃,多年来增施草炭等有机肥料,改良土壤不良的性质,提高土壤肥力。
第四类型:以沼泽土为例,这类苗圃土壤有机质均在10%以上,有的高达20%;速效性磷含量低,应增施磷肥,如和平林场均属这个类型。
2 合理耕作
耕作措施是育苗的重要环节,合理耕作能改良土壤理化性质。合理耕化可增大土壤孔隙度,增强土壤通气性,有利于根系呼吸和养分吸收。土壤中空气增多,还易于提高地温,减少昼夜温差,促进土壤微生物活力,加快有机物质分解。合理耕作还能改良土壤结构,加强土壤的透水性和蓄水保墒能力,在一定程度上还能消灭杂草和病虫害。
耕作包括整地和中耕。整地的目的在于改良土壤结构,提高土壤肥力,保持水分,消灭杂草和病虫害,以利于苗木生长。苗圃整地最好在秋季进行耕和耙,也可秋季起苗后随即耕耙。如必须春季整地,宜在土壤化冻够一定深度时方可耕地,以利保墒,整地深度在20厘米左右,如育大苗可适当深些。为了使土壤结构良好,整地时土壤湿度至关重要。当土壤凝聚性、可塑性、粘着性小时,整地效果好。当土壤含水量为饱和含水量的50%~60%时,耕地阻力最小、效率最高、质量最好。如土壤坚硬或耙后还有多数土块且打不碎,可浇水1次,待表层土干燥而底层土潮润时再耕;如土壤过湿耕地后易成土坯易破坏土壤的物理性质,因此土壤过湿时不宜整地。苗圃地耕后要耙透搂细,不应有大的土块,要消除草根、石块。
中耕要选择最佳耕作时间,土壤湿度过大时,会破坏土壤结构,耕作后的土壤的空隙度、渗透度和通气状况都明显恶化,对苗木生长构成不良影响。一般作为土壤含水量超过凋萎含水量,并低于田间持水量的70%时,最适合耕作。重壤土不超过37%,轻壤土不超过30%,沙壤土不超过22%,土壤过湿严禁耕作。
3 休闲轮作
休闲是恢复苗圃地力的有效方法。苗圃地经过一定年限培育苗木后,土壤肥力会减退。最好的解决办法是每出圃l茬苗木,圃地休闲1年或轮作。休闲时将土地闲置,待雨季将地上杂草翻压在水中,任其腐烂以作肥料。翻压时间过早,翻耙后还会生长杂草,时间过晚,杂草种子成熟,易造成第2年苗圃荒芜。
轮作是在苗木出圃后,种植1年农作物或培育与前茬苗木不同种类苗木。农作物一般以种植黄豆、绿豆等豆科作物为好。秋季作物收获后,结合施基肥进行耕耙,整平耙细,第2年春季进行育苗生产。苗木换茬一般有针叶树种与阔叶树种交替、深根树种与浅根树种交替、培育小苗与培育大苗交替等形式。
4 覆盖地膜
通过覆盖地膜的办法,可提高土壤温度,同时又保持土壤中一定的湿度。从而有利于增强土壤中微生物活动的能力,以此提高全量养分的释放强度,提高速效养分含量,促进苗木生长。在育苗过程中用地、养地和护地的最有效手段是增加土壤有机肥料。提高土壤的有机质含量,对提高地温,保持良好的土壤结构,调节土壤的供肥、供水能力均起着重要作用。土壤施入一定量有机肥后,为微生物生长繁殖创造了有利条件,还可以通过分解和生化作用,形成腐殖质、果胶和多糖等有机胶体结构,这些胶凝物和土壤复合形成大小不等、形状不同的团聚体和团粒结构。
5 施用有机肥
施有机肥的方法主要有基肥、追肥、种植绿肥。
基肥包括草炭、厩肥、堆肥等,基肥必须腐熟,应在整地前将肥料撒均匀,然后结合整地翻耙到土壤中。育苗前应施足基肥,根据苗圃土壤情况和培育苗木的类别不同,确定施肥量,一般为每公顷66.6~133.3吨。
篇8
关键词:城市土壤;碳储量;估算方法
中图分类号 S153.6 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)01-0069-03
Abstract:The urban,as the main gathering place for human activities nowadays,takes an important role in carbon cycling.Nowadays,with the exacerbating of global climate change,the urban soil carbon pool is given a new connotation,and was widely concerned.This thesis summarizes several main methods of estimating the carbon storage,such as soil type method,model method,life zone method and GIS estimation method,etc.In addition,the thesis analyzed the merits and demerits of each method in order to reduce or avoid the mistakes caused by the improper research methods in the process of estimating carbon storage of the soil.
Key words:Urban soils;Carbon storage;Estimation method
1 引言
地生态系统碳循环及碳平衡对土地利用/覆被变化(LUCC)的响应是当前全球变化和碳平衡研究的重点内容[1-2]。人口增长压力导致的LUCC正深刻影响着生态系统地上和地下的碳储量[3],已经成为改变陆地生态系统碳库的主要驱动因素,对人类的生存环境和社会经济的可持续发展产生着重要的影响[4-5]。由于人口的高度集中和经济活动频繁,快速发展过程中的城市用地在迅速扩张。城市用地的改变深刻影响着城市土壤的理化性质,使得土壤既可能成为碳汇,也可能成为碳源[6]。章明奎等的研究表明,城市土壤碳具有明显的积累并具较大的空间变异性,城区土壤的平均有机碳贮量远高于远郊区土壤,且城市土壤有机碳较为稳定[7]。Pouyat的研究发现随着相邻的土地利用类型的城市化,城市的土壤碳储量将受到强烈影响[8]。研究表明,大约60%~70%已损耗的碳,可通过采取合理的土地利用和管理方式被重新固定[9]。因此,精确估算城市生态系统土壤碳储量,准确评价其对土地利用/覆被变化的响应,是制定合理的土地政策,增加陆地碳汇量的基础[10]。
2 城市土壤碳储量估算主要方法
目前研究城市土壤碳储量的方法主要有土壤类型法、模型法、生命地带法、GIS估算法等,由于受到资料收集、空间差异、科学技术等差异性因素影响,每种方法各有利弊。
2.1 土壤类型法 土壤类型法是通过实验获得土壤剖面数据,从而估算土壤碳含量,再根据区域或国家尺度的土壤图上的各土壤类型面积计算得到土壤碳储量[11]。学者史利江等采用土壤类型法,根据上海第二次土壤普查资料,研究了上海市土壤有机碳储量、碳密度及其空间分布格局,结果表明,上海地区0~100cm深度的土壤有机碳总储量及平均土壤有机碳密度分别为5.76×107t和10.55kg/m2,相对全国平均水平较高,表现为较强的碳蓄积能力[12];陈曦以广西第二次土壤普查的土壤剖面数据为基础,结合广西1:50万的土壤图以及行政区划图,计算得到各城市表层土壤有机碳库储量为6.42×1011kg,而有机碳密度均值为3.33kg/m2,低于全国平均值[13]。实际研究中,根据不同研究区域的地形地貌条件,学者们采用的土地分类方法也不尽相同,如许文强等基于网格的土壤类型法,估算干旱区典型的三工河流域城市土壤碳储量为14.35GT,平均碳密度为6.70kg/m2[14];刘为华采用扇形网格方法,将城市宏观大尺度和土壤样地小尺度数据加以整合,得到研究区绿地土壤0~30cm土层的碳密度和碳储量分别为25.807kg/m2和3 589 968.57t,30~60cm土层土壤碳密度和碳储量分别为28.129kg/m2和3 106 810.18t[15]。
综合来说,土壤类型法的优点在于:可以利用如世界土壤图、国家土壤图等统一的估算体系,方便各学者将研究结果进行归总和比对,其缺点在于统一的估算系统较于笼统简化,在计算结果的精度上可能存在较大差异。
2.2 模型方法 模型方法是根据各种土壤碳循环模型估算土壤碳蓄积量的方法,这种方法可以综合考虑决定进入土壤的碳数量和质量,以及决定土壤碳分解速率的各种因子,从而估算土壤有机碳储量,并能根据大量实测数据和气候变化模拟数据,预测不同情况下的土壤碳蓄积量动态变化趋势,探讨土壤碳蓄积和固定潜力,分析气候变化对土壤碳蓄积的不同综合影响[16]。1991年Jenkinson使用了Lausanne模型计算了从土壤有机质中释放的二氧化碳排放量,估算出土壤有机质在未来60a将有61×1015G[17];李克让应用生物地球化学模型及生物物理子模型、植物生长子模型、土壤子模型3个包含关系的子模型,估算出中国陆地生态系统土壤总碳储量为82.65Gt,平均土壤碳密度为9.17kg/m2[18]。
根据不同的研究目的,国内外已经开发了多种土壤碳循环的模型,不仅能够适用于各种要求的研究,也能够解决尺度转换的问题,但是土壤碳循环模型在开发和计算上都较为复杂困难,需要大量的模拟运算,不仅对技术手段有较高要求,而且需要大量的观测数据。
2.3 生命地带法 生命地带法是根据生命地带类型的土壤有机碳密度乘以该类型分布面积来计算土壤有机碳蓄积量的方法。最为经典的是Post基于Holdridge生命带模型,搜集了2 696个土壤土层数据资料,估算出全球1m土层有机碳库为1 395Gt[19]。该方法不仅能够计算出总的土壤有机碳储量,还能够了解不同生命地带类型的土壤有机碳储量,而且每个生命地带类型还能够包括不同的土壤类型,使得分布范围更加广泛。该方法的缺点是数据的来源过于广泛,可靠性不足,容易造成计算结果有较大的差异性。
2.4 GIS估算法 GIS估算法是先数字化参加计算的土壤图,确立以土属为单位的空间数据库,然后计算各土壤土属各个土层的有机质质量分数,接着选取该土属内所有土种的典型土壤剖面,按照土壤发生层分别采集土壤有机质质量分数、土层厚度和容重等数据,计算出每个土层的土壤有机质平均质量分数和土层平均深度及其平均容重等,最后建立土壤有机质的属性数据库,再利用GIS的空间分析功能计算出各类土壤的有机碳储量[20]。已有研究中,吴志峰以广州市为研究区,基于广东省第2次土壤普查数据和2000年ETM+遥感数据,计算出广州市0~20cm和0~100cm土壤有机碳储量分别为2.16×107t,为6.40×107t,土壤有机碳平均密度分别为32.06t・hm-2,94.91t・hm-2[21]。许乃政基于1∶250000多目标地球化学调查数据,利用RS遥感影像和GIS统计技术,计算出1980―2005年间上海城区表层土壤有机碳密度为(3.926±1.381)kg.m-2,其均值是郊区的1.049倍,是乡村地区的1.255倍,呈现出城市-郊区-乡村空间梯度演替特性[22]。相对于人工野外调查、数理统计分析的方法,遥感技术支持下的GIS 估算法具有精高度、时相统一、效率高、调查全面等特点,并且能够解决前者因为费时费力调查结果精度不高、不可靠的弊端。
3 结语
本文着重介绍了几种国内外通用的城市土壤碳α抗浪惴椒ǎ每种方法都有其优点和局限性。由于土壤分类系统、采样方法、计算方法、参数估计方法存在一定的差异性,导致目前土壤碳储量的估算值相差较大。今后还需要学者的继续深入探索,综合各种方法,融合多学科技术,不断提高研究的精准性与科学性。
参考文献
[1]SAMPSON R N,APPS M,BROWN S,et al.Terrestrial biosphere carbon fluxes quantification of sinks and sources of CO2[J].Water,Air,and Soil Pollution,1993,70:3-15.
[2]王绍强,陈育峰.陆地表层碳循环模型研究及其趋势[J].地理科学进展,1998,17(4):64-72.
[3]Houghton R A.Revised estimates of the annual net flux of carbon to the atmosphere from changes in land use and land management 1850-2000 [J].Tellus Series B-Chemical and Physical Meteorology,2003,55(2):378-390.
[4]Li Z,Zhao anic carbon content and distribution in soil under different land use in tropical and subtropical China[J].Plant Soil,2001,231:175-185.
[5]Solomon A M,et al.The interaction of climate and land use in future terrestrial carbon storage and release[J].Water,Air,Soil Pollut,1993,70:595-614.
[6]吴建国,张小全,徐德应.土地利用变化对生态系统碳汇功能影响的综合评价[J].中国工程科学,2003,5(9):65-77.
[7]章明奎,周翠.杭州市城市土壤有机碳的积累和特性[J].土壤通报,2006,37(1):19~21.
[8]Pouyat R.,Groffillan P,Yesilonis L,et al.Sole carbon pools and fluxes in urban ecosystem[J].Environment pollution.2002,116:107-118.
[9]Lal R.Soil carbon dynamics in cropland and rangeland[J].Environmental Pollution,2002,116:353-362.
[0]Robin W,Murray S,Rohweder M.Plot analysis of global ecosystem:grassland ecosystems[J].Washington D.C:World Resource Institute,2000,49-53.
[11]Eswaran H,Vander Berg E,Reich anic carbon in soils of the world[J].Soil Sci.Soc.Am.J,1993,57 :192-194 .
[2]史利江,郑丽波,罗张卫国,等.上海土壤有机碳储量及其空间分布特征[J].长江流域资源与环境,2010,19(12):1442-1446.
[3]陈曦.广西土壤有机碳储量估算及与全国部分省区的比较研究[J]地理科学,2014,34(10):1247-1253.
[14]许文强,陈曦,罗格平,等.干旱区三工河流域土壤有机碳储量及空间分布特征[J].自然资源学报,2009,24(10):1740-1747.
[5]刘为华.上海城市绿地土壤碳储量格局与理化性质研究[D].华东师范大学,2009.
[6]邵月红,潘剑君,许信旺,等.浅谈土壤有机碳密度及储量的估算方法[J].土壤通报,2006,37(5):1007-1011.
[7]Parton WJ,Rasmussen PE.1994.Long-term effects of crop management in wheat/fallow Ⅱ.Century model simulations.Soil Sci Soc Am J,58:530-536.
[8]李克让,王绍强,曹明奎.中国植被和土壤碳贮量[J].中国科学,2003,33(1):72-80.
[9]Postw M,Emanuelw R, Zinke PJ,et al.Soil carbon pools and world life zones[J].Nature,1982,298 (8):156-159.
[20]吴瑾,吴克宁,赵华甫,等.土壤有机碳储量估算方法及土地利用调控措施研究进展[J].中国土地科学,2010,24(10):18-24.
[2]吴志峰,黄银华,姜春.广州市土壤与植被碳蓄积及其空间格局分析[J].广州大学学报(自然科学版),2014,13(3):73-79.
篇9
森林土壤学是研究土壤特性及其管理的应用基础学科。林业要发展,林地生产力要提高,很重要一点就是以森林土壤学为指导,根据土壤特性与林木生长关系,在生产中采用适宜的技术。现就造林、森林经营及林区上应用土壤的实践作一简述。
1.森林土壤的作用
森林土壤是发展林业生产的物质基础,林木生物积累所需的水分、养分、光、热和空气除部分来自大气外,水分、养分和一部分氧气都要依赖森林土壤的补给,并依靠它的基础支撑,使林木挺立于大地进行多种生命活动[1]。肥力是森林土壤的重要特性,它是决定森林生产力的主要因素,是土壤物理、化学和生物性质的综合反映。土壤肥力的高低取决于其中养分、水分、空气和温度,即水、肥、气、热四者的协调状况。因此,森林土壤肥力水平既受到成土条件的制约,也可以通过人为管理措施加以调控。森林土壤作为一种自然资源,不但是现有森林植物及其他物种的繁衍基地,而且还使之有再生的功能。林木及森林中的多种资源,在采集利用后,及时采取更新恢复措施,并保持良好的地力,就能够继续保证森林植物的后续生长,实现森林土壤的可持续利用。
2.与林木生长密切相关的森林土壤属性
2.1土壤质地
质地是由大小不同的土粒以各种比例组合而成。根据各种土粒级百分比,土壤质地划分为砂土、砂壤土、壤土和黏土。质地在化验室用比重计法或吸管法测定,在野外用手感法也能确定。森林土壤质地影响土壤有效水含量、养分含量和土壤保水保肥性能和通气性、透水性及温度变化,因而质地与林木生长关系密切。
2.2土层厚度
土层厚度是指可供林木根系生长活动的土体厚度。它关系到土壤中水分、空气的容积及林木所需养分贮量,也影响根系伸展及林木抗风倒性能。土层厚度在山区尤为重要,由于山地森林土壤中石质多、土层薄,因此土层厚度是宜林地选择的主要因素。在调查研究中土层厚度划分以a层、b层厚度总和为准,30cm以下为薄土层,31~60cm为中土层,60cm以上为厚土层。山地土壤厚度与地形部位及母质类型有关,一般坡下部堆积母质上形成的土壤厚度较大,山脊山顶或坡上部残积母质上形成的土壤土层较浅薄,由于具有这种分布规律,在造林地选择或立地类型图绘制中可以地形部位作为土层厚度的参考依据,并辅以实测为佐证。
2.3腐殖层厚度
土壤腐殖质是有机质经过微生物深刻作用后形成具有多功能团的、含氮的、酸性的高分子有机化合物,即胡敏酸、富里酸。通常用胡敏酸与富里酸比值(ha/fa)评价腐殖质质量。通常草甸上ha/fa比值大于1.0。阔叶林土壤ha/fa比值为0.5~1.0;针叶林土壤ha/fa比值小于0.5。腐殖质在森林土壤肥力上具有多功能,它是林木营养物质的主要源泉,土壤中大部分氮、磷、钾等养分存贮在腐殖质中,通过逐渐释放而为森林植物吸收利用,成为稳定的长效肥源。由于腐殖质的多功能性,在森林土壤调查中人们都非常重视腐殖质的调查研究,通常以腐殖质含量和厚薄来确定土壤的利用途径。腐殖质质龄一般用腐殖质层(a层)及其亚层的厚度、颜色衡量,颜色愈暗,厚度愈大,则腐殖质质量愈高。a层厚度在10cm以下。灰褐色土壤为少腐殖质;a层厚10~20cm,暗灰褐色土壤为中腐殖质;a层厚度在20cm以上,黑褐色土壤为多腐殖质。不同地区、不同森林土壤类型的腐殖质含量有很大差别,腐殖质在森林土壤培肥中具有重要作用。
2.4土壤水分
土壤水分状况(土壤湿度)影响到物理、化学和生物过程,对林木生长有显著制约作用。水分在土壤中受到各种作用力的影响,分为重力水、毛管水、吸湿水和膜状水。重力水受重力作用影响极易渗漏或流失,甚少为林木利用。吸湿水和膜状水受土壤颗粒的强烈吸附,也难于为林木吸收。毛管水可长时间在土壤孔隙中滞留,能为根系充分吸收,是林木利用的主要水分类型。
2.5土壤养分
土壤养分是构成林木生物量的基本物质,在林木生命活动中不可缺少的营养元素有20种左右。碳、氢、氧等元素自于空气和水中,其他养分元素都依靠土壤补给。氮、磷、钾、钙、镁、铁等在林木器官中含量多,土壤中含量也较丰富,通称为常量元素。硫、锰、铜、锌、硼等在林木及上壤中含量均少,通称为微量元素。林木各种器官含氮量为0.1%~0.3%,缺氮量时其根、茎、叶生长均受到抑制。人工林常见缺少氮、磷而生长受挫,因此林地施肥成为速生丰产林培育的必要技术措施。
2.6土壤酸碱性
土壤酸碱性由土壤溶液中氢离子与氢氧根离子二者相对数量决定的。一般用氢离子浓度来反映土壤酸碱性,并用ph值表示。当ph值=7时为中性,ph值<7时为酸性,ph值> 7时为碱性。土壤水溶液ph值一般为4~9,但因土壤类型不同而异。山地土壤类型多为酸性,平原土壤为中性或碱性,森林土壤除少数类型外多为酸性。土壤ph值还可通过微生物影响有机物的分解和固氮作用的强度。此外,土壤酸碱度还会影响土壤营养元素的化学形态、溶解度及土壤保持养分的性能。
3.森林土壤在林业发展中的应用
3.1在造林中的应用
在绿化造林和速生丰产林培育中,从树种和造林地选择(适地适树)、造林前整地方式、幼林抚育乃至成林后的施肥灌水,都需根据土壤的特性采取相应措施。立地类型是造林设计中落实技术措施的基本单元,无论山区或是平原都根据土壤某些属性如土层厚度、腐殖质层厚度、土壤质地等择其要者作为立地类型划分的主要因子。在造林中树种选择是关键环节,本着适地适树的原则,选择生态特性与土壤条件相适应的树种,以获取最大效益。江南地区杉木是主要造林树种,但它在肥沃湿润的土壤上才会有达到高产。北方平原造林树种有杨树、刺槐,但它们生态特性各异。杨树好水肥,并能充分发挥其速生优势;刺槐抗逆性强。因此,在水肥条件好的土壤上栽植杨树更为合适。造林前整地可以改善土壤透水性与通气性,易于幼树根系扩展,有利于成活与生长,是一项重要的造林措施,但各地要因地制宜。营造速生丰产林养分耗用多,林地又多贫瘠,应根据土壤养分含量及树木生长需求,适时施用化肥。
3.2在森林经营中的应用
篇10
[关键词] 耕地;土壤养分;培肥对策
辽阳县的地理坐标为东经122°35′04″~123°41′00″;北纬40°42′19″~41°36′32″。东西跨经度1°05′56″:南北纵占纬度0°54′13″年平均气温7.3℃,无霜期123~168d。母质类型和土壤类型多样,成土母质大体分为五种,即残积母质、坡积母质、坡洪积母质、黄土状母质和河流淤积母质。土壤类型及占比例分别为:棕壤占耕地面积51.5%,草甸土占耕地面积31.5%,水稻土占耕地面15.2%,白浆土占耕地面积1.4%,沼泽土占耕地面积0.4%。
一、土壤样品的采集与检测方法
按照桓仁县地形地貌、土壤类型、和耕作制度,执行《辽宁省测土配方施肥技术规范》的要求,选出有代表性的并能充分反映土壤特性的农田进行采样,土样代表的土壤类型主要是水稻土、草甸土、棕壤土、白浆土、沼泽土。土壤样品的测试方法按照中华人民共和国国家标准进行检测,土壤有机质、大量营养元素的评价按照《第二次全国土壤普查技术规程》进行。
二、检测结果与分析
1.土壤有机质含量现状及分析
目前辽阳县耕地土壤有机质平均含量为3.34%,与1982年土壤第二次普查检测结果3.41%相比,减少了0.07%,整体上仍属于稍丰水平。辽阳县自然生态环境优越,植被生长繁茂,高温多雨同季,形成土壤有机质较丰富,但随着耕作制度的改革和作物产量的提高,出现了掠夺性的生产,农民不注重施用有机肥,只增施化肥,使得部分土壤板结有机质含量下降,影响了农业的持续发展。
2.土壤全氮含量现状及分析
目前辽阳县耕地土壤全氮平均含量为0.1631%,与1982年第二次土壤普查检测结果0.1560%相比,增加0.007%,属于稍丰水平。说明这些年桓仁县对土壤氮素的投入速度比农作物从土壤中索取速度快,在以后的施肥中应注意氮肥的合理使用。
3.土壤速效磷含量现状及分析
目前辽阳县耕地土壤速效磷平均含量为34.3㎎/㎏,与第二次土壤普查检测结果9㎎/㎏相比,增加25.3㎎/㎏,属稍丰水平。从第二次土壤普查结果看,桓仁县耕地土壤属缺磷地区,经过20年的努力,注重增施磷肥,目前桓仁县土壤速效磷含量有极显著的提高。
4.土壤速效钾含量现状及分析
目前辽阳县耕地土壤速效钾平均含量为89㎎/㎏,与第二次土壤普查检测结果74㎎/㎏相比,增加15㎎/㎏,仍属稍缺水平。尽管多年来已经注重使用钾肥,但是耕地土壤中速效钾含量提高不多,是影响许多作物产量的重要因素。
三、土壤培肥对策
1.增施农家肥和有机肥
农家肥和有机肥是土壤有机质的主要补充来源,土壤有机质不但能肥沃土壤,还能保水保肥,为作物提供良好的生长环境,提高作物产量和品质。
2.秸秆还田
秸秆和根茬还田是改善农田生态环境,发展持续农业、旱作农业的重要措施,是节本增效、发展质量效益型农业的重要环节,也是促进绿色食品发展的有效手段。秸秆还田的方法是:一是翻压还田。二是碎秆还田。三是易地还田。四是堆腐还田。五是秸秆机械化还田。