泰山黃前流域典型森林植被土壤化學(xué)性質(zhì)研究

李 錕 高翠玲 王慶華

（菏澤黃河河務(wù)局牡丹黃河河務(wù)局 山東 菏澤 274000）

0 前言

森林植被類(lèi)型是影響土壤化學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì)的主要因素，以往的研究表明，不同的森林植被類(lèi)型，其土壤化學(xué)性質(zhì)存在一定的差異性。 本文在對(duì)不同林分土壤化學(xué)性質(zhì)比較的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)比較不同森林植被土壤化學(xué)性質(zhì)的變異性,對(duì)該區(qū)不同森林土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)為城市水源地高效節(jié)水及靜水型植被的選擇提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本文共選取7 種森林植被類(lèi)型進(jìn)行試驗(yàn)研究，7 種林分類(lèi)型分別為：側(cè)柏，赤松，荒草坡，麻櫟，板栗，赤松五角楓混交林陰陽(yáng)坡。

1.2 土壤樣品的采集與制備和保存

在所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，按對(duì)角線隨機(jī)選5 個(gè)樣點(diǎn)，挖取0～20cm 層土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室，將同一標(biāo)準(zhǔn)地不同樣點(diǎn)的樣品經(jīng)混合供分析。

從野外取回的土樣，經(jīng)登記編號(hào)后，都需要經(jīng)過(guò)一個(gè)制備過(guò)程——風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混均、裝瓶，以備各項(xiàng)測(cè)定之用。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤全氮量的測(cè)定

土壤全氮測(cè)定采用半微量開(kāi)氏法（凱氏定氮法）。

1.3.2 土壤全磷的測(cè)定

全磷用酸溶-鉬銻抗比色法。

1.3.3 土壤速效磷的測(cè)定

速效磷采用的碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法。

1.3.4 土壤全鉀的測(cè)定

采用NaOH 熔融、火焰光度法。

1.3.5 土壤速效鉀的測(cè)定

NH4OAC 浸提，火焰光度法。

1.3.6 鈣鎂的測(cè)定

鈣鎂用EDTA 容量法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤氮素含量分析

土壤中的氮絕大數(shù)是儲(chǔ)藏在土壤有機(jī)質(zhì)中的有機(jī)態(tài)含氮化合物。 在土壤剖面上，土壤中全氮與硝態(tài)氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸減少，土壤中的全氮與硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)一致的趨勢(shì)。 這主要?dú)w結(jié)于土壤表層生物量富集和生物作用強(qiáng)烈的緣故。 大氣降水給土壤帶來(lái)的氮素只占全量的很小部分，土壤母質(zhì)含量也很小，土壤中的氮素絕大部分是儲(chǔ)藏在土壤有機(jī)質(zhì)的有機(jī)態(tài)化合物。

土壤全氮的含量表現(xiàn)為：側(cè)柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞荒草坡＞麻櫟林＞赤松林＞板栗林，土壤全氮為側(cè)柏林含量最多而板栗林含量最小。 豐富的枯枝落葉可補(bǔ)充土壤養(yǎng)分的耗竭。 側(cè)柏林、赤松五角楓混交林陰坡隨著土層厚度的增加含量的變化較明顯，而赤松與板栗林變化較少。 板栗林由于人為的因素如施肥、翻耕及管理措施等勞作使表層土的全氮含量較為均勻。 在土壤剖面上， 土壤中氨態(tài)氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸增加，氨態(tài)氮的含量表現(xiàn)為：赤松五角楓混交林陰坡＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞側(cè)柏林＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞麻櫟林，不同林分下的氨態(tài)氮的含量較為平均， 含量相差不是很多；硝態(tài)氮的含量順序?yàn)椋簜?cè)柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞麻櫟林。側(cè)柏林的硝態(tài)氮含量最高。 我國(guó)森林土壤研究一般測(cè)中速效氮的研究，氨態(tài)氨和硝態(tài)氮的研究較少。

土壤有機(jī)氮含量體現(xiàn)了土壤中可供植物吸收的氮素供應(yīng)水平。 其高低取決于土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量和有機(jī)質(zhì)的分解速度。 氨態(tài)氮和硝態(tài)氮在土壤中的轉(zhuǎn)化和移動(dòng)具有明顯區(qū)別。 土壤中氨態(tài)氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸增大，而硝態(tài)氮與此相反。

2.2 土壤磷素含量分析

土壤中的磷可分為無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷兩類(lèi)。 有機(jī)磷是植物磷素養(yǎng)分的重要來(lái)源，存在于土壤有機(jī)質(zhì)中，磷的含量與有機(jī)質(zhì)含量呈一定的正相關(guān)， 土壤速效磷含量是衡量磷素供應(yīng)的較好指標(biāo)，主要受土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響。 隨著有機(jī)質(zhì)的分解，有機(jī)磷可逐步轉(zhuǎn)化成速效磷供植物吸收利用。 同時(shí)，在土壤有機(jī)質(zhì)和微生物參與下的還原作用， 也可以使磷酸高鐵還原而釋放出磷全磷的含量表現(xiàn)為： 赤松五角楓混交林陰坡＞麻櫟林＞板栗林＞荒草坡＞赤松林＞側(cè)柏林＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡，總體水平差異不顯著；而速效磷的含量表現(xiàn)為：側(cè)柏林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞麻櫟林＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞板栗林＞赤松林。

側(cè)柏林遠(yuǎn)大于其它林分中土壤的速效磷含量。 土壤全磷中只有速效磷能被植物直接吸收利用， 該變化趨勢(shì)不是很明顯，也缺乏順次遞增的規(guī)律。 這可能與森林植物對(duì)磷的吸收和富集有關(guān)， 也可能與磷形態(tài)轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換潛能的復(fù)雜性有關(guān)。 側(cè)柏林地的速效磷含量最大，且與其它林地差異顯著。 土壤中全磷含量以及速效磷含量在縱斷面上有向下減少的趨勢(shì)，但是也有例外。 荒草坡中全氮和速效氮的含量隨著土層厚度的增加而增加。 這可能跟荒草坡地表裸露，沒(méi)有枯枝落葉層有關(guān)系； 而板栗林的全氮也呈這種趨勢(shì)是由于人為施肥耕作的結(jié)果。 土壤中磷含量的變化規(guī)律與氮基本一致。

2.3 土壤鉀素含量分析

土壤全鉀量（K2O）能反映土壤鉀素的潛在供應(yīng)能力。 土壤速效鉀則是土壤全鉀的現(xiàn)實(shí)供應(yīng)指標(biāo)。 土壤中的全鉀含量為： 赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞麻櫟林＞赤松林＞板栗林＞側(cè)柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞荒草坡； 速效鉀的含量表現(xiàn)為： 板栗林＞側(cè)柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞荒草坡＞麻櫟林＞赤松林＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞板栗林。

速效鉀的含量在剖面上的相關(guān)性上與氮磷保持一致。 側(cè)柏林的速效鉀含量比其它林地的含量要多，側(cè)柏林每年向土壤表層提供大量的凋落物，又以豐富的根系補(bǔ)充土壤，因此增加了土壤速效K 含量。制約土壤中鉀含量變化趨勢(shì)的是植被的返還能力，在剖面上，隨著深度的加大，生物的返還影響減弱，代之的是成土母質(zhì)，成土母質(zhì)的差異導(dǎo)致了上述特點(diǎn)，而鉀的有效性一般隨pH 值得增大而增高。 土壤鉀素中絕大部分是難以利用鉀和緩效鉀，土壤全鉀量主要受母質(zhì)類(lèi)型的影響，且和土壤風(fēng)化程度成反比。 通常用速效鉀含量作為衡量土壤鉀素供應(yīng)水平的指標(biāo)。 森林對(duì)速效鉀具有正效應(yīng)。 雖然森林凋落物能歸還土壤鉀素， 但鉀在植物中移動(dòng)性強(qiáng)，凋落物含鉀量相對(duì)較低，并減少交換鉀的固定,從而增加土壤速效鉀土壤速效鉀的含量。 從變異性看，林地對(duì)土壤表層及表下層的速效K 改良效果均很顯著，板栗林則通過(guò)大量施肥來(lái)調(diào)整土壤K 素含量。

2.4 土壤中的鈣、鎂含量分析

土壤中鈣鎂的含量分別為：板栗林＞麻櫟林＞側(cè)柏林＞赤松林＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡＞荒草坡；側(cè)柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松林＞赤松五角楓混交林陽(yáng)坡。 土層土壤中鈣鎂含量豐富，表層含量明顯高于土壤的背景值。 因?yàn)橥寥赖柠}堿化最基本的表征恰就是鈣鎂在土壤表層的富集。 這種現(xiàn)象可能與土壤中水溶態(tài)和代還態(tài)鈣鎂具有隨pH 增大而降低的地球化學(xué)行為有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同森林植被下土壤化學(xué)性質(zhì)的深度不同，土壤化學(xué)特征也不同。 土壤各化學(xué)性質(zhì)在深度一般上表現(xiàn)為，表層土壤的N，P，K 大多高于下層 （全磷和速效磷中荒草坡低于下層，可能與地表破壞有關(guān)系）。 不同森林植被類(lèi)型條件下，氨態(tài)氮與全氮的含量相差不是很大，差異不明顯。

但是銨態(tài)氮是隨著土壤深度的增加含量增加，而硝態(tài)氮與此相反，這可能與母質(zhì)及林分綜合影響有關(guān)。 有機(jī)質(zhì)、微量元素和鈣鎂則有時(shí)會(huì)出現(xiàn)表層低于地表下層， 且變化不明顯，但上下變化不劇烈，這跟林地地表與地下補(bǔ)給物數(shù)量以及特定林份對(duì)土壤養(yǎng)分吸收不同有關(guān)。

3.2 土地利用方式對(duì)土壤的化學(xué)性質(zhì)有較大的景響。在本研究區(qū)中，板栗林由于施肥、灌溉等農(nóng)事活動(dòng)，氨態(tài)氮與硝態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)含量均較高；全氮、速效鉀和錳含量均較低：而且隨深度的增加土壤化學(xué)性質(zhì)變化不明顯。