色季拉山土壤養(yǎng)分空間分布特征分析

李文鳳 張靜 達(dá)娃旺杰

摘要：為了解森林土壤養(yǎng)分的空間特性，以西藏色季拉山為主要研究對象，根據(jù)野外調(diào)查采樣和室內(nèi)樣品測定分析為基礎(chǔ)，結(jié)合GIS空間插值方法分析森林土壤養(yǎng)分空間分布狀況。結(jié)果表明，色季拉山屬酸性土壤，其土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量高于全國平均值，土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷隨海拔增加而升高，速效鉀與之相反，全氮含量在山體中部較高；山體東、西坡土壤養(yǎng)分指標(biāo)差異顯著，隨海拔上升均有一定的變異規(guī)律。

關(guān)鍵詞：色季拉山；不同坡向；土壤養(yǎng)分；空間分布

中圖分類號：S714.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）14-3361-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.008

Study on Spatial Distribution of Soil Nutrients in Sejila Mountain

LI Wen-feng， ZHANG Jing， DAWA Wang-jie

（Department of Resources and Environment， Agricultural and Animal Husbandry College of Tibet University， Linzhi 860000， Tibet， China）

Abstract： In order to analyze the spatial characteristics of forest soil nutrients in Sejila mountain， based on field investigation and laboratory sample measurement，spatial distribution of forest soil nutrients was analyzed with GIS spatial interpolation methods.The results showed that， the soil of Sejila mountain was acidic，the organic matter and total nitrogen content of soil were higher than the national average，soil organic matter and available phosphorus content rised with increasing altitude，available potassium decreases with increasing altitude，total nitrogen content was higher in the middle of the mountain.The soil nutrient indicators in east and west slope were significantly different，and there were some variation regularities as altitude rised.

Key words： Sejila mountain； different slope； soil nutrients；spatial distribution

土壤是重要的生態(tài)因子，也是植物養(yǎng)分元素的主要來源，并直接關(guān)系到作物的生長狀況。土壤養(yǎng)分更是為植物提供生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素，也是評價土壤肥力的主要內(nèi)容[1，2]。土壤有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)是土壤養(yǎng)分的重要來源，其中土壤有機(jī)質(zhì)更是衡量土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)之一，在全國第二次土壤普查中，將土壤養(yǎng)分劃分為6個等級，分別根據(jù)土壤養(yǎng)分的指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行等級劃分[3]，其中有機(jī)質(zhì)含量大于4%為一級，有機(jī)質(zhì)含量小于0.6%為六級（極低）。因此，了解并分析土壤養(yǎng)分的空間分布特征，對于研究植被分布生長、植物群落組成和生態(tài)環(huán)境保護(hù)發(fā)展等都有著極其重要的作用。

森林土壤養(yǎng)分的空間分布特征和其地形、地質(zhì)因子有直接的聯(lián)系，對于林地的產(chǎn)量分析、環(huán)境保護(hù)和土地質(zhì)量評價等都十分重要[4-6]，更體現(xiàn)了不同林地生態(tài)恢復(fù)狀況和植被類型的影響。所以，了解其空間特征對于更好地實(shí)際應(yīng)用于林業(yè)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)都具有極其重要的作用。

1 研究背景及方法

1.1 研究區(qū)概況

色季拉山屬念青唐古拉山脈，位于西藏自治區(qū)林芝地區(qū)林芝縣（94°25′-94°45′E，29°35′-29°57′N），其山體海拔為2 100～5 300 m，氣候呈帶狀垂直分布，因此形成類型多樣的土壤分布[7]，且東、西坡呈對稱分布。西坡較東坡溫度稍高，但降雨量略低于東坡，隨著海拔升高，兩坡溫度接近但濕度東坡略高。

由于地形和氣候等因素，色季拉山植被類型多樣且分布明顯，自山頂?shù)缴侥_主要為高寒帶灌草、草甸，亞高山寒溫帶暗針葉林，山地溫帶暗針葉林，暖溫帶松林、針闊混交林[8]，東坡較為濕潤，植被生長較西坡茂盛。

1.2 研究內(nèi)容

本研究以色季拉山及其東、西坡為主要研究區(qū)域，在2014年5月根據(jù)不同的海拔高度，在東、西坡分別設(shè)置30 m×30 m的樣地（表1），觀察并記錄土壤剖面狀況，包括土層厚度、濕度、質(zhì)地等物理性質(zhì)，共采集52份土壤樣品，在采集時避免石礫和植物根系等雜質(zhì)，用密封袋裝好回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干過篩后進(jìn)行測定。

土壤養(yǎng)分測定[9]包括土壤有機(jī)質(zhì)、pH、土壤全氮、速效磷和速效鉀的測定。

1.3 研究方法

采用 Excel 2003、SPSS 16.0 和ArcView 3.3軟件對土壤養(yǎng)分的范圍、均值、差異和變異系數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和制圖。

2 研究結(jié)果

2.1 色季拉山土壤養(yǎng)分基本統(tǒng)計(jì)

此次采集并測定的土壤數(shù)據(jù)主要為0-20 cm的土壤樣品數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可知，色季拉山山體土壤呈酸性，其土壤養(yǎng)分指標(biāo)變化較大，主要與其山體地勢有關(guān)，隨著海拔增高，在山頂測得的土壤養(yǎng)分指標(biāo)數(shù)據(jù)較山底有較大差異。其中，土壤速效磷的變異系數(shù)較大，表明在整個山體中其含量相對較高，差異性顯著。應(yīng)用SPSS 16.0進(jìn)行K-S檢驗(yàn)，土壤有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、速效磷和速效鉀的K-S值均大于0.05，屬于正態(tài)分布。

根據(jù)中國土壤數(shù)據(jù)庫中信息可知，色季拉山土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量遠(yuǎn)高于全國平均測值（有機(jī)質(zhì)含量1.8%，全氮含量0.146%），這與該地區(qū)的地形環(huán)境和森林郁閉度相關(guān)。整個山體隨著海拔升高其土壤養(yǎng)分含量有明顯差異，山頂?shù)耐寥烙袡C(jī)質(zhì)含量高于其他海拔高度測得的數(shù)據(jù)，個別差異較大數(shù)值主要為裸露山巖。同時，由于氣候的垂直變化，植被類型各異，對氮素的轉(zhuǎn)換和吸收也有所差異，但同一剖面的土壤性質(zhì)變化不大，其分布規(guī)律基本一致。

2.2 色季拉山不同坡向土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)

由于受印度洋暖濕氣流的影響，色季拉山東、西坡的溫差相對較大，因此植被類型也不盡相同，其土壤養(yǎng)分含量也稍有差異。利用ArcView 3.3軟件導(dǎo)入東、西坡不同海拔采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分指標(biāo)數(shù)據(jù)并生成水平直方圖（圖1），由圖1可知，東、西坡土壤養(yǎng)分含量的基本規(guī)律一致，呈對稱狀。隨著海拔高度升高，土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量的總體趨勢是升高的，土壤速效鉀隨海拔升高而減少。土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀和全氮含量東坡略高，但速效磷的含量西坡高于東坡，個別顯著差值受具體地質(zhì)環(huán)境、植被和氣候影響。

2.3 色季拉山土壤養(yǎng)分空間分布特征

應(yīng)用ArcView 3.3采用Spline插值方法分別對樣品指標(biāo)作其含量空間分布圖（圖2）。由此可知，色季拉山土壤呈酸性，但在部分區(qū)域呈強(qiáng)酸性，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，和全氮呈正相關(guān)性。土壤有機(jī)質(zhì)隨海拔升高而增加，部分裸露山巖偏低；土壤全氮含量在山體中部較高，山頂值較??；隨海拔高度升高，土壤速效磷含量逐漸增加，速效鉀含量則隨海拔升高而減少。

3 結(jié)論與討論

本研究通過GPS定位和空間插值的方法對色季拉山土壤養(yǎng)分的空間分布狀況進(jìn)行分析，并初步掌握其空間變異特性，根據(jù)不同海拔和坡面對山體的土壤養(yǎng)分情況進(jìn)行研究，選取相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，整個山體土壤養(yǎng)分含量較高，全氮含量在山體中部較高。隨著海拔升高，土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷均呈增長趨勢，只有個別山體裸露點(diǎn)測值較低。研究區(qū)土壤為酸性土壤，部分區(qū)域已達(dá)到強(qiáng)酸性。根據(jù)東、西坡土壤養(yǎng)分水平直方圖可知，兩坡土壤養(yǎng)分差異較大，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀含量東坡略高于西坡，但速效磷含量東坡相對較低。

由于特殊的地形地貌和氣候條件，色季拉山形成了獨(dú)有的土壤和植被類型，因而其整個山體的土壤養(yǎng)分規(guī)律也不盡相同。本次研究還有可擴(kuò)展性，在今后的研究中，可在此基礎(chǔ)上選擇不同季度、不同植被類型和典型植被不同地形、海拔的土壤養(yǎng)分進(jìn)行分析研究，以便完善整個山體的土壤養(yǎng)分空間分布信息，并對今后森林土壤—植被—生態(tài)的系統(tǒng)管理提供更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)平臺。

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