北海市典型林地土壤的發(fā)生學(xué)性質(zhì)研究

吳優(yōu)利 趙秀河 黃玉溢 陳桂芬 黃雁飛 劉斌

摘 要：為了了解北海市林地土壤的發(fā)生學(xué)特性，采用剖面描述和分析土壤理化性質(zhì)的方法對選取來自北海市7個代表性林地土壤剖面土壤的發(fā)生學(xué)特性進行研究。結(jié)果表明土壤顏色以棕色、紅棕色為主，土壤表層多為核狀至碎塊狀結(jié)構(gòu)，土壤質(zhì)地多為黏土;表層土壤腐殖質(zhì)組成以富里酸為主，胡敏酸/富里酸比值均在1.0以下;土壤呈中性至強酸性反應(yīng)，致酸離子主要為Al3+，鹽基離子以Ca2+、Mg2+為主。土壤全鐵含量差異較大，游離度均超過40 %，表層土壤全氮、磷和鉀含量總體偏低。

關(guān)鍵詞：林地土壤 發(fā)生特性 北海

中圖分類號：S151.1? ?文獻標識碼：A

Abstract： Seven representative woodland soil profiles were collected from Beihai to study their genetic characteristics by describing formation conditions and analyzing physical and chemical properties of the soils. The results showed that the color of the soil was mainly brown and reddish-brown，and the surface of the soil was mostly nucleate to fragmental，and the texture of the soil was mostly clay. The fulvic acid was the main component of the surface soil，and the humic acid/fulvic acid ratio was below 1.0. The soil showed neutral to strong acid reaction，and the acid ions were mainly Al3+，and the base ions were mainly Ca2+ and Mg2+. The content of total iron in soil was significantly different，with the free iron /total iron more than 40%，while the contents of total nitrogen，phosphorus and potassium in surface soil were generally low.

Key words： Woodland soil; genetic characteristic; Beihai

北海地處廣西南端，北部灣東北岸，位于東經(jīng)108°50′45″～109°47′28″，北緯20°26′～21°55′34″之間，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，高溫多雨，濕、熱同季，是廣西的磚紅壤發(fā)育地帶。對該區(qū)林地土壤的發(fā)生學(xué)性質(zhì)研究不僅有益于認識廣西亞熱帶土壤的成因和分類，而且對北海市土壤資源合理利用有指導(dǎo)作用。20 世紀 80 年代以來，以地理發(fā)生分類為指導(dǎo)對北海市土壤的形成和類型作過較為廣泛的調(diào)查與研究[1-2];90 年代以來，也曾以中國土壤系統(tǒng)分類的觀點對該市土壤的類型和性質(zhì)作過探討[3-6]，但以往的研究多側(cè)重耕地土壤，對林地土壤鮮有報道。本文在北海市采集了 7 個代表性林地土壤剖面，對其發(fā)生學(xué)性質(zhì)進行了研究，為北海市土地合理利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然環(huán)境條件

北海市屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候。年平均氣溫22.9℃，極端最高溫度37.1℃，極端最低溫度2℃，年平均降雨量1670 mm，年平均日照時數(shù)2009 h，年平均太陽總輻射5208 MJ/m2[7]。地勢從北向南傾斜，東北、西北為丘陵，南部沿海為臺地和平原，平均海拔10～15 m，最高峰為五點梅（554 m）。全市土地面積3337 km2，森林面積13.4萬hm2，森林覆蓋率達36.3%[8]。成土母質(zhì)為第四紀海積母質(zhì)、凝灰?guī)r風(fēng)化物、碎屑巖風(fēng)化物以及第三紀玄武巖碎屑沉積物等4種。

1.2 調(diào)查研究方法

根據(jù)北海市的地貌地形特征、海拔高度、土地利用并結(jié)合植被類型選擇土壤剖面取樣地點，并對土壤進行剖面觀察記載，記錄取樣地點、海拔高度、成土母質(zhì)、及植被類型;采集土壤剖面樣作分析樣品，所采集的樣品根據(jù)分析項目的要求不同進行處理，土壤樣品分析均參考《土壤調(diào)查實驗室分析方法》[9]和《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[10]進行。筆者選取北海市7個具代表性的林地土壤剖面，其成土環(huán)境條件見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤發(fā)生學(xué)特性分析

2.1.1 土壤形態(tài)特征

土壤的形態(tài)特征主要包括土壤剖面構(gòu)型、土壤顏色、土壤結(jié)構(gòu)、土壤干濕度、土壤結(jié)持性、新生體和侵入體等。野外觀察表明，除 BH3號土壤剖面外，其他土壤層次分化較為明顯，可劃分出表土層、心土層及半風(fēng)化母質(zhì)層。土壤顏色以棕色、紅棕色為主，色調(diào)主要為 7.5YR、5YR，潤態(tài)顏色較干態(tài)顏色深，明度為2～ 7，以 4 和 5 居多，彩度為 3 ～ 8，變幅較大。供試土壤表層多為核狀至碎塊狀結(jié)構(gòu)，心土層和母質(zhì)層的結(jié)構(gòu)則以結(jié)構(gòu)不明或塊狀居多，土壤結(jié)持性以松散和緊實為主。供試土壤的主要形態(tài)特征見表2。

2.1.2 土壤的機械組成

土壤的機械組成，又稱土壤質(zhì)地，是土壤礦物風(fēng)化和成土過程中形成的不同大小土粒的百分比例。土壤顆粒組成中，砂粒（2～0.02 mm），粉粒（0.02～0.002 mm）、黏粒（<0.002 mm）含量剖面間差異大，同一剖面不同層次土壤顆粒組成也有差異。供試土壤砂粒、粉粒和黏粒含量變幅為12.5%～86.2%、3.0%～ 60.7%和7.4%～ 77.4%。BH2 剖面B2層黏粒含量最高，為77.4%，BH3剖面C層黏粒含量最低，為7.4%。用國際制土壤質(zhì)地分類標準方法劃分，供試土壤質(zhì)地多為黏土，為砂質(zhì)黏土、壤質(zhì)黏土、黏土和重黏土。供試土壤粉黏比除了BH3剖面A1層為1.0之外，其他土壤粉黏比為<1.0，說明樣區(qū)土壤風(fēng)化程度高。

黏化率是土壤剖面中B層的黏粒含量與A層黏粒含量的比值，是土壤系統(tǒng)分類中判斷有無黏化層的一個重要指標。HB1、BH2、BH4和BH5號剖面層黏粒含量與其表層相比，其B/A黏化率大于1.2，形成了典型的黏化層（表3）。

2.1.3 土壤有機質(zhì)和腐殖酸含量

土壤表層有機碳含量變化范圍為1.1543%～3.9488%，BH3號剖面植被覆蓋良好，植被類型主要為人工造林喬木，表層土壤有機碳含量最高達到3.9488%，而BH1和BH6號剖面植被覆蓋較差，表層土壤有機碳含量比較低，分別為1.5925%和1.1543%（表4）。

土壤腐殖質(zhì)是土壤有機質(zhì)在微生物作用下形成的復(fù)雜而較穩(wěn)定的大分子有機化合物，腐殖質(zhì)不僅是土壤養(yǎng)分最直接來源，也對土壤物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)有重要影響，是土壤肥力指標之一。供試表層土壤腐殖質(zhì)組成較為簡單，以富里酸為主，表土的胡敏酸/富里酸比值均在1.0以下，因此，北海市土壤的腐殖質(zhì)穩(wěn)定性低，活性大，不能與土壤礦物緊密結(jié)合，不易形成良好土壤結(jié)構(gòu)。

2.1.4 土壤pH及交換性能

供試土壤的pH如表5所示。土壤pH（H2O）的范圍為4.7～6.9，呈強酸、酸性至中性，其中，BH1、BH6和BH7號剖面的土壤pH（H2O）<5.5，呈強酸性反應(yīng);BH2號土壤剖面的土壤pH（H2O）除了A層土壤pH（H2O）為6.2，其余土壤層次pH（H2O）為6.5～6.9為中性，其余剖面土壤趨酸性反應(yīng)。土壤pH（KCl）范圍為3.8～5.9，同一剖面土壤pH（KCl）值低于pH（H2O）。土壤交換性酸差異大，范圍為0.06～2.40 cmol/kg。BH1、BH6和BH7號剖面的土壤致酸離子主要為Al3+，交換性H+含量較低，土壤交換性Al3+占交換性酸總量的75%以上，說明土壤膠體上的Al3+占有很大優(yōu)勢而使土壤酸化。其余剖面土壤交換性Al3+占交換性酸總量多數(shù)低于50%。

土壤交換性能是土壤資源評價、合理施肥、改良和土壤管理的重要依據(jù)。表征土壤交換性能的指標通常有陽離子交換量（CEC7）、有效陽離子交換量（ECEC）和鹽基飽和度。供試土壤陽離子交換量（CEC7）為2.07～38.67 cmol/kg，土壤陽離子交換量最高為BH3號剖面，BH1、BH4、BH6和BH7號剖面土壤陽離子交換量均<10.0 cmol/kg。BH2和BH5號剖面B層黏粒CEC7>16 cmol/kg，BH4號剖面B1層黏粒ECEC>12 cmol/kg，其余剖面剖面B層黏粒CEC7<16 cmol/kg和ECEC<12 cmol/kg（表5）。根據(jù)中國土壤系統(tǒng)分類（第三版），綜合考慮土壤的黏粒陽離子交換量、有效陽離子交換量、B層土壤黏粒含量等指標，BH1、BH3、BH4、BH6和BH7號土壤剖面具由高度富鐵鋁化作用形成的土層，即鐵鋁層[11]。

供試土壤的交換性鹽基總量為0.01～38.58 cmol/kg，變幅大（表6）。發(fā)育在凝灰?guī)r和第三紀玄武巖上的BH2、BH3、BH4和BH6號剖面土壤鹽基離子總量均>5 cmol/kg，其余剖面土壤土壤鹽基離子總量比較低，為0.01～2.46 cmol/kg，絕大多數(shù)<1 cmol/kg，說明土壤的鹽基離子主要來源于成土母質(zhì)。土壤交換性鹽基以Ca2+、Mg2+為主，交換性含量Na+最低。BH2、BH1、BH6和BH7號剖面土壤鹽基飽和度<50%，其余的剖面土壤鹽基飽和度>50%，為96.50%～99.78%。土壤鹽基飽和度低的土壤，Al3+飽和度較高，BH1和BH7號剖面土壤Al3+飽和度60%以上，表明這些土壤淋溶作用較強，鹽基離子淋失嚴重，土壤膠體上Al3+更占優(yōu)勢，鋁聚現(xiàn)象明顯。

2.1.5 土壤氧化鐵組成

供試土壤的氧化鐵特征見表7。供試土壤B層全鐵含量變異范圍較大，為40.88～196.27g/kg。BH2、BH4和BH5號剖面B層土壤全鐵含量比較高，>100 g/kg，而剖面BH1、BH6和BH7的B層土壤全鐵含量比較低。樣區(qū)除了剖面BH3無土壤B層，其余剖面土壤B層游離氧化鐵含量為39.63～159.18 g/kg，土壤鐵游離度為68.53%～97.63%，游離鐵含量≥20 g/kg，或鐵游離度≥40%，均具有富鐵層或鐵質(zhì)特性[11]。

活性鐵的含量和活化度在一定程度上可以體現(xiàn)樣區(qū)濕度和風(fēng)化強度的差別。供試土壤的B層土壤活性鐵含量范圍為1.09%～13.89%，鐵活化度為2.04%～7.08%，剖面之間差異大。BH2、BH4和BH5號剖面土壤B層的鐵活化度比較高，可能原因是這些剖面點比較近海邊，濕度增加，游離鐵容易水化轉(zhuǎn)化成活性鐵。

2.1.6 土壤表層大量元素含量

供試土壤表層大量元素含量和分級見表8。土壤表層全氮、磷和鉀含量范圍分別為0.498～1.712 g/kg、0.101～4.970 g/kg和02.161～8.090 g/kg。按全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標準[12]，BH2號剖面土壤表層全氮含量為二級，屬于豐富，BH3、BH4和BH5號剖面土壤表層全氮含量為三級，屬于中上水平，其余剖面土壤表層氮含量分級為四級至六級，屬中下水平以下;BH2和BH3號剖面土壤表層磷含量豐富，為一級水平，其余為三至六級，屬于中、低水平以下;土壤表層鉀含量很缺乏，絕大多數(shù)為六級水平。樣區(qū)表層土壤全氮、磷和鉀含量總體偏低，尤其是全鉀。

3 小結(jié)

北海市的氣候、地形、地質(zhì)和植被等因素，決定了該區(qū)域特有的土壤形成過程和發(fā)生特性。土壤顏色以棕色、紅棕色為主，土壤表層多為核狀至碎塊狀結(jié)構(gòu)，心土層和母質(zhì)層的結(jié)構(gòu)則以結(jié)構(gòu)不明或塊狀居多，土壤結(jié)持性以松散和緊實為主，土壤質(zhì)地多為黏土;因植被覆蓋的影響，表層土壤有機碳含量變異較大，表層土壤腐殖質(zhì)組成較為簡單，以富里酸為主，表土的胡敏酸/富里酸比值均在1.0以下;土壤呈中性至強酸性反應(yīng)，致酸離子主要為Al3+，鹽基離子以Ca2+、Mg2+為主。由于母質(zhì)差異，土壤全鐵含量差異較大，游離度均超過40%，均具有富鐵層或鐵質(zhì)特性。表層土壤全氮、磷和鉀含量總體偏低，尤其是全鉀。

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