泰山黄前流域典型森林植被土壤化学性质研究

2012-08-15高翠玲王庆华

科技视界 2012年20期

李锟高翠玲王庆华

（菏泽黄河河务局牡丹黄河河务局山东菏泽 274000）

0 前言

森林植被类型是影响土壤化学和生物化学性质的主要因素，以往的研究表明，不同的森林植被类型，其土壤化学性质存在一定的差异性。本文在对不同林分土壤化学性质比较的基础上，重点比较不同森林植被土壤化学性质的变异性,对该区不同森林土壤化学性质进行评价，同时为城市水源地高效节水及静水型植被的选择提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

本文共选取7 种森林植被类型进行试验研究，7 种林分类型分别为：侧柏，赤松，荒草坡，麻栎，板栗，赤松五角枫混交林阴阳坡。

1.2 土壤样品的采集与制备和保存

在所设定的标准地内，按对角线随机选5 个样点，挖取0～20cm 层土样，带回实验室，将同一标准地不同样点的样品经混合供分析。

从野外取回的土样，经登记编号后，都需要经过一个制备过程——风干、磨细、过筛、混均、装瓶，以备各项测定之用。

1.3 测定方法

1.3.1 土壤全氮量的测定

土壤全氮测定采用半微量开氏法（凯氏定氮法）。

1.3.2 土壤全磷的测定

全磷用酸溶-钼锑抗比色法。

1.3.3 土壤速效磷的测定

速效磷采用的碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法。

1.3.4 土壤全钾的测定

采用NaOH 熔融、火焰光度法。

1.3.5 土壤速效钾的测定

NH4OAC 浸提，火焰光度法。

1.3.6 钙镁的测定

钙镁用EDTA 容量法测定。

2 结果与分析

2.1 土壤氮素含量分析

土壤中的氮绝大数是储藏在土壤有机质中的有机态含氮化合物。在土壤剖面上，土壤中全氮与硝态氮含量随着土层厚度的增加向下逐渐减少，土壤中的全氮与硝态氮含量呈现一致的趋势。这主要归结于土壤表层生物量富集和生物作用强烈的缘故。大气降水给土壤带来的氮素只占全量的很小部分，土壤母质含量也很小，土壤中的氮素绝大部分是储藏在土壤有机质的有机态化合物。

土壤全氮的含量表现为：侧柏林＞赤松五角枫混交林阴坡＞赤松五角枫混交林阳坡＞荒草坡＞麻栎林＞赤松林＞板栗林，土壤全氮为侧柏林含量最多而板栗林含量最小。丰富的枯枝落叶可补充土壤养分的耗竭。侧柏林、赤松五角枫混交林阴坡随着土层厚度的增加含量的变化较明显，而赤松与板栗林变化较少。板栗林由于人为的因素如施肥、翻耕及管理措施等劳作使表层土的全氮含量较为均匀。在土壤剖面上，土壤中氨态氮含量随着土层厚度的增加向下逐渐增加，氨态氮的含量表现为：赤松五角枫混交林阴坡＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞侧柏林＞赤松五角枫混交林阳坡＞麻栎林，不同林分下的氨态氮的含量较为平均，含量相差不是很多；硝态氮的含量顺序为：侧柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角枫混交林阴坡＞赤松五角枫混交林阳坡＞麻栎林。侧柏林的硝态氮含量最高。我国森林土壤研究一般测中速效氮的研究，氨态氨和硝态氮的研究较少。

土壤有机氮含量体现了土壤中可供植物吸收的氮素供应水平。其高低取决于土壤有机质、全氮含量和有机质的分解速度。氨态氮和硝态氮在土壤中的转化和移动具有明显区别。土壤中氨态氮含量随着土层厚度的增加向下逐渐增大，而硝态氮与此相反。

2.2 土壤磷素含量分析

土壤中的磷可分为无机磷和有机磷两类。有机磷是植物磷素养分的重要来源，存在于土壤有机质中，磷的含量与有机质含量呈一定的正相关，土壤速效磷含量是衡量磷素供应的较好指标，主要受土壤有机质含量的影响。随着有机质的分解，有机磷可逐步转化成速效磷供植物吸收利用。同时，在土壤有机质和微生物参与下的还原作用，也可以使磷酸高铁还原而释放出磷全磷的含量表现为：赤松五角枫混交林阴坡＞麻栎林＞板栗林＞荒草坡＞赤松林＞侧柏林＞赤松五角枫混交林阳坡，总体水平差异不显著；而速效磷的含量表现为：侧柏林＞荒草坡＞赤松五角枫混交林阴坡＞麻栎林＞赤松五角枫混交林阳坡＞板栗林＞赤松林。

侧柏林远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，该变化趋势不是很明显，也缺乏顺次递增的规律。这可能与森林植物对磷的吸收和富集有关，也可能与磷形态转换和转换潜能的复杂性有关。侧柏林地的速效磷含量最大，且与其它林地差异显著。土壤中全磷含量以及速效磷含量在纵断面上有向下减少的趋势，但是也有例外。荒草坡中全氮和速效氮的含量随着土层厚度的增加而增加。这可能跟荒草坡地表裸露，没有枯枝落叶层有关系；而板栗林的全氮也呈这种趋势是由于人为施肥耕作的结果。土壤中磷含量的变化规律与氮基本一致。

2.3 土壤钾素含量分析

土壤全钾量（K2O）能反映土壤钾素的潜在供应能力。土壤速效钾则是土壤全钾的现实供应指标。土壤中的全钾含量为：赤松五角枫混交林阳坡＞麻栎林＞赤松林＞板栗林＞侧柏林＞赤松五角枫混交林阴坡＞荒草坡；速效钾的含量表现为：板栗林＞侧柏林＞赤松五角枫混交林阴坡＞荒草坡＞麻栎林＞赤松林＞赤松五角枫混交林阳坡＞板栗林。

速效钾的含量在剖面上的相关性上与氮磷保持一致。侧柏林的速效钾含量比其它林地的含量要多，侧柏林每年向土壤表层提供大量的凋落物，又以丰富的根系补充土壤，因此增加了土壤速效K 含量。制约土壤中钾含量变化趋势的是植被的返还能力，在剖面上，随着深度的加大，生物的返还影响减弱，代之的是成土母质，成土母质的差异导致了上述特点，而钾的有效性一般随pH 值得增大而增高。土壤钾素中绝大部分是难以利用钾和缓效钾，土壤全钾量主要受母质类型的影响，且和土壤风化程度成反比。通常用速效钾含量作为衡量土壤钾素供应水平的指标。森林对速效钾具有正效应。虽然森林凋落物能归还土壤钾素，但钾在植物中移动性强，凋落物含钾量相对较低，并减少交换钾的固定,从而增加土壤速效钾土壤速效钾的含量。从变异性看，林地对土壤表层及表下层的速效K 改良效果均很显著，板栗林则通过大量施肥来调整土壤K 素含量。

2.4 土壤中的钙、镁含量分析

土壤中钙镁的含量分别为：板栗林＞麻栎林＞侧柏林＞赤松林＞赤松五角枫混交林阴坡＞赤松五角枫混交林阳坡＞荒草坡；侧柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角枫混交林阴坡＞赤松林＞赤松五角枫混交林阳坡。土层土壤中钙镁含量丰富，表层含量明显高于土壤的背景值。因为土壤的盐碱化最基本的表征恰就是钙镁在土壤表层的富集。这种现象可能与土壤中水溶态和代还态钙镁具有随pH 增大而降低的地球化学行为有关。