拉萨河谷土壤分布特征及主要土壤类型的理化性质分析

卢泽洋

(国家林业局调查规划设计院,北京 100714)

拉萨河谷土壤分布特征及主要土壤类型的理化性质分析

卢泽洋

(国家林业局调查规划设计院,北京 100714)

拉萨河谷生态地位极其重要,其土壤理化性质对区域立地类型划分以及植被恢复与生态重建具有重要作用。在对拉萨河谷主要土壤类型及其特征分析的基础上,对拉萨河谷现有人工造林地土壤肥力进行了评价。

拉萨河谷；土壤类型；土壤肥力；理化性质

拉萨河位于西藏中南部,发源于念青唐古拉山脉中段南麓,沿途流经墨竹工卡县、达孜县,最后经过拉萨市,在拉萨市南郊汇入雅鲁藏布江,是雅鲁藏布江最大的支流。拉萨河谷是青藏高原的重要组成部分,其生态环境的退化影响着青藏高原国家生态安全屏障的构建。由于拉萨河谷特殊的高原气候,天然林除少量的大果园柏和桦木林外,大多为灌丛草甸。拉萨河谷土壤分布特征及主要土壤类型的理化性质分析,将为拉萨河谷植被构建提供科学依据。

1 研究方法

在分析研究区现有植被、土壤等资料的基础上,借助土地利用类型图和植被类型图,首先进行调查的预布点,然后进行野外实地样方调查。

样方法主要参数为:选取具有典型代表性的10条样带,每条样带长度400m,河流两岸各200m,在每个样带均匀选择6个样点开展土壤剖面调查及土壤样品的取样,每个剖面根据发生层分层采样。共设置60个土壤剖面,取180个土样。

1.1 土壤剖面调查

在每块样地中部挖一个土壤剖面调查。

质地:按沙壤、轻壤、中壤、重壤、粘土调查。

组成:按土粒<0.001 mm，<0.01 mm和>0.01 mm调查。

土层厚度:测量土层厚度,精确到厘米。

1.2 土壤水文物理性质测定

土壤容重、土壤孔隙度、饱和含水量、最大田间持水量、保水性能采用环刀法测定。

土壤粒径含量采用吸管法测定。

1.3 土壤化学性质测定

pH值:玻璃电极法。

土壤有机质(OM):重铬酸钾氧化容量法。

全N:开氏定氮法测定。

全P:酸溶-钼锑抗比色法。

全K:氢氟酸-高氯酸消煮-火焰光度计法。

碱解N(有效态N):碱解扩散法。

速效P:盐酸氟化铵浸提-磷钼兰比色法法。

速效K:乙酸铵提取-火焰光度法。

阳离子交换容量(CEC):乙酸铵提取-火焰光度法。

2 拉萨河谷主要土壤类型及其特征

拉萨河谷两侧土壤类型由河床向山地呈现带状分布特点,靠近河床主要为河漫滩、阶地,在两侧山地土壤主要为洪积扇土壤和山地土壤[1]。山坡地随着海拔高度的变化,其土壤呈现典型的垂直带谱分布特点,且由于阴阳坡的水、热条件及植被状况差异明显,南北两岸土壤类型分布高程范围略有不同[2]。

2.1 河漫滩土壤类型及其特征

河漫滩位置最靠近河床,地下水位在1m以内,洪水期可被水淹,可分3种类型:①卵石滩地,土壤为新积土,地表60%以上为卵石覆盖,粗骨性强,土壤无明显的腐殖质层和发育层,植被稀少；②沙质滩地,土壤为草甸土或潮土,土层中厚,石砾含量表层约10%～20%,心土层20%～30%,pH 8.2～8.6,植被较繁茂；③人为耕作后形成潮土[3]。

1) 新积土

新积土在新近流水沉积物母质之上,土壤剖面尚未形成明显的发生层分化,大多为砾石,一些河沙散落于砾石中,距河面较近,植被盖度较低,无明显的腐殖质积累,而主要显示了母质堆积层次的一类隐域性土壤。详见表1。

表1 新积土典型剖面理化特征及机械组成

新积土有机质含量以及速效养分氮磷钾都较低,交换量也低。母质特征极明显,通体粗砂多砾；pH剖面分异小,不同剖面差异大；石灰反应在剖面上刚开始出现弱度分；有机质氮磷钾养分都无明显坡面分异。新积土土壤中砂粒含量超过90%,而粉、粘粒较少。

2) 草甸土

草甸土是在地下水频繁升降与草甸植被滋生繁衍的双重条件下形成的一类隐域性土壤。地下水侵润土体频繁升降,土壤水气矛盾不断转化,氧化还原过程交替产生；草甸植被滋生繁衍,有机物质不断积累,土壤腐殖化过程活跃。

草甸土系半水成土壤,地下水一般深1～3m,并随雨季-旱季交替而作有规律的季节性升降,也因降水或灌溉影响而有临时性变化。区域草甸土成土母质以洪积物、洪冲积物和冲积物为主,山坡上也有小片残坡积物。草甸植被以嵩草、苔草为主,杂居少量喜湿植物,生长茂盛,大多覆盖度70%～90%。草甸土的形成条件具有极广的泛域性,只有小面积零星分布。草甸土绝大部分都分布于河流、沟谷、湖泊、盆地地貌单元的低缓湿润地段,但高山雪峰冰川融水下流渗渍的局部山坡凹面,以及山体潜水渗溢带,也有小片分布。详见表2。

表2 草甸土典型剖面理化特征

草甸土土壤质地及其剖面层次变化很大,反映成土物质具有反复搬运堆积的特点。pH在不同剖面及同一剖面的不同层次变化很大。土壤有机质含量一般较高。土壤氮素养分的生物富集与有机质含量密切相关。草甸土土壤中砂粒含量超过85%,而粉粘粒较少。

3) 潮土

潮土是各类草甸土或冲积土经人为长期耕种熟化并继续受地下水活动影响而形成的半水成旱作土壤。潮土分布于河流宽谷冲积平原,或宽谷洪冲积缓斜平原,常呈大面积连片分布,地势较为开阔、平坦、低倾。潮土前身母土为草甸土,以河流冲积物为主,洪冲积物其次。无毡或弱毡状草甸植被,有机质累积过程不强烈。潮土地下水以缓慢侧渗型为主,部分为河流补给,地下水升降颇受河水涨落规律影响。详见表3。

表3 潮土典型剖面理化特征

潮土pH呈中性至微碱性；有机质含量1.8%～2.3%,速效磷变化较大,最低<1mg/kg,高者可达30mg/kg；速效钾变化在60～300mg/kg之间。总的来说,潮土养分含量属中等水平。阳离子交换量大多8～10cmol(+)/kg,保肥性能中等偏下,盐基基本饱和。潮土土壤中砂粒含量超过80%,而粉粘粒较少。

2.2 阶地土壤类型及其特征

阶地地势较高,无特大洪水一般不被水淹,地下水位在1～6 m之间,有地下水补给。可分为林灌草甸土、耕种草甸土或潮土两类,土层中厚,石砾含量较高,质地为沙壤土,有机质含量2%左右[4-5]。

1) 林灌草甸土

林灌草甸土主要分布于河滩沟洲,并以砂砾薄土居多。植被主要有沙棘林、杨柳、锦鸡儿杂木灌丛,及部分人工林和果园；林下草被有嵩草、苔草等。林灌木生长茂密,常因遮阴而抑制林下草本生长,故林灌草甸土有机物积累主要源于枯落物的积累。详见表4。

林灌草甸土pH呈弱碱性；有机质含量较低,速效磷在层间变化不大；碱解氮、速效钾变化相对较大。总的来说,林灌草甸土养分含量属中等偏下水平；阳离子交换量大多3～8cmol(+)/kg,保肥性能较低。林灌草甸土土壤中砂粒含量超过70%,而粉粘粒相对较少。

2) 耕种草甸土

耕种草甸土由草甸土耕种熟化而成。与潮土同源发生,二者成土条件、形成过程和基本性质方面类似,主要分布拉萨河支流的山间谷地洪积扇及阶地。常呈斑块状缀布于亚高山草甸土、灌丛草原土之中；耕种草甸土源于自然草甸植被遭受开垦形成的,耕种草甸土仍受地下水浸润影响,剖面交替发生氧化—还原过程,因水分作用强度不同,或形成棕色锈纹锈斑,或有兰灰色潜育斑块形成。详见表5。

表4 林灌草甸典型剖面剖面理化特征

表5 耕作草甸土典型剖面理化特征

耕种草甸土总体养分颇高,pH中性至微碱性；碳酸钙含量因母质特点而异,低至痕迹,高达8%左右；阳离子交换量介于8～10cmol(+)/kg之间；土壤质地变化较大,砂、壤、粘粒均有。有机质含量低达1%左右,高者可达6%～7%；磷、钾含量,无论全量或速效量,变化很大,全磷在0.04%～0.16%之间,速磷介于1～85mg/kg,全钾1.3%～2.6%,速效钾低者50 mg/kg,最高达700～1 000mg/kg。耕种草甸土土壤中砂粒含量超过50%,而粉粘粒相对较多,土层较厚,肥力中等偏上。

2.3 洪积扇土壤类型及其特征

洪积扇土壤主要分布于河(沟)谷的出口处,地势相对较高,基本无地下水补给,坡度介于10°～25°之间。植被以灌丛草原为主,覆盖度20%～30%。地表沟蚀明显,土壤为新积土、草草甸土、耕种丛草原土、耕种亚高山草甸土和淋溶灌丛草原土。母质为冲积、洪积物和多种岩石风化的坡积物,质地为石砾质沙壤土,土层厚40～50cm,肥力中下等。

1) 草原草甸土

由于地下水埋藏较深,借助毛管力上升浸润和潮化土壤的高度、强度和频度都大为降低,草甸植被因土壤水分供应不足,生长受抑而呈现草原化特征,在这种生境条件促进了草原草甸土形成。气候变干,地壳上升,河流下切,上游水源枯竭或水路改道等原因,都能使草甸土土壤水分条件恶化而向草原草甸土甚至地带性土壤方向发展。

草原草甸土的主要形态特征是心底土部位因仅有微弱的氧化还原过程而呈现微弱的锈纹锈斑特征,而地面植被的草原化现象,则反映土壤水分不足。详见表6。

随着土层的增加,土壤有机质含量明显降低,一般为2%～3%左右,土壤C/N较低,表明土壤剖面中有机质好气分解较为明显。剖面各层pH的变化,自上而下呈现有规律的渐次递增。耕种草甸土土壤中砂粒含量超过60%,而粉粘粒相对较多,肥力偏低。

2) 耕种灌丛草原土

耕种灌丛草原土是由淋溶灌丛草原土和灌丛草原土耕垦熟化而成。多分布于3 600～4 000m之间。灌丛草原土自然水分状况较差,自然肥力最低。与其他土壤类型比较,人为因素对耕种灌丛草原土的影响往往最为强烈,耕种灌丛草原土与其前身母土之间的成土条件变化(主要是进入土壤的水分和有机质)也最为强烈,因而二者的许多形态特征常形成鲜明对比；而耕种灌丛草原土本身,也因耕种历史和人为灌溉施肥的强度而呈现不同的发育程度及其形态特征。详见表7。

表6 草原草甸土典型剖面理化特征

表7 耕种灌丛草原土剖面肥力特征

土壤养分含量属中等水平,低于耕种草甸土,与潮土相近。有机质含量一般1%～3%,碱解氮90～100mg/kg,速效磷5～10mg/kg,速效钾100～130mg/kg。土壤pH中性至微碱性,非石灰性母质与石灰性母质差异明显,前者pH 7.5～7.8,碳酸钙微量,一般0.5%左右,后者pH 7.9～8.2,碳酸钙微量,1%～3%之间。耕种草原土土壤中砂粒含量超过80%,而粉粘粒相对较低。

3) 耕种亚高山草甸土

由亚高山草甸土耕垦熟化而成的一类农地土壤。主要分布4 000～4 100m,少数可达4 300m以上,多位于山前坡积—洪积扇相对低缓地段,部分可引山水灌溉,绝大部分依靠降雨。以拉萨河中游谷地,直孔以上至热振藏布下段分布最为集中,其它区域较零星。耕种亚高山草甸土耕作时间较短,母土许多形态特征仍很明显。详见表8。

耕种亚高山草甸土有机质和氮磷钾养分含量颇高,而且相当一部分剖面心底土层养分含量也比较高,pH中性至微碱性,阳离子交换量中上水平,土层较厚,但通体砾石含量较多。耕种草原土土壤中砂粒含量超过60%,而粉粘粒相对较高,土壤肥力中等偏上。

4) 淋溶灌丛草原土

主要分布于东部较湿润地区,以及大约3 900m以上山坡,上与亚高山草原草甸土或亚高山草甸土相接,过渡边缘一般比较模糊,全剖面无石灰反应。山坡土壤物质经流水次生搬运堆积的洪积物和洪冲积物母质,搬运过程中碳酸钙的大量损失,所发育的土壤分布相对较低,因而常与邻侧山坡灌丛草原土呈倒垂直向分布。详见表9。

淋溶灌丛草原土pH呈微碱性,上层有机质含量颇高,速效磷含量较低,但随土壤深度增加,有升高趋势；碱解氮、速效钾含量中等偏上；阳离子交换量中等水平。淋溶灌丛草原土土壤中砂粒含量超过85%,而粉粘粒相对较高,土壤肥力偏低。

2.4 山坡地土壤类型及其特征

坡地土壤类型主要分布于坡麓带,地势较高,无地下水补给,坡度15°左右。植被以灌丛草甸为主,覆盖度20%～30%。地表沟蚀明显,土壤为灌丛草原土。母质为冲积、洪积物和多种岩石风化的坡积物,质地为石砾质沙壤土,土层厚40～60cm,肥力中下等。

灌丛草原土分布较广。从河谷向山坡过渡,依次出现灌丛草原土、淋溶灌丛草原土、亚高山草原草甸土、亚高山草甸土。但因母质、地形、植被、地形坡向以及土壤侵蚀与堆积等综合因素影响。详见表10。

表8 耕种亚高山草甸土典型剖面理化特征

表9 淋溶灌丛草原土的肥力特征

表10 灌丛草原土典型剖面理化特征

pH呈碱性,表层一般7.0～8.0,心底土大多8.4左右,土壤剖面中碳酸钙的淋溶淀积很明显,形态特征多变,有粉霜状、假菌丝、砂姜、土状钙积层、石化钙积层等,剖面有明显石灰反应,且上弱下强。土壤有机质含量相对较低,而且变幅较大,表层有机质含量为(1.62±0.84)%。碱解氮、速效磷、速效钾含量中等偏上,阳离子交换量低。灌丛草原土土壤中砂粒含量超过85%,而粉粘粒相对较低,肥力偏低。

阳坡(北坡)多高山、亚高山草原化草甸土,石灰性灌丛草原土,分布位置较高,其山地土壤呈现典型的垂直带谱分布特点；阴坡高山、亚高山草甸土面积较大,高山草甸土遭受冰雪侵蚀作用较强,因而高山侵蚀草甸土类型较多。此外,高山、亚高山湿草甸土70%～80%都分布在阴坡。详见表11。

表11 拉萨河谷两侧山地土壤垂直带谱

3 拉萨河谷现有人工造林地土壤肥力评价

3.1 河漫滩土壤肥力评价

河漫滩pH从弱酸性至碱性均有分布,新积土有卵石覆盖,其有机质含量<1%,全氮含量<0.075%,碱解氮<60mg/kg,速效磷<5mg/kg,速效钾<50mg/kg,土壤肥力较低；草甸土或潮土,植被相对繁茂,因而上层有机质含量相对新积土较高,其他指标含量与新积土相差不大；总体而言,河漫滩土壤肥力相对较低,对于树种种植,需要适当地施加肥料。河漫滩地下水位在1m以内,洪水期可被水淹,对于树种水分供应充足,能够满足林木的生长所需。水中矿质元素含量丰富,河漫滩供水充足,能够提供一定量营养元素供树种生长所需。

3.2 阶地土壤土壤肥力评价

阶地土壤pH呈碱性,上层土壤有机质含量1%～3%,下层含量<1%；全氮及速效磷含量林灌草甸土较低；耕种草甸土全氮、碱解氮、速效钾含量中等；总体而言,阶地土壤营养元素从表层至下层呈递减趋势,其肥力水平中等,基本能够满足林木生长所需的营养元素。阶地地势较高,无特大洪水一般不被水淹,地下水位在1～3m之间,有地下水补给,现有植物根系一般分布达5m,从水分考虑,林木能够正常生长。

3.3 洪积扇土壤肥力评价

洪积扇土壤pH呈弱碱性,上层土壤有机质含量较高,达到1%～3%,下层含量相对较低,氮磷含量相对偏低,碱解氮、速效磷、速效钾含量中等偏下；总体而言,阶地土壤营养元素呈上高下低的状态分布,其肥力水平中等偏下,对于林木种植,营养元素基本满足需要,但仍需进行一定的补充。阶地主要分布于河(沟)谷的出口处,地势相对较高,基本无地下水补给,种植林木需要建立相关水利设施,额外补充水分,以满足林木生长对水分的需求。

3.4 坡地土壤肥力评价

坡地土壤pH偏碱性,有机质含量1%～3%,氮磷含量偏低,碱解氮和速效磷含量偏低,速效钾含量50～150mg/kg；总体分析而言,坡地土层厚40～60cm,土壤肥力中等偏下,钾基本能满足林木需求,氮、磷需施肥补充。坡地地势较高,无地下水补给,不能满足林木正常生长所需水分要求,需要建立相关水利设施,为林木生长补充水分。

4 小结

拉萨河谷主要土壤类型有河漫滩土壤类型、阶地土壤类型、洪积扇土壤类型和坡地土壤类型4种[6],对不同土壤类型进行肥力评价:肥力方面,除了阶地土壤可以供给植被生长所需的营养元素,其他土壤均需要养分补给；水分方面,坡地和洪积扇需要水分补给。

总体而言,拉萨河谷各土壤物理性沙粒含量偏高,粘粒少,土壤中石块、石砾多,有机质积累少,土壤中N，P，K养分少,有效蓄水量低、入渗率较大、保水能力极差,显示出土壤发育幼年,具粗骨性强等特点。

[1]除多,张镱锂,郑度.拉萨地区土地利用变化[J].地理学报,2006,61(10):1075-1083.

[2]蒋俊明,扎西土登,杨道贵,等.西藏左贡苗圃土壤肥力特征及水分动态研究[J].四川林业科技,2002,23(2):33-38.

[3]寇韬.拉萨半干旱河谷立地分类与评价[M].西藏农牧学院,2010.

[4]杨小林,赵垦田,马和平,等.拉萨市半干旱河谷地带植被建设技术研究概述[J].西藏科技,2009(9):74-76.

[5]尹志芳,欧阳华,徐兴良,等.拉萨河谷灌丛草原与农田水热平衡及植被水分利用特征[J].地理学报,2009,64(3):303-314.

[6]张万儒,盛伟彤,蒋有绪.中国森林立地分类系统[J].林业科学研究,1992,5(3):251-261.

Soil Distribution Characteristics,Physical and Chemical Properties in Lhasa Valley

LU Zeyang

(AcademyofForestInventoryandPlanning,SFA,Beijing100714,China)

Lhasa valley holds the important biology position.The soil physical and chemical properties plays a vital role in site type classification and biology rebuilting.Based on the analysis of soil types and characteristics,the paper evaluates the soil fertilities of Lhasa valley.

Lhasa valley,soil type,soil fertility,physical and chemical properties

2017-05-20；

2017-06-08

卢泽洋(1974- )，男，四川安岳人，高工，硕士，长期从事林业规划、生态保护等研究工作。 Email:luzeyang@126.com

S714

A

1002-6622(2017)04-0117-07

10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.04.018