盧澤洋

(國家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院,北京 100714)

拉薩河谷土壤分布特征及主要土壤類型的理化性質(zhì)分析

盧澤洋

(國家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院,北京 100714)

拉薩河谷生態(tài)地位極其重要,其土壤理化性質(zhì)對區(qū)域立地類型劃分以及植被恢復(fù)與生態(tài)重建具有重要作用。在對拉薩河谷主要土壤類型及其特征分析的基礎(chǔ)上,對拉薩河谷現(xiàn)有人工造林地土壤肥力進(jìn)行了評價。

拉薩河谷；土壤類型；土壤肥力；理化性質(zhì)

拉薩河位于西藏中南部,發(fā)源于念青唐古拉山脈中段南麓,沿途流經(jīng)墨竹工卡縣、達(dá)孜縣,最后經(jīng)過拉薩市,在拉薩市南郊匯入雅魯藏布江,是雅魯藏布江最大的支流。拉薩河谷是青藏高原的重要組成部分,其生態(tài)環(huán)境的退化影響著青藏高原國家生態(tài)安全屏障的構(gòu)建。由于拉薩河谷特殊的高原氣候,天然林除少量的大果園柏和樺木林外,大多為灌叢草甸。拉薩河谷土壤分布特征及主要土壤類型的理化性質(zhì)分析,將為拉薩河谷植被構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

在分析研究區(qū)現(xiàn)有植被、土壤等資料的基礎(chǔ)上,借助土地利用類型圖和植被類型圖,首先進(jìn)行調(diào)查的預(yù)布點,然后進(jìn)行野外實地樣方調(diào)查。

樣方法主要參數(shù)為:選取具有典型代表性的10條樣帶,每條樣帶長度400m,河流兩岸各200m,在每個樣帶均勻選擇6個樣點開展土壤剖面調(diào)查及土壤樣品的取樣,每個剖面根據(jù)發(fā)生層分層采樣。共設(shè)置60個土壤剖面,取180個土樣。

1.1 土壤剖面調(diào)查

在每塊樣地中部挖一個土壤剖面調(diào)查。

質(zhì)地:按沙壤、輕壤、中壤、重壤、粘土調(diào)查。

組成:按土粒<0.001 mm，<0.01 mm和>0.01 mm調(diào)查。

土層厚度:測量土層厚度,精確到厘米。

1.2 土壤水文物理性質(zhì)測定

土壤容重、土壤孔隙度、飽和含水量、最大田間持水量、保水性能采用環(huán)刀法測定。

土壤粒徑含量采用吸管法測定。

1.3 土壤化學(xué)性質(zhì)測定

pH值:玻璃電極法。

土壤有機質(zhì)(OM):重鉻酸鉀氧化容量法。

全N:開氏定氮法測定。

全P:酸溶-鉬銻抗比色法。

全K:氫氟酸-高氯酸消煮-火焰光度計法。

堿解N(有效態(tài)N):堿解擴(kuò)散法。

速效P:鹽酸氟化銨浸提-磷鉬蘭比色法法。

速效K:乙酸銨提取-火焰光度法。

陽離子交換容量(CEC):乙酸銨提取-火焰光度法。

2 拉薩河谷主要土壤類型及其特征

拉薩河谷兩側(cè)土壤類型由河床向山地呈現(xiàn)帶狀分布特點,靠近河床主要為河漫灘、階地,在兩側(cè)山地土壤主要為洪積扇土壤和山地土壤[1]。山坡地隨著海拔高度的變化,其土壤呈現(xiàn)典型的垂直帶譜分布特點,且由于陰陽坡的水、熱條件及植被狀況差異明顯,南北兩岸土壤類型分布高程范圍略有不同[2]。

2.1 河漫灘土壤類型及其特征

河漫灘位置最靠近河床,地下水位在1m以內(nèi),洪水期可被水淹,可分3種類型:①卵石灘地,土壤為新積土,地表60%以上為卵石覆蓋,粗骨性強,土壤無明顯的腐殖質(zhì)層和發(fā)育層,植被稀少；②沙質(zhì)灘地,土壤為草甸土或潮土,土層中厚,石礫含量表層約10%～20%,心土層20%～30%,pH 8.2～8.6,植被較繁茂；③人為耕作后形成潮土[3]。

1) 新積土

新積土在新近流水沉積物母質(zhì)之上,土壤剖面尚未形成明顯的發(fā)生層分化,大多為礫石,一些河沙散落于礫石中,距河面較近,植被蓋度較低,無明顯的腐殖質(zhì)積累,而主要顯示了母質(zhì)堆積層次的一類隱域性土壤。詳見表1。

表1 新積土典型剖面理化特征及機械組成

新積土有機質(zhì)含量以及速效養(yǎng)分氮磷鉀都較低,交換量也低。母質(zhì)特征極明顯,通體粗砂多礫；pH剖面分異小,不同剖面差異大；石灰反應(yīng)在剖面上剛開始出現(xiàn)弱度分；有機質(zhì)氮磷鉀養(yǎng)分都無明顯坡面分異。新積土土壤中砂粒含量超過90%,而粉、粘粒較少。

2) 草甸土

草甸土是在地下水頻繁升降與草甸植被滋生繁衍的雙重條件下形成的一類隱域性土壤。地下水侵潤土體頻繁升降,土壤水氣矛盾不斷轉(zhuǎn)化,氧化還原過程交替產(chǎn)生；草甸植被滋生繁衍,有機物質(zhì)不斷積累,土壤腐殖化過程活躍。

草甸土系半水成土壤,地下水一般深1～3m,并隨雨季-旱季交替而作有規(guī)律的季節(jié)性升降,也因降水或灌溉影響而有臨時性變化。區(qū)域草甸土成土母質(zhì)以洪積物、洪沖積物和沖積物為主,山坡上也有小片殘坡積物。草甸植被以嵩草、苔草為主,雜居少量喜濕植物,生長茂盛,大多覆蓋度70%～90%。草甸土的形成條件具有極廣的泛域性,只有小面積零星分布。草甸土絕大部分都分布于河流、溝谷、湖泊、盆地地貌單元的低緩濕潤地段,但高山雪峰冰川融水下流滲漬的局部山坡凹面,以及山體潛水滲溢帶,也有小片分布。詳見表2。

表2 草甸土典型剖面理化特征

草甸土土壤質(zhì)地及其剖面層次變化很大,反映成土物質(zhì)具有反復(fù)搬運堆積的特點。pH在不同剖面及同一剖面的不同層次變化很大。土壤有機質(zhì)含量一般較高。土壤氮素養(yǎng)分的生物富集與有機質(zhì)含量密切相關(guān)。草甸土土壤中砂粒含量超過85%,而粉粘粒較少。

3) 潮土

潮土是各類草甸土或沖積土經(jīng)人為長期耕種熟化并繼續(xù)受地下水活動影響而形成的半水成旱作土壤。潮土分布于河流寬谷沖積平原,或?qū)捁群闆_積緩斜平原,常呈大面積連片分布,地勢較為開闊、平坦、低傾。潮土前身母土為草甸土,以河流沖積物為主,洪沖積物其次。無氈或弱氈狀草甸植被,有機質(zhì)累積過程不強烈。潮土地下水以緩慢側(cè)滲型為主,部分為河流補給,地下水升降頗受河水漲落規(guī)律影響。詳見表3。

表3 潮土典型剖面理化特征

潮土pH呈中性至微堿性；有機質(zhì)含量1.8%～2.3%,速效磷變化較大,最低<1mg/kg,高者可達(dá)30mg/kg；速效鉀變化在60～300mg/kg之間。總的來說,潮土養(yǎng)分含量屬中等水平。陽離子交換量大多8～10cmol(+)/kg,保肥性能中等偏下,鹽基基本飽和。潮土土壤中砂粒含量超過80%,而粉粘粒較少。

2.2 階地土壤類型及其特征

階地地勢較高,無特大洪水一般不被水淹,地下水位在1～6 m之間,有地下水補給?？煞譃榱止嗖莸橥?、耕種草甸土或潮土兩類,土層中厚,石礫含量較高,質(zhì)地為沙壤土,有機質(zhì)含量2%左右[4-5]。

1) 林灌草甸土

林灌草甸土主要分布于河灘溝洲,并以砂礫薄土居多。植被主要有沙棘林、楊柳、錦雞兒雜木灌叢,及部分人工林和果園；林下草被有嵩草、苔草等。林灌木生長茂密,常因遮陰而抑制林下草本生長,故林灌草甸土有機物積累主要源于枯落物的積累。詳見表4。

林灌草甸土pH呈弱堿性；有機質(zhì)含量較低,速效磷在層間變化不大；堿解氮、速效鉀變化相對較大?？偟膩碚f,林灌草甸土養(yǎng)分含量屬中等偏下水平；陽離子交換量大多3～8cmol(+)/kg,保肥性能較低。林灌草甸土土壤中砂粒含量超過70%,而粉粘粒相對較少。

2) 耕種草甸土

耕種草甸土由草甸土耕種熟化而成。與潮土同源發(fā)生,二者成土條件、形成過程和基本性質(zhì)方面類似,主要分布拉薩河支流的山間谷地洪積扇及階地。常呈斑塊狀綴布于亞高山草甸土、灌叢草原土之中；耕種草甸土源于自然草甸植被遭受開墾形成的,耕種草甸土仍受地下水浸潤影響,剖面交替發(fā)生氧化—還原過程,因水分作用強度不同,或形成棕色銹紋銹斑,或有蘭灰色潛育斑塊形成。詳見表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

耕種草甸土總體養(yǎng)分頗高,pH中性至微堿性；碳酸鈣含量因母質(zhì)特點而異,低至痕跡,高達(dá)8%左右；陽離子交換量介于8～10cmol(+)/kg之間；土壤質(zhì)地變化較大,砂、壤、粘粒均有。有機質(zhì)含量低達(dá)1%左右,高者可達(dá)6%～7%；磷、鉀含量,無論全量或速效量,變化很大,全磷在0.04%～0.16%之間,速磷介于1～85mg/kg,全鉀1.3%～2.6%,速效鉀低者50 mg/kg,最高達(dá)700～1 000mg/kg。耕種草甸土土壤中砂粒含量超過50%,而粉粘粒相對較多,土層較厚,肥力中等偏上。

2.3 洪積扇土壤類型及其特征

洪積扇土壤主要分布于河(溝)谷的出口處,地勢相對較高,基本無地下水補給,坡度介于10°～25°之間。植被以灌叢草原為主,覆蓋度20%～30%。地表溝蝕明顯,土壤為新積土、草草甸土、耕種叢草原土、耕種亞高山草甸土和淋溶灌叢草原土。母質(zhì)為沖積、洪積物和多種巖石風(fēng)化的坡積物,質(zhì)地為石礫質(zhì)沙壤土,土層厚40～50cm,肥力中下等。

1) 草原草甸土

由于地下水埋藏較深,借助毛管力上升浸潤和潮化土壤的高度、強度和頻度都大為降低,草甸植被因土壤水分供應(yīng)不足,生長受抑而呈現(xiàn)草原化特征,在這種生境條件促進(jìn)了草原草甸土形成。氣候變干,地殼上升,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條件惡化而向草原草甸土甚至地帶性土壤方向發(fā)展。

草原草甸土的主要形態(tài)特征是心底土部位因僅有微弱的氧化還原過程而呈現(xiàn)微弱的銹紋銹斑特征,而地面植被的草原化現(xiàn)象,則反映土壤水分不足。詳見表6。

隨著土層的增加,土壤有機質(zhì)含量明顯降低,一般為2%～3%左右,土壤C/N較低,表明土壤剖面中有機質(zhì)好氣分解較為明顯。剖面各層pH的變化,自上而下呈現(xiàn)有規(guī)律的漸次遞增。耕種草甸土土壤中砂粒含量超過60%,而粉粘粒相對較多,肥力偏低。

2) 耕種灌叢草原土

耕種灌叢草原土是由淋溶灌叢草原土和灌叢草原土耕墾熟化而成。多分布于3 600～4 000m之間。灌叢草原土自然水分狀況較差,自然肥力最低。與其他土壤類型比較,人為因素對耕種灌叢草原土的影響往往最為強烈,耕種灌叢草原土與其前身母土之間的成土條件變化(主要是進(jìn)入土壤的水分和有機質(zhì))也最為強烈,因而二者的許多形態(tài)特征常形成鮮明對比；而耕種灌叢草原土本身,也因耕種歷史和人為灌溉施肥的強度而呈現(xiàn)不同的發(fā)育程度及其形態(tài)特征。詳見表7。

表6 草原草甸土典型剖面理化特征

表7 耕種灌叢草原土剖面肥力特征

土壤養(yǎng)分含量屬中等水平,低于耕種草甸土,與潮土相近。有機質(zhì)含量一般1%～3%,堿解氮90～100mg/kg,速效磷5～10mg/kg,速效鉀100～130mg/kg。土壤pH中性至微堿性,非石灰性母質(zhì)與石灰性母質(zhì)差異明顯,前者pH 7.5～7.8,碳酸鈣微量,一般0.5%左右,后者pH 7.9～8.2,碳酸鈣微量,1%～3%之間。耕種草原土土壤中砂粒含量超過80%,而粉粘粒相對較低。

3) 耕種亞高山草甸土

由亞高山草甸土耕墾熟化而成的一類農(nóng)地土壤。主要分布4 000～4 100m,少數(shù)可達(dá)4 300m以上,多位于山前坡積—洪積扇相對低緩地段,部分可引山水灌溉,絕大部分依靠降雨。以拉薩河中游谷地,直孔以上至熱振藏布下段分布最為集中,其它區(qū)域較零星。耕種亞高山草甸土耕作時間較短,母土許多形態(tài)特征仍很明顯。詳見表8。

耕種亞高山草甸土有機質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分含量頗高,而且相當(dāng)一部分剖面心底土層養(yǎng)分含量也比較高,pH中性至微堿性,陽離子交換量中上水平,土層較厚,但通體礫石含量較多。耕種草原土土壤中砂粒含量超過60%,而粉粘粒相對較高,土壤肥力中等偏上。

4) 淋溶灌叢草原土

主要分布于東部較濕潤地區(qū),以及大約3 900m以上山坡,上與亞高山草原草甸土或亞高山草甸土相接,過渡邊緣一般比較模糊,全剖面無石灰反應(yīng)。山坡土壤物質(zhì)經(jīng)流水次生搬運堆積的洪積物和洪沖積物母質(zhì),搬運過程中碳酸鈣的大量損失,所發(fā)育的土壤分布相對較低,因而常與鄰側(cè)山坡灌叢草原土呈倒垂直向分布。詳見表9。

淋溶灌叢草原土pH呈微堿性,上層有機質(zhì)含量頗高,速效磷含量較低,但隨土壤深度增加,有升高趨勢；堿解氮、速效鉀含量中等偏上；陽離子交換量中等水平。淋溶灌叢草原土土壤中砂粒含量超過85%,而粉粘粒相對較高,土壤肥力偏低。

2.4 山坡地土壤類型及其特征

坡地土壤類型主要分布于坡麓帶,地勢較高,無地下水補給,坡度15°左右。植被以灌叢草甸為主,覆蓋度20%～30%。地表溝蝕明顯,土壤為灌叢草原土。母質(zhì)為沖積、洪積物和多種巖石風(fēng)化的坡積物,質(zhì)地為石礫質(zhì)沙壤土,土層厚40～60cm,肥力中下等。

灌叢草原土分布較廣。從河谷向山坡過渡,依次出現(xiàn)灌叢草原土、淋溶灌叢草原土、亞高山草原草甸土、亞高山草甸土。但因母質(zhì)、地形、植被、地形坡向以及土壤侵蝕與堆積等綜合因素影響。詳見表10。

表8 耕種亞高山草甸土典型剖面理化特征

表9 淋溶灌叢草原土的肥力特征

表10 灌叢草原土典型剖面理化特征

pH呈堿性,表層一般7.0～8.0,心底土大多8.4左右,土壤剖面中碳酸鈣的淋溶淀積很明顯,形態(tài)特征多變,有粉霜狀、假菌絲、砂姜、土狀鈣積層、石化鈣積層等,剖面有明顯石灰反應(yīng),且上弱下強。土壤有機質(zhì)含量相對較低,而且變幅較大,表層有機質(zhì)含量為(1.62±0.84)%。堿解氮、速效磷、速效鉀含量中等偏上,陽離子交換量低。灌叢草原土土壤中砂粒含量超過85%,而粉粘粒相對較低,肥力偏低。

陽坡(北坡)多高山、亞高山草原化草甸土,石灰性灌叢草原土,分布位置較高,其山地土壤呈現(xiàn)典型的垂直帶譜分布特點；陰坡高山、亞高山草甸土面積較大,高山草甸土遭受冰雪侵蝕作用較強,因而高山侵蝕草甸土類型較多。此外,高山、亞高山濕草甸土70%～80%都分布在陰坡。詳見表11。

表11 拉薩河谷兩側(cè)山地土壤垂直帶譜

3 拉薩河谷現(xiàn)有人工造林地土壤肥力評價

3.1 河漫灘土壤肥力評價

河漫灘pH從弱酸性至堿性均有分布,新積土有卵石覆蓋,其有機質(zhì)含量<1%,全氮含量<0.075%,堿解氮<60mg/kg,速效磷<5mg/kg,速效鉀<50mg/kg,土壤肥力較低；草甸土或潮土,植被相對繁茂,因而上層有機質(zhì)含量相對新積土較高,其他指標(biāo)含量與新積土相差不大；總體而言,河漫灘土壤肥力相對較低,對于樹種種植,需要適當(dāng)?shù)厥┘臃柿稀：勇┑叵滤辉?m以內(nèi),洪水期可被水淹,對于樹種水分供應(yīng)充足,能夠滿足林木的生長所需。水中礦質(zhì)元素含量豐富,河漫灘供水充足,能夠提供一定量營養(yǎng)元素供樹種生長所需。

3.2 階地土壤土壤肥力評價

階地土壤pH呈堿性,上層土壤有機質(zhì)含量1%～3%,下層含量<1%；全氮及速效磷含量林灌草甸土較低；耕種草甸土全氮、堿解氮、速效鉀含量中等；總體而言,階地土壤營養(yǎng)元素從表層至下層呈遞減趨勢,其肥力水平中等,基本能夠滿足林木生長所需的營養(yǎng)元素。階地地勢較高,無特大洪水一般不被水淹,地下水位在1～3m之間,有地下水補給,現(xiàn)有植物根系一般分布達(dá)5m,從水分考慮,林木能夠正常生長。

3.3 洪積扇土壤肥力評價

洪積扇土壤pH呈弱堿性,上層土壤有機質(zhì)含量較高,達(dá)到1%～3%,下層含量相對較低,氮磷含量相對偏低,堿解氮、速效磷、速效鉀含量中等偏下；總體而言,階地土壤營養(yǎng)元素呈上高下低的狀態(tài)分布,其肥力水平中等偏下,對于林木種植,營養(yǎng)元素基本滿足需要,但仍需進(jìn)行一定的補充。階地主要分布于河(溝)谷的出口處,地勢相對較高,基本無地下水補給,種植林木需要建立相關(guān)水利設(shè)施,額外補充水分,以滿足林木生長對水分的需求。

3.4 坡地土壤肥力評價

坡地土壤pH偏堿性,有機質(zhì)含量1%～3%,氮磷含量偏低,堿解氮和速效磷含量偏低,速效鉀含量50～150mg/kg；總體分析而言,坡地土層厚40～60cm,土壤肥力中等偏下,鉀基本能滿足林木需求,氮、磷需施肥補充。坡地地勢較高,無地下水補給,不能滿足林木正常生長所需水分要求,需要建立相關(guān)水利設(shè)施,為林木生長補充水分。

4 小結(jié)

拉薩河谷主要土壤類型有河漫灘土壤類型、階地土壤類型、洪積扇土壤類型和坡地土壤類型4種[6],對不同土壤類型進(jìn)行肥力評價:肥力方面,除了階地土壤可以供給植被生長所需的營養(yǎng)元素,其他土壤均需要養(yǎng)分補給；水分方面,坡地和洪積扇需要水分補給。

總體而言,拉薩河谷各土壤物理性沙粒含量偏高,粘粒少,土壤中石塊、石礫多,有機質(zhì)積累少,土壤中N，P，K養(yǎng)分少,有效蓄水量低、入滲率較大、保水能力極差,顯示出土壤發(fā)育幼年,具粗骨性強等特點。

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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

盧澤洋(1974- )，男，四川安岳人，高工，碩士，長期從事林業(yè)規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)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