解婧媛,莫柯瑩,韋洪欣,姜 勇
(廣西師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,珍稀瀕危動植物生態(tài)與環(huán)境保護(hù)省部共建教育部重點實驗室,廣西 桂林 541004)
土壤是地理環(huán)境中的重要組分,植物的生長發(fā)育離不開土壤,土壤也是各種能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的場所。土壤中含有大量養(yǎng)分,土壤的理化性質(zhì)決定了土壤肥力,土壤因子的不同特征對植物的生長發(fā)育有著十分重要的影響。植物生長發(fā)育所需營養(yǎng)成分的來源之一為土壤有機(jī)質(zhì),土壤有機(jī)質(zhì)也可以用來評定土壤肥力,如氮、磷等。土壤中的磷、鉀、氮也是植物生長必需的礦物質(zhì),對植物成長起到重要作用。不同地區(qū)土壤的特性、理化性質(zhì)被多種要素影響,如降水、植被類型、海拔、地貌等。海拔作為間接或直接影響土壤的生態(tài)因子,是影響土壤理化性質(zhì)、土壤因子的關(guān)鍵因素。田種存等[1]研究了不同海拔土壤的養(yǎng)分變化趨勢,得出了海拔升高對土壤養(yǎng)分影響較大的結(jié)論。張巧明等[2]對不同海拔高度森林土壤理化性質(zhì)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、pH值和有效磷含量與海拔之間有較顯著的相關(guān)性,海拔升高,土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮增加,有效磷含量下降。聶明華[3]研究了武夷山不同垂直地帶的理化性質(zhì),得出海拔升高,有機(jī)質(zhì)積累增多,理化性質(zhì)在不同垂直地帶差異明顯。
由此可見,土壤的理化性質(zhì)、基本特征是隨著海拔梯度的不同而有所變化的。通過對雁山土壤基本特征的比較分析,了解雁山區(qū)不同海拔梯度灌木群落土壤因子特征的變化與聯(lián)系。
研究地點位于廣西桂林市南部雁山區(qū),海拔范圍為195~362 m。該地區(qū)屬于典型的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。地理坐標(biāo)25°05′05.63″~25°05′23.22″N,110°17′34.56″~110°17′43.99″E。年平均降水量1 926 mm,年平均氣溫28.3℃,全年無霜期309 d。在195~214 m、260~285 m、335~362 m三個不同海拔梯度上分別建立了20×20 m的樣方10個、9個、9個。在海拔梯度為195~214 m的樣地內(nèi),優(yōu)勢種為桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、白櫟(QuercusfabriHance)、馬尾松(PinusmassonianaLamb)、青岡樹(Cyclobalanopsisglauca(Thunb.)Oerst)。在260~285 m海拔梯度,優(yōu)勢種為白櫟(QuercusfabriHance)、桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp)、羊躑躅(Rhododendronmolle(Blume)G.Don)、野牡丹(MelastomacandidumD.Don)。在335~362 m海拔梯度,優(yōu)勢種為白櫟(QuercusfabriHance)、桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp)、羊躑躅(Rhododendronmolle(Blume)G.Don)、野牡丹(MelastomacandidumD.Don)。
以每個20×20 m的樣方為單位,在每個樣方的四角及中心選取表層0~15 cm的土壤。將每個角所取得的樣品均勻混合,形成最終樣品,于實驗室經(jīng)過自然風(fēng)干、磨土機(jī)粉碎、過篩等預(yù)處理后測定土壤理化性質(zhì)。土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷的測定分別采用電位法、重鉻酸鉀外加熱法、凱氏定氮法、堿解擴(kuò)散法、高氯酸-硫酸法、鉬銻抗比色法、氫氧化鈉熔融法、火焰原子吸收分光光度法。
通過計算三種不同海拔梯度土壤數(shù)據(jù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、峰度、偏度,了解土壤因子的基本描述性統(tǒng)計特征。
在海拔梯度195~214 m,土壤因子的變異系數(shù)為0.122~0.905,發(fā)現(xiàn)變異系數(shù)中最高的為有效磷0.905,均屬于中度變異。在海拔梯度260~285 m,變異系數(shù)為0.022~0.413,其中,pH的變異系數(shù)是0.022,為弱變異。在海拔梯度335~362 m,變異系數(shù)為0.048~1.218,其中,速效磷是1.218,為強(qiáng)變異。通過對三個海拔梯度土壤因子均值的比較,除了195~214 m海拔梯度的全鉀含量高于其他兩個海拔梯度,335~362 m海拔梯度的速效磷含量大于其他兩個海拔梯度,其余土壤因子含量均是260~285 m海拔梯度最高。三個海拔梯度的pH均值為4.306~4.589,為酸性土壤。三個海拔梯度的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量均高于其他因子的含量。三個海拔梯度土壤因子的描述性統(tǒng)計參數(shù)見表1。
表1 三個海拔梯度土壤因子描述性統(tǒng)計特征Tab.1 Descriptive statistics characteristics of edaphic factors of three altitudinal gradients
根據(jù)全國第二次土壤普查分類標(biāo)準(zhǔn)[4]分析土壤因子描述性統(tǒng)計特征的均值。桂林雁山不同海拔梯度灌木群落的土壤因子基本特征如下:在海拔195~214 m梯度范圍內(nèi),有機(jī)質(zhì)和有效氮平均含量達(dá)到一級(極高),全氮的平均含量達(dá)到二級(很高),速效鉀的平均含量達(dá)到四級(中),全磷和全鉀的平均含量為五級(低),有效磷為六級(極低)。在海拔260~285 m梯度范圍內(nèi),土壤有機(jī)質(zhì)、有效氮、全氮的平均含量達(dá)到一級(極高),土壤速效鉀的平均含量為四級(中),土壤全鉀含量為五級(低),全磷、有效磷含量為六級(極低)。在海拔335~362 m梯度范圍內(nèi),土壤有機(jī)質(zhì)、有效氮的含量達(dá)到一級(極高),土壤全氮含量為二級(很高),速效鉀含量為四級(中),全磷、全鉀的平均含量為五級(低),有效磷含量為六級(極低)。分析結(jié)果表明,在不同海拔梯度中都存在著很高的有機(jī)質(zhì)、有效氮和全氮的積累,速效鉀含量在三個海拔梯度中大體一致,沒有虧缺,但是有效磷、全磷、全鉀的含量在三個海拔梯度中都呈現(xiàn)虧缺現(xiàn)象,有可能是限制植物發(fā)育生長的因子。由于研究地點為土山,巖石裸露率極低,土層較厚且坡度相對平緩,凋落物累積在地面,有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮的含量較高。有效磷的變異系數(shù)在三個海拔梯度上都是較大的,屬于中或強(qiáng)變異,說明有效磷在三個海拔梯度中的分布比較零散,容易被周圍環(huán)境與因素影響。
雁山不同海拔梯度灌木群落的土壤酸性較強(qiáng),除全鉀、全磷、有效磷虧缺外,其余土壤的養(yǎng)分因子富集程度均較高,其中變異系數(shù)最小的是pH,變異系數(shù)最大的是有效磷,三個海拔梯度的土壤整體屬于中度變異,各因子的基比值(就是基比值)接近1,說明三個海拔梯度土壤因子的變異是恒定的,土壤因子的空間分布相似,有機(jī)質(zhì)在三個海拔梯度土壤因子的相關(guān)性和變異性中有一定的代表性。