第20卷 第1期1997年3月湖南师范大学自然科学学报
ActaSciNatUnivNormHunanVol.20No.1Mar.1997
衡山土壤腐殖质研究
吴甫成 丁纪祥 周 涛*
⒇
(湖南师范大学资源与环境学系,长沙,410081)
摘 要 研究衡山自然保护区不同海拔各类土壤腐殖质含量、组成和性质.结果表明:衡山
各类土壤腐殖质含量较丰富,均属富里酸型.HA/FA比值一般小于0.4,胡敏酸物质光密度较小,芳构化程度低.但随海拔升高,土壤中腐殖质含量增加,胡敏酸碳占有机碳总量百分率增高,表明海拔升高更有利于腐殖质的累积,特别是胡敏酸物质的缩合.同类土壤不同植被条件下腐殖质含量、组成和性质也有很大区别.因而,土壤腐殖质组成和性质不但是土壤高级分类单元的分类依据,也是过渡单元和低级单元的分类依据.
关键词 土壤腐殖质;胡敏酸;富里酸;HA/FA比值;土壤垂直地带性分类号 Q58.173
StudyontheHumusofSoilsinHenshanNaturalReserve
WuFucheng DingJixiang ZhouTao
(DepartmentofResourceandEnvironmentialScience,HunanNormalUniversity,Changsha,410081)
Thecontent,compositionandpropertiesofthehumusinsoilsunderdifferentAbstract
verticalzoneinHenshanNaturalReserve,HunanProvincewerestudied.Mainresultsob-tainedaresummarizedasfollows:Fromthemountainredsoil,yellow-redsoil,yellowsoiltopara-yellowsoil,thecontentofthehumusinsoilswerehigher,theirhumuscompositionbe-longtofulvicacidtype,HA/FA
Keywords humus;humicacid;fulvicacid;HA/FAradio;soilverticalzonality土壤腐殖质是土壤肥力的基础,也是土壤与植物之间物质和能量交换的中心环节.它的数量和质量在一定程度上反映了土壤形成过程和肥力水平,亦是土壤系统分类的重要依据[2,4].
⒇
湖南省教委资助项目.胡觉莲、何志强参加部分工作,特此致谢.
*现为北京师范大学资环系研究生.:
86
湖南师范大学自然科学学报 第20卷
衡山为五岳之一,它是我国重要的旅游胜地和国家森林公园,也是中亚热带最具代表性的山地,其土壤垂直变化明显[3].本文为“湖南土壤系统分类及合理利用”课题部分内容,拟就衡山土壤腐殖质做系统研究,以探讨中亚热带土壤形成.性状及系统分类,为土壤资源合理开发利用提供科学依据
[5]
.
1 材料和方法
～
衡山自然保护区位于湖南省中部,湘江谷地,地理位置北纬27°2′～27°22′,东径112°32′112°58′.山麓海拔82m,最高处祝融峰1289.8m,相对高差1200m,由于海拔高低相差大,
山体800m以下为中亚热带海洋性季风气候.山麓衡山县气象站资料记载,年均温17.5℃,≥10℃积温5529.7℃,年均降水量1363.9mm,年均蒸发量1491.6mm,干燥指数1.094,年均相对温度80%.随海拔升高,气温降低而降水增加.年平均气温递减率为0.55℃/100m,≥10℃积温递减率为227.8℃/100m,而年平均降水量递增率134.6mm/100m.至山顶,南岳高山气象站年均温11.3℃,≥10℃积温3173.3℃,年降水量2074.4mm,年蒸发量985mm,干燥指数0.475,终年云雾弥漫,年平均相对湿度大于85%,故山体800m以上属中亚热带山地凉爽气候.
根据土壤垂直分布,在不同海拔高度选取有代表性的典型剖面5个(见表1)及其对照剖面12个,取Ah层和AB层样品进行腐殖质研究.有机质用重铬酸钾法;全氮用开氏法;全磷用碳酸钠碱熔——钼锑抗此色法;pH值用电位计法.腐殖质组成用焦磷酸钠——氢氧化钠混合液提取;胡敏酸光密度以液层厚度1cm,碳浓度为0.136g/L的胡敏酸提取液测定.E4和E6分别为波长465μm和665μm的光密度化分析》一书所列方法进行.
[1]
,阳离子代换量用醋酸铵法,其它项目测定均按《土壤理
表1 衡山典型剖面上层土壤基本性质
编
土 壤
号
山地红壤山地黄红壤山地黄壤山地准黄壤山地草甸土
12345
地 点玉板桥半山亭铁佛寺上封寺天柱峰采 样
海拔(m)[**************]80
植 被类 型马尾松林马尾松杉木林柳杉林常绿、落叶阔叶混交林灌丛草甸
层次AhABAhABAhABAhABAhAB
深度(cm)3～1919～503～2424～526～3030～553～2020～378～1515～20
pH
有机质
全氨
全磷
阳离子
代换量
(H2O)(g kg-1)(g kg-1)(g kg-1)(me/100g)4.54.54.94.44.84.64.44.55.55.0
32.916.046.514.275.915.8123.343.993.137.7
3.331.992.352.033.721.626.401.584.981.75
0.300.300.420.200.600.302.011.380.970.59
13.416.3120.649.0829.29.6636.5627.2434.414.26
2 结果与讨论
2.1 土壤腐殖质含量的特点
衡山土壤腐殖质含量较高(表2).表层有机碳含量为8.2～71.5g kg,AB层为4.8～34.0g kg-1.不但腐殖质层厚,各土类Ah层大都大于20cm,而且腐殖质总储量大,1m土层腐殖质加权平均含量18.6～39.4g kg,按中国土壤系统分类腐殖质特性标准,山地黄壤和山地准黄壤均可划出一个具腐殖质特性的亚类[4].这与衡山土壤植被生长良好,土壤侵蚀轻微,,.-1
-1
第1期 吴甫成等:衡山土壤腐殖质研究
87
中全氮、全磷含量与腐殖质含量呈正相关,其回归方程分别为Y1=1.5722+0.0414x,r=0.726
**
及Y2=0.3116+0.011xr=0.757
**
.
占有机碳总量(%)
胡敏酸光密度
HA/FA0.03～0.31
0.110.080.220.120.13～0.20
0.27～0.50
0.350.14～0.18
0.16
0.420.19
1.36
4.39
1.60
4.33
1.72
3.74
1.1
4.23
E40.9
E4/E64.5
表2 衡山土壤腐殖质含量、组成和特性
土壤类型(样品数)
发生层次AhABAhABAhABAhABAhAB
有机碳(g Kg-1)8.2～19.114.27.221.412.06.67～30.8
42.4～71.5
54.911.5～34.0
22.9
54.021.9
胡敏酸1.04～7.60
2.842.784.212.013.74～7.27
8.68～12.33
9.975.69～6.68
6.16
12.55.04
富里酸24.3～33.0
29.136.326.427.621.3～41.0
18.33～33.8
27.935.1～44.2
36.6
30.127.1
山地红壤(n=4)
山地黄红壤(n=3)
山地黄壤(n=4)
山地准黄壤(n=5)
山地草甸土(n=1)
注:范围/平均值
2.2 土壤腐殖质组成特征
衡山土壤腐殖质组成以富里酸为主,富里酸碳量占有机碳总量26.4%～36.6%,而胡敏酸碳量仅占有机碳总量的2.01%～9.97%.HA/FA比值均小于1,大部分小于0.4.可见在中亚热带地区高温多雨的气候条件下,腐殖质缩合程度低,大部分形成分子量较小,复杂度较低的富里酸.由此看来,衡山各类土壤的酸性较强,除山地草甸土pH值大于5.0,其余各类土壤pH值均小于5.0,有的甚至小于4.5,为强酸性土壤(表1).这固然与湿热气候条件及酸性花岗岩风化物母质盐基离子淋失强烈有关,但以富里酸为主的腐殖质组成,也是土壤酸性强的重要原因.
2.3 同类土壤不同植被对腐殖质的影响
比较衡山同类土壤不同植被条件下土壤腐殖质特性可以发现,阔叶林,尤其是草本植物条件下,比针叶林植被更有利于腐殖质的形成.如同为山地黄壤,常绿阔叶林植被比针叶林植被下的土壤,不但腐殖质层厚、含量高,而且腐殖酸类物质碳,特别是胡敏酸碳量占有机碳总量百分率高,因而HA/FA比值也高.如果比较灌丛草甸加稀疏柳杉林植被和落叶阔叶林植被的山地准黄壤,也发现在草本植物为主的植被条件下,更有利于腐殖质的形成和缩合(表3).在草本植物为主的植被条件下,不但腐殖质层厚度大、含量高、储量大,而且,特别明显的区别是AB层腐殖质含量高,表层HA/FA比值增大.由此看来,土壤腐殖质含量、组成和性质,不但与生物气候条件关系密切,在土壤高级单元(土纲、亚纲、土类)划分中是分类依据,而且在同一生物
88
湖南师范大学自然科学学报 第20卷
渡单元和低级单元(如亚类、土属、土种)划分中也是很有意义的分类依据.如山地黄壤和山地准黄壤等土类,可根据其腐殖质含量和特性,分别划分出腐殖山地黄壤和腐殖山地准黄壤亚类.
表3 衡山同类土壤不同植被下土壤腐殖质特性.
植被
(地点)常绿阔叶林(广济寺)柳杉林(铁佛寺)灌丛草甸+柳杉
(南天门)落叶阔叶林(藏经殿)
层次AhABAhABAhABAhAB
深度(cm)4～2727～630～1212～275～1515～401～1515～58
有机质胡敏酸碳(H)富里酸碳(F)
(g Kg-1)(占有机碳总量%)(占有机碳总量%)79.218.768.853.183.332.4102.319.9
8.937.274.323.759.236.3012.336.68
31.0243.4033.8221.2518.3344.2231.2736.51
胡敏酸碳富里酸碳(HA/FA)0.290.170.130.180.500.140.390.18
土壤类型
山地黄壤
山地准黄壤
2.4 与其它地区同类植被条件下同类土壤腐殖质比较
比较衡山与其它地区同类植被条件下同类土壤腐殖质含量、组成(表4)可见,同种类型的土壤,衡山土壤腐殖质含量高,但胡敏酸碳和富里酸碳所占有机碳总量的百分率一般都低于相同植被条件下同类地带性土壤.这说明衡山高温多雨的气候条件和花岗岩风化物母质,质地粗,通气条件较好,土壤中矿质化过程较强,生物累积过程的特点表现为旺盛的生物小循环,因而腐殖质化过程不是太强烈.
表4 衡山土壤与自然植被下同类土壤表层腐殖质组成比较
有机质
(g kg-1)32.927.99.375.977.162.1123.320.793.1119.4
胡敏酸碳(H)(占有机碳总量%)
7.604.306.1012.3813.2015.308.8612.4012.4617.20
富里酸碳(F)(占有机碳总量%)
24.3237.5041.9023.9833.7037.5028.2228.3030.0823.80
胡敏酸碳富里酸碳(HA/FA)0.310.110.150.520.380.410.310.440.410.70
地点与土壤类型湖南衡山山地红壤福建戴云山山地红壤江西 红壤湖南衡山山地黄壤海南五指山黄壤福建戴云山黄壤湖南衡山山地准黄壤江苏南京黄棕壤湖南衡山山地草甸土福建戴云山山地草甸土
2.5 土壤腐殖质垂直地带变化规律
2.5.1 土壤腐殖质含量垂直变化规律 从衡山不同垂直带17个土壤剖面腐殖质资料分析(表2)可以看出,随着山体海拔高度的增加,土壤腐殖质含量相应增加,其回归方程Ah层为Y1
***=-5.394+0.0853xr=0.821,而AB层Y2=1.99+0.0325x,r=0.501(腐殖质含
量:g kg;海拔高度:m;下同).这说明,随海拔升高,一方面降水增加,植被生长好,尤其是草-1
粘粒在土体中部淀积,相对说来,土壤更加粘重;加之土壤含水量增加,土壤通气性能降低;此外,温度的降低,使微生物活性降低,矿质化作用减弱,这些因素都有利于腐殖质的累积(图1-A).
2.5.2 土壤腐殖质组成垂直变化规律 衡山土壤腐殖质组成呈现有规律的垂直变化.虽然各类土壤腐殖质组成以富里酸为主,但随海拔升高,胡敏酸碳占有机碳总量的百分含量逐渐升高(图1-B),Ah层胡敏酸碳占有机碳总量%与海拔高度回归方程为Y1=0.092+0.0094x,r=0.582
**
**
,
AB层回归方程为Y2=0.909+0.0044x,r=0.612,但富里酸碳占有机碳总量的%与海拔高度相关性不明显.这说明,海拔升高,温度降低,湿度增大,地表植物特别是草本植物生长旺盛,因而整个腐殖质化过程增强,但胡敏酸含量增高更明显,因而随海拔升高,HA/FA比值增大(图1-C),HA/FA比值与海拔高度的回归方程Ah层为Y1=0.024+0.00031x,r=0.530,AB层回归方程为Y2=0.033+0.0012x,r=0.636.2.5.3 胡敏酸物质光密度垂直变化规律 从各类土壤胡敏酸物质消光系数与光密度曲线(表5、图2)可以看出,随海拔升高,胡敏酸物质在同一波长的光密度升高,说明胡敏酸芳构化程度增高,对
于埋藏土壤这点更加明显,这与HA/FA比值随海拔升高比值增大是一致的.草本植物生长旺盛,如山地草甸土,山地腐殖准黄壤,山地腐殖黄壤,胡敏酸芳构物化程度明显增高.从外表形态来看,这些土壤Ah层颜色加深,结构变好,为粒状,因粒状结构,而低海拔的红壤、黄红壤则为块状结构.
图1 衡山各类土壤腐殖质、胡敏酸、富里酸和HA/FA比值垂直变化
**
表5 衡山各类土壤Ah层胡敏酸溶液的吸光系数E
土 壤
700
山地红壤山地黄红壤山地腐殖黄壤山地准黄壤山地腐殖准黄壤山地草甸土埋藏土壤(准黄壤)
0.170.220.250.340.360.260.54
6650.200.260.300.410.460.310.68
6190.320.410.530.730.760.531.05
E值(波长:μm)
5740.420.520.630.860.940.641.32
5330.540.670.761.021.200.841.65
4960.710.881.001.321.491.102.00
4850.901.101.301.601.721.362.
48
3 小结
(1) 衡山土壤腐殖质含量较高,但均属富里酸型,HA/FA比值一般小于0.
4,胡敏酸物质光密度较小,其芳构化程度低.
(2) 随海拔升高,土壤腐殖质层增厚,腐殖质含量增加,而且胡敏酸碳占有机碳总量百分率增高,HA/FA比值增大.因而,土壤腐殖质含量、组成和性质可作为土壤高级分类单元划分的依据.(3) 比较同类土壤不同植被条件下土壤腐殖质含量、组成和性质,亦可看出土壤腐殖质随植被的演替而变化.因而,土壤腐殖质亦可作为土壤低级单元(如亚类)的划分依据.
图2 衡山山地土壤胡敏酸物质光密度曲线
1.山地红壤 2.山地黄红壤 3.山地腐殖黄壤 4.山地准黄壤
5.山地腐殖准黄壤 6.山地草甸土 7.埋藏土壤(准黄壤)
参 考 文 献
1 科诺诺娃MM,尹崇仁等译.土壤腐殖质问题及其研究工作的当前任务.北京:科学出版社,1956.2 郭成达.戴云山土壤腐殖质的初步研究.土壤,1984,16:78～793 李庆逵主编.中国红壤.北京:科学出版社,1983.
4 龚子同.中国土壤系统分类(修订方案).北京:中国农业科技出版社,1995.
第20卷 第1期1997年3月湖南师范大学自然科学学报
ActaSciNatUnivNormHunanVol.20No.1Mar.1997
衡山土壤腐殖质研究
吴甫成 丁纪祥 周 涛*
⒇
(湖南师范大学资源与环境学系,长沙,410081)
摘 要 研究衡山自然保护区不同海拔各类土壤腐殖质含量、组成和性质.结果表明:衡山
各类土壤腐殖质含量较丰富,均属富里酸型.HA/FA比值一般小于0.4,胡敏酸物质光密度较小,芳构化程度低.但随海拔升高,土壤中腐殖质含量增加,胡敏酸碳占有机碳总量百分率增高,表明海拔升高更有利于腐殖质的累积,特别是胡敏酸物质的缩合.同类土壤不同植被条件下腐殖质含量、组成和性质也有很大区别.因而,土壤腐殖质组成和性质不但是土壤高级分类单元的分类依据,也是过渡单元和低级单元的分类依据.
关键词 土壤腐殖质;胡敏酸;富里酸;HA/FA比值;土壤垂直地带性分类号 Q58.173
StudyontheHumusofSoilsinHenshanNaturalReserve
WuFucheng DingJixiang ZhouTao
(DepartmentofResourceandEnvironmentialScience,HunanNormalUniversity,Changsha,410081)
Thecontent,compositionandpropertiesofthehumusinsoilsunderdifferentAbstract
verticalzoneinHenshanNaturalReserve,HunanProvincewerestudied.Mainresultsob-tainedaresummarizedasfollows:Fromthemountainredsoil,yellow-redsoil,yellowsoiltopara-yellowsoil,thecontentofthehumusinsoilswerehigher,theirhumuscompositionbe-longtofulvicacidtype,HA/FA
Keywords humus;humicacid;fulvicacid;HA/FAradio;soilverticalzonality土壤腐殖质是土壤肥力的基础,也是土壤与植物之间物质和能量交换的中心环节.它的数量和质量在一定程度上反映了土壤形成过程和肥力水平,亦是土壤系统分类的重要依据[2,4].
⒇
湖南省教委资助项目.胡觉莲、何志强参加部分工作,特此致谢.
*现为北京师范大学资环系研究生.:
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湖南师范大学自然科学学报 第20卷
衡山为五岳之一,它是我国重要的旅游胜地和国家森林公园,也是中亚热带最具代表性的山地,其土壤垂直变化明显[3].本文为“湖南土壤系统分类及合理利用”课题部分内容,拟就衡山土壤腐殖质做系统研究,以探讨中亚热带土壤形成.性状及系统分类,为土壤资源合理开发利用提供科学依据
[5]
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1 材料和方法
～
衡山自然保护区位于湖南省中部,湘江谷地,地理位置北纬27°2′～27°22′,东径112°32′112°58′.山麓海拔82m,最高处祝融峰1289.8m,相对高差1200m,由于海拔高低相差大,
山体800m以下为中亚热带海洋性季风气候.山麓衡山县气象站资料记载,年均温17.5℃,≥10℃积温5529.7℃,年均降水量1363.9mm,年均蒸发量1491.6mm,干燥指数1.094,年均相对温度80%.随海拔升高,气温降低而降水增加.年平均气温递减率为0.55℃/100m,≥10℃积温递减率为227.8℃/100m,而年平均降水量递增率134.6mm/100m.至山顶,南岳高山气象站年均温11.3℃,≥10℃积温3173.3℃,年降水量2074.4mm,年蒸发量985mm,干燥指数0.475,终年云雾弥漫,年平均相对湿度大于85%,故山体800m以上属中亚热带山地凉爽气候.
根据土壤垂直分布,在不同海拔高度选取有代表性的典型剖面5个(见表1)及其对照剖面12个,取Ah层和AB层样品进行腐殖质研究.有机质用重铬酸钾法;全氮用开氏法;全磷用碳酸钠碱熔——钼锑抗此色法;pH值用电位计法.腐殖质组成用焦磷酸钠——氢氧化钠混合液提取;胡敏酸光密度以液层厚度1cm,碳浓度为0.136g/L的胡敏酸提取液测定.E4和E6分别为波长465μm和665μm的光密度化分析》一书所列方法进行.
[1]
,阳离子代换量用醋酸铵法,其它项目测定均按《土壤理
表1 衡山典型剖面上层土壤基本性质
编
土 壤
号
山地红壤山地黄红壤山地黄壤山地准黄壤山地草甸土
12345
地 点玉板桥半山亭铁佛寺上封寺天柱峰采 样
海拔(m)[**************]80
植 被类 型马尾松林马尾松杉木林柳杉林常绿、落叶阔叶混交林灌丛草甸
层次AhABAhABAhABAhABAhAB
深度(cm)3～1919～503～2424～526～3030～553～2020～378～1515～20
pH
有机质
全氨
全磷
阳离子
代换量
(H2O)(g kg-1)(g kg-1)(g kg-1)(me/100g)4.54.54.94.44.84.64.44.55.55.0
32.916.046.514.275.915.8123.343.993.137.7
3.331.992.352.033.721.626.401.584.981.75
0.300.300.420.200.600.302.011.380.970.59
13.416.3120.649.0829.29.6636.5627.2434.414.26
2 结果与讨论
2.1 土壤腐殖质含量的特点
衡山土壤腐殖质含量较高(表2).表层有机碳含量为8.2～71.5g kg,AB层为4.8～34.0g kg-1.不但腐殖质层厚,各土类Ah层大都大于20cm,而且腐殖质总储量大,1m土层腐殖质加权平均含量18.6～39.4g kg,按中国土壤系统分类腐殖质特性标准,山地黄壤和山地准黄壤均可划出一个具腐殖质特性的亚类[4].这与衡山土壤植被生长良好,土壤侵蚀轻微,,.-1
-1
第1期 吴甫成等:衡山土壤腐殖质研究
87
中全氮、全磷含量与腐殖质含量呈正相关,其回归方程分别为Y1=1.5722+0.0414x,r=0.726
**
及Y2=0.3116+0.011xr=0.757
**
.
占有机碳总量(%)
胡敏酸光密度
HA/FA0.03～0.31
0.110.080.220.120.13～0.20
0.27～0.50
0.350.14～0.18
0.16
0.420.19
1.36
4.39
1.60
4.33
1.72
3.74
1.1
4.23
E40.9
E4/E64.5
表2 衡山土壤腐殖质含量、组成和特性
土壤类型(样品数)
发生层次AhABAhABAhABAhABAhAB
有机碳(g Kg-1)8.2～19.114.27.221.412.06.67～30.8
42.4～71.5
54.911.5～34.0
22.9
54.021.9
胡敏酸1.04～7.60
2.842.784.212.013.74～7.27
8.68～12.33
9.975.69～6.68
6.16
12.55.04
富里酸24.3～33.0
29.136.326.427.621.3～41.0
18.33～33.8
27.935.1～44.2
36.6
30.127.1
山地红壤(n=4)
山地黄红壤(n=3)
山地黄壤(n=4)
山地准黄壤(n=5)
山地草甸土(n=1)
注:范围/平均值
2.2 土壤腐殖质组成特征
衡山土壤腐殖质组成以富里酸为主,富里酸碳量占有机碳总量26.4%～36.6%,而胡敏酸碳量仅占有机碳总量的2.01%～9.97%.HA/FA比值均小于1,大部分小于0.4.可见在中亚热带地区高温多雨的气候条件下,腐殖质缩合程度低,大部分形成分子量较小,复杂度较低的富里酸.由此看来,衡山各类土壤的酸性较强,除山地草甸土pH值大于5.0,其余各类土壤pH值均小于5.0,有的甚至小于4.5,为强酸性土壤(表1).这固然与湿热气候条件及酸性花岗岩风化物母质盐基离子淋失强烈有关,但以富里酸为主的腐殖质组成,也是土壤酸性强的重要原因.
2.3 同类土壤不同植被对腐殖质的影响
比较衡山同类土壤不同植被条件下土壤腐殖质特性可以发现,阔叶林,尤其是草本植物条件下,比针叶林植被更有利于腐殖质的形成.如同为山地黄壤,常绿阔叶林植被比针叶林植被下的土壤,不但腐殖质层厚、含量高,而且腐殖酸类物质碳,特别是胡敏酸碳量占有机碳总量百分率高,因而HA/FA比值也高.如果比较灌丛草甸加稀疏柳杉林植被和落叶阔叶林植被的山地准黄壤,也发现在草本植物为主的植被条件下,更有利于腐殖质的形成和缩合(表3).在草本植物为主的植被条件下,不但腐殖质层厚度大、含量高、储量大,而且,特别明显的区别是AB层腐殖质含量高,表层HA/FA比值增大.由此看来,土壤腐殖质含量、组成和性质,不但与生物气候条件关系密切,在土壤高级单元(土纲、亚纲、土类)划分中是分类依据,而且在同一生物
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湖南师范大学自然科学学报 第20卷
渡单元和低级单元(如亚类、土属、土种)划分中也是很有意义的分类依据.如山地黄壤和山地准黄壤等土类,可根据其腐殖质含量和特性,分别划分出腐殖山地黄壤和腐殖山地准黄壤亚类.
表3 衡山同类土壤不同植被下土壤腐殖质特性.
植被
(地点)常绿阔叶林(广济寺)柳杉林(铁佛寺)灌丛草甸+柳杉
(南天门)落叶阔叶林(藏经殿)
层次AhABAhABAhABAhAB
深度(cm)4～2727～630～1212～275～1515～401～1515～58
有机质胡敏酸碳(H)富里酸碳(F)
(g Kg-1)(占有机碳总量%)(占有机碳总量%)79.218.768.853.183.332.4102.319.9
8.937.274.323.759.236.3012.336.68
31.0243.4033.8221.2518.3344.2231.2736.51
胡敏酸碳富里酸碳(HA/FA)0.290.170.130.180.500.140.390.18
土壤类型
山地黄壤
山地准黄壤
2.4 与其它地区同类植被条件下同类土壤腐殖质比较
比较衡山与其它地区同类植被条件下同类土壤腐殖质含量、组成(表4)可见,同种类型的土壤,衡山土壤腐殖质含量高,但胡敏酸碳和富里酸碳所占有机碳总量的百分率一般都低于相同植被条件下同类地带性土壤.这说明衡山高温多雨的气候条件和花岗岩风化物母质,质地粗,通气条件较好,土壤中矿质化过程较强,生物累积过程的特点表现为旺盛的生物小循环,因而腐殖质化过程不是太强烈.
表4 衡山土壤与自然植被下同类土壤表层腐殖质组成比较
有机质
(g kg-1)32.927.99.375.977.162.1123.320.793.1119.4
胡敏酸碳(H)(占有机碳总量%)
7.604.306.1012.3813.2015.308.8612.4012.4617.20
富里酸碳(F)(占有机碳总量%)
24.3237.5041.9023.9833.7037.5028.2228.3030.0823.80
胡敏酸碳富里酸碳(HA/FA)0.310.110.150.520.380.410.310.440.410.70
地点与土壤类型湖南衡山山地红壤福建戴云山山地红壤江西 红壤湖南衡山山地黄壤海南五指山黄壤福建戴云山黄壤湖南衡山山地准黄壤江苏南京黄棕壤湖南衡山山地草甸土福建戴云山山地草甸土
2.5 土壤腐殖质垂直地带变化规律
2.5.1 土壤腐殖质含量垂直变化规律 从衡山不同垂直带17个土壤剖面腐殖质资料分析(表2)可以看出,随着山体海拔高度的增加,土壤腐殖质含量相应增加,其回归方程Ah层为Y1
***=-5.394+0.0853xr=0.821,而AB层Y2=1.99+0.0325x,r=0.501(腐殖质含
量:g kg;海拔高度:m;下同).这说明,随海拔升高,一方面降水增加,植被生长好,尤其是草-1
粘粒在土体中部淀积,相对说来,土壤更加粘重;加之土壤含水量增加,土壤通气性能降低;此外,温度的降低,使微生物活性降低,矿质化作用减弱,这些因素都有利于腐殖质的累积(图1-A).
2.5.2 土壤腐殖质组成垂直变化规律 衡山土壤腐殖质组成呈现有规律的垂直变化.虽然各类土壤腐殖质组成以富里酸为主,但随海拔升高,胡敏酸碳占有机碳总量的百分含量逐渐升高(图1-B),Ah层胡敏酸碳占有机碳总量%与海拔高度回归方程为Y1=0.092+0.0094x,r=0.582
**
**
,
AB层回归方程为Y2=0.909+0.0044x,r=0.612,但富里酸碳占有机碳总量的%与海拔高度相关性不明显.这说明,海拔升高,温度降低,湿度增大,地表植物特别是草本植物生长旺盛,因而整个腐殖质化过程增强,但胡敏酸含量增高更明显,因而随海拔升高,HA/FA比值增大(图1-C),HA/FA比值与海拔高度的回归方程Ah层为Y1=0.024+0.00031x,r=0.530,AB层回归方程为Y2=0.033+0.0012x,r=0.636.2.5.3 胡敏酸物质光密度垂直变化规律 从各类土壤胡敏酸物质消光系数与光密度曲线(表5、图2)可以看出,随海拔升高,胡敏酸物质在同一波长的光密度升高,说明胡敏酸芳构化程度增高,对
于埋藏土壤这点更加明显,这与HA/FA比值随海拔升高比值增大是一致的.草本植物生长旺盛,如山地草甸土,山地腐殖准黄壤,山地腐殖黄壤,胡敏酸芳构物化程度明显增高.从外表形态来看,这些土壤Ah层颜色加深,结构变好,为粒状,因粒状结构,而低海拔的红壤、黄红壤则为块状结构.
图1 衡山各类土壤腐殖质、胡敏酸、富里酸和HA/FA比值垂直变化
**
表5 衡山各类土壤Ah层胡敏酸溶液的吸光系数E
土 壤
700
山地红壤山地黄红壤山地腐殖黄壤山地准黄壤山地腐殖准黄壤山地草甸土埋藏土壤(准黄壤)
0.170.220.250.340.360.260.54
6650.200.260.300.410.460.310.68
6190.320.410.530.730.760.531.05
E值(波长:μm)
5740.420.520.630.860.940.641.32
5330.540.670.761.021.200.841.65
4960.710.881.001.321.491.102.00
4850.901.101.301.601.721.362.
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3 小结
(1) 衡山土壤腐殖质含量较高,但均属富里酸型,HA/FA比值一般小于0.
4,胡敏酸物质光密度较小,其芳构化程度低.
(2) 随海拔升高,土壤腐殖质层增厚,腐殖质含量增加,而且胡敏酸碳占有机碳总量百分率增高,HA/FA比值增大.因而,土壤腐殖质含量、组成和性质可作为土壤高级分类单元划分的依据.(3) 比较同类土壤不同植被条件下土壤腐殖质含量、组成和性质,亦可看出土壤腐殖质随植被的演替而变化.因而,土壤腐殖质亦可作为土壤低级单元(如亚类)的划分依据.
图2 衡山山地土壤胡敏酸物质光密度曲线
1.山地红壤 2.山地黄红壤 3.山地腐殖黄壤 4.山地准黄壤
5.山地腐殖准黄壤 6.山地草甸土 7.埋藏土壤(准黄壤)
参 考 文 献
1 科诺诺娃MM,尹崇仁等译.土壤腐殖质问题及其研究工作的当前任务.北京:科学出版社,1956.2 郭成达.戴云山土壤腐殖质的初步研究.土壤,1984,16:78～793 李庆逵主编.中国红壤.北京:科学出版社,1983.
4 龚子同.中国土壤系统分类(修订方案).北京:中国农业科技出版社,1995.