泰山黃前流域典型森林植被土壤化學性質(zhì)研究

李 錕 高翠玲 王慶華

（菏澤黃河河務局牡丹黃河河務局 山東 菏澤 274000）

0 前言

森林植被類型是影響土壤化學和生物化學性質(zhì)的主要因素，以往的研究表明，不同的森林植被類型，其土壤化學性質(zhì)存在一定的差異性。 本文在對不同林分土壤化學性質(zhì)比較的基礎上，重點比較不同森林植被土壤化學性質(zhì)的變異性,對該區(qū)不同森林土壤化學性質(zhì)進行評價，同時為城市水源地高效節(jié)水及靜水型植被的選擇提供理論依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

本文共選取7 種森林植被類型進行試驗研究，7 種林分類型分別為：側柏，赤松，荒草坡，麻櫟，板栗，赤松五角楓混交林陰陽坡。

1.2 土壤樣品的采集與制備和保存

在所設定的標準地內(nèi)，按對角線隨機選5 個樣點，挖取0～20cm 層土樣，帶回實驗室，將同一標準地不同樣點的樣品經(jīng)混合供分析。

從野外取回的土樣，經(jīng)登記編號后，都需要經(jīng)過一個制備過程——風干、磨細、過篩、混均、裝瓶，以備各項測定之用。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤全氮量的測定

土壤全氮測定采用半微量開氏法（凱氏定氮法）。

1.3.2 土壤全磷的測定

全磷用酸溶-鉬銻抗比色法。

1.3.3 土壤速效磷的測定

速效磷采用的碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法。

1.3.4 土壤全鉀的測定

采用NaOH 熔融、火焰光度法。

1.3.5 土壤速效鉀的測定

NH4OAC 浸提，火焰光度法。

1.3.6 鈣鎂的測定

鈣鎂用EDTA 容量法測定。

2 結果與分析

2.1 土壤氮素含量分析

土壤中的氮絕大數(shù)是儲藏在土壤有機質(zhì)中的有機態(tài)含氮化合物。 在土壤剖面上，土壤中全氮與硝態(tài)氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸減少，土壤中的全氮與硝態(tài)氮含量呈現(xiàn)一致的趨勢。 這主要歸結于土壤表層生物量富集和生物作用強烈的緣故。 大氣降水給土壤帶來的氮素只占全量的很小部分，土壤母質(zhì)含量也很小，土壤中的氮素絕大部分是儲藏在土壤有機質(zhì)的有機態(tài)化合物。

土壤全氮的含量表現(xiàn)為：側柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽坡＞荒草坡＞麻櫟林＞赤松林＞板栗林，土壤全氮為側柏林含量最多而板栗林含量最小。 豐富的枯枝落葉可補充土壤養(yǎng)分的耗竭。 側柏林、赤松五角楓混交林陰坡隨著土層厚度的增加含量的變化較明顯，而赤松與板栗林變化較少。 板栗林由于人為的因素如施肥、翻耕及管理措施等勞作使表層土的全氮含量較為均勻。 在土壤剖面上， 土壤中氨態(tài)氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸增加，氨態(tài)氮的含量表現(xiàn)為：赤松五角楓混交林陰坡＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞側柏林＞赤松五角楓混交林陽坡＞麻櫟林，不同林分下的氨態(tài)氮的含量較為平均， 含量相差不是很多；硝態(tài)氮的含量順序為：側柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽坡＞麻櫟林。側柏林的硝態(tài)氮含量最高。 我國森林土壤研究一般測中速效氮的研究，氨態(tài)氨和硝態(tài)氮的研究較少。

土壤有機氮含量體現(xiàn)了土壤中可供植物吸收的氮素供應水平。 其高低取決于土壤有機質(zhì)、全氮含量和有機質(zhì)的分解速度。 氨態(tài)氮和硝態(tài)氮在土壤中的轉(zhuǎn)化和移動具有明顯區(qū)別。 土壤中氨態(tài)氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸增大，而硝態(tài)氮與此相反。

2.2 土壤磷素含量分析

土壤中的磷可分為無機磷和有機磷兩類。 有機磷是植物磷素養(yǎng)分的重要來源，存在于土壤有機質(zhì)中，磷的含量與有機質(zhì)含量呈一定的正相關， 土壤速效磷含量是衡量磷素供應的較好指標，主要受土壤有機質(zhì)含量的影響。 隨著有機質(zhì)的分解，有機磷可逐步轉(zhuǎn)化成速效磷供植物吸收利用。 同時，在土壤有機質(zhì)和微生物參與下的還原作用， 也可以使磷酸高鐵還原而釋放出磷全磷的含量表現(xiàn)為： 赤松五角楓混交林陰坡＞麻櫟林＞板栗林＞荒草坡＞赤松林＞側柏林＞赤松五角楓混交林陽坡，總體水平差異不顯著；而速效磷的含量表現(xiàn)為：側柏林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞麻櫟林＞赤松五角楓混交林陽坡＞板栗林＞赤松林。

側柏林遠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， 該變化趨勢不是很明顯，也缺乏順次遞增的規(guī)律。 這可能與森林植物對磷的吸收和富集有關， 也可能與磷形態(tài)轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換潛能的復雜性有關。 側柏林地的速效磷含量最大，且與其它林地差異顯著。 土壤中全磷含量以及速效磷含量在縱斷面上有向下減少的趨勢，但是也有例外。 荒草坡中全氮和速效氮的含量隨著土層厚度的增加而增加。 這可能跟荒草坡地表裸露，沒有枯枝落葉層有關系； 而板栗林的全氮也呈這種趨勢是由于人為施肥耕作的結果。 土壤中磷含量的變化規(guī)律與氮基本一致。

2.3 土壤鉀素含量分析

土壤全鉀量（K2O）能反映土壤鉀素的潛在供應能力。 土壤速效鉀則是土壤全鉀的現(xiàn)實供應指標。 土壤中的全鉀含量為： 赤松五角楓混交林陽坡＞麻櫟林＞赤松林＞板栗林＞側柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞荒草坡； 速效鉀的含量表現(xiàn)為： 板栗林＞側柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞荒草坡＞麻櫟林＞赤松林＞赤松五角楓混交林陽坡＞板栗林。

速效鉀的含量在剖面上的相關性上與氮磷保持一致。 側柏林的速效鉀含量比其它林地的含量要多，側柏林每年向土壤表層提供大量的凋落物，又以豐富的根系補充土壤，因此增加了土壤速效K 含量。制約土壤中鉀含量變化趨勢的是植被的返還能力，在剖面上，隨著深度的加大，生物的返還影響減弱，代之的是成土母質(zhì)，成土母質(zhì)的差異導致了上述特點，而鉀的有效性一般隨pH 值得增大而增高。 土壤鉀素中絕大部分是難以利用鉀和緩效鉀，土壤全鉀量主要受母質(zhì)類型的影響，且和土壤風化程度成反比。 通常用速效鉀含量作為衡量土壤鉀素供應水平的指標。 森林對速效鉀具有正效應。 雖然森林凋落物能歸還土壤鉀素， 但鉀在植物中移動性強，凋落物含鉀量相對較低，并減少交換鉀的固定,從而增加土壤速效鉀土壤速效鉀的含量。 從變異性看，林地對土壤表層及表下層的速效K 改良效果均很顯著，板栗林則通過大量施肥來調(diào)整土壤K 素含量。

2.4 土壤中的鈣、鎂含量分析

土壤中鈣鎂的含量分別為：板栗林＞麻櫟林＞側柏林＞赤松林＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽坡＞荒草坡；側柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松林＞赤松五角楓混交林陽坡。 土層土壤中鈣鎂含量豐富，表層含量明顯高于土壤的背景值。 因為土壤的鹽堿化最基本的表征恰就是鈣鎂在土壤表層的富集。 這種現(xiàn)象可能與土壤中水溶態(tài)和代還態(tài)鈣鎂具有隨pH 增大而降低的地球化學行為有關。

3 討論與結論

3.1 不同森林植被下土壤化學性質(zhì)的深度不同，土壤化學特征也不同。 土壤各化學性質(zhì)在深度一般上表現(xiàn)為，表層土壤的N，P，K 大多高于下層 （全磷和速效磷中荒草坡低于下層，可能與地表破壞有關系）。 不同森林植被類型條件下，氨態(tài)氮與全氮的含量相差不是很大，差異不明顯。

但是銨態(tài)氮是隨著土壤深度的增加含量增加，而硝態(tài)氮與此相反，這可能與母質(zhì)及林分綜合影響有關。 有機質(zhì)、微量元素和鈣鎂則有時會出現(xiàn)表層低于地表下層， 且變化不明顯，但上下變化不劇烈，這跟林地地表與地下補給物數(shù)量以及特定林份對土壤養(yǎng)分吸收不同有關。

3.2 土地利用方式對土壤的化學性質(zhì)有較大的景響。在本研究區(qū)中，板栗林由于施肥、灌溉等農(nóng)事活動，氨態(tài)氮與硝態(tài)氮和有機質(zhì)含量均較高；全氮、速效鉀和錳含量均較低：而且隨深度的增加土壤化學性質(zhì)變化不明顯。