吳燕清
(福建師范大學 地理科學學院,福建 福州350007)
山地土壤資源在區域自然資源中占有重要地位。福建是一個多山的省份,福建土壤研究不僅對區域資源可持續利用具有重要的意義,而且對我國亞熱帶山地丘陵地區土壤研究具有一定的代表性[1],在武夷山自然保護區內紅壤、黃紅壤和紅壤都是其重要的山地地帶性土壤。近年來,隨著土地資源的大規模開發,大量土地開墾用于農耕,以及人工種植大量的毛竹、茶樹等經濟作物,然而土地的不合理開發使用不僅影響作物的產量,而且造成山地水土流失等生態環境問題。
武夷山脈位于閩贛交界,走向從東北到西南,長達550多km,寬度各處不相等。平均海拔高度約為1000~1100m,其中黃崗山海拔2158m,不僅是武夷山脈的最高峰,也是我國大陸東南部的最高峰[2]。
武夷山區屬中亞熱帶氣候,雨量充沛,年平均降水量為1700~3100mm,年平均溫度在8.5~19℃,年平均相對濕度在70%~85%以上,年平均霧日在100d以上。山地水熱條件呈明顯的垂直變化,因此武夷山的土壤和植被也有較為完整的垂直帶譜,土壤自下而上為紅壤—黃紅壤—黃壤—山地草甸土,自然植被從低海拔到高海拔依次為亞熱帶常綠闊葉林、針闊混交林、針葉林、亞熱帶山地苔蘚矮林和亞熱帶山地草甸。
在武夷山研究區野外調查的基礎上,自下而上分層采集5個土壤分析樣品,即1個紅壤剖面(黃坑,海拔352m),1個普通黃紅壤剖面(廟灣,海拔905m),1個棕化黃紅壤剖面(坳頭,海拔980m)和2個黃壤剖面(桐木關,海拔1169m;掛墩,1227m)。
在實驗室先進行土樣處理,對土樣進行風干、挑揀、研磨和過篩,然后對土樣進行理化分析,用土壤色卡對比濕態判定土壤顏色,用甲種比重計測定土壤機械組成,用奧立龍818酸度計測定土壤ph值,采用測速法測定土壤有機質含量。
土壤顏色:土壤顏色是土壤最重要的形態特征之一,其變化可作為判斷和研究成土條件、成土過程、肥力特征和演變的依據,此外,土壤顏色也是土壤分類和命名的依據之一。通過土壤色卡對比5個土壤剖面的顏色:紅壤→黃紅壤→黃壤,顏色逐漸變暗。由于土壤顏色的深淺一般與腐殖質含量呈正相關,黑色一般是肥力高的標志,因此,由顏色可以看出,隨海拔的增高,黃壤的腐殖質累積量最多。
土壤質地:土壤質地是土壤的重要物理性質之一,影響土壤水分、空氣和熱量的狀況,同時影響著養分的轉化[3]。三種土壤的黏粒含量都在20%~30%上下,并且隨著海拔的升高,從紅壤到黃壤黏粒含量逐漸減少,砂質含量逐漸增加。壤質土的砂粒黏粒含量適中,集沙土黏土的優點于一身,通氣透氣性良好,保水保肥性較強,耕性良好,適耕期長,適種作物廣。
土壤有機質:土壤有機質是土壤固相部分的重要組成成分,含有較為全面的營養成分,它不僅是植物和微生物生命活動所需養分和能量的源泉,而且對土壤理化性質和土壤肥力的影響較大。武夷山土壤隨海拔的增加有機質含量遞增,即紅壤<黃紅壤<黃壤;同一剖面,隨深度的增加土壤有機質含量減少。
活性酸度:活性酸度是指存在有土壤溶液中氫離子引起的酸度,通常用pH值表示[4]。用奧立龍818酸度計測定紅壤、黃紅壤和黃壤的pH值都在5左右,為酸性土,適種植酸性作物,如毛竹、茶樹等。
主要分布在海拔700m以下,年均溫17~19℃,年降水量在1700~2000mm,年相對濕度在70%~75%,干濕季交替明顯。植被主要為常綠闊葉林,常見科為木蘭科、殼斗科、??坪蜕讲杩?。成土母巖母質以坡積—殘積的粗晶花崗巖為主,巖石風化和土壤淋溶作用強烈。成土過程以紅壤化作用為特征,難溶性鐵、鋁氧化物在土壤中富集,粘粒及次生礦物不斷形成。土壤表層灰黑色,小塊狀結構;B層紅色或深紅色,塊狀結構,土層較厚。本帶土壤受人為活動影響較大,大部分開墾成為農耕用地。
分布于黃崗山海拔700~1050m處,年均溫在13~18℃,年降雨量在2000mm左右,年相對濕度在75%~80%,有干濕季交替現象。成土母巖多為粗晶花崗巖,成土母質為坡積—殘積物。植被從常綠針闊葉混交林過渡到常綠闊葉林。該帶是從黃壤到紅壤的過渡帶,剖面呈黃紅過渡色,土壤性狀跨于紅壤和黃壤之間,帶的上半部土壤性狀近于黃壤,帶的下半部土壤性狀近于紅壤[5],土壤理化性狀變幅較大。本帶土壤部分開辟為茶園或者毛竹林。
分布于海拔1050~1900m間,年均溫為11~13℃,年降水量約為2000mm,年相對濕度80%以上。成土母質以火山凝灰巖和粗晶花崗巖為主,化學分化作用較強。植被主要為黃山松針闊混交林和以黃山松為主的針葉林。成土過程以黃壤化作用為特征,土壤礦物分化度較低,鐵、鋁氧化物在土壤中富集明顯。土壤表層深黑色,疏松、粒狀結構,富含有機質;心土層呈黃色或黃棕色,較緊實,塊狀結構。由于黃壤分布海拔較高,地勢較陡,對其開發利用較少,主要生長的是一些天然植被。
(1)因地制宜,合理種植,防治水土流失。武夷山處于亞熱帶季風氣候條件下,水熱充沛,生物資源豐富,土壤蘊藏著巨大的生產開發潛力。但由于該地區降水強度較大,如在開墾利用中稍有不慎,就會引起嚴重的土壤侵蝕和水土流失。武夷山山區林業立地條件好,主要發展用材林、經濟林,還有一部分地區是以林、茶結合為主。但是在不同地形環境下,開發利用方向是不同的,一般坡度大于25°的山地限制開墾,退耕還林,以防止水土流失;坡度在15°~25°的緩坡,土層1cm以上的部位可以適當開墾為梯園,種植茶、果等經濟林木;坡度小于15°,土層較厚,有水源灌溉處,可開墾為耕地,種植作物,或發展多種經營。
(2)改良土壤結構,增強土壤保水、保肥能力。紅壤、黃紅壤和黃壤主要都為壤質土,適合多種作物的種植,但是也有些地區土壤較砂或較黏,所以應加強土壤管理,進行翻淤壓砂或者翻砂壓淤。一般情況下,土壤質地上面為沙土,下面為黏土,能夠托水又托肥,有利于植物的生長。例如,在毛竹生長的地方,要多進行深翻松土,翻時由坡下向坡上全面深翻,使竹鞭網絡寬松,根系舒展,清除老鞭死鞭,使得幼鞭生長有較大的地下空間[6]。
(3)合理施肥,培肥土壤,增加土壤有機質含量。土地資源開發利用后,隨著作物每季從土壤中取走一定數量的養分,土壤的有機質含量會不斷減少,如果沒有得到補償,土地的潛力和作物的產量就會同時下降[7]。目前,武夷山紅壤中存在著板結、酸性過強、養分不足等各種障礙因素。土壤的酸性環境,會加速銨、鈣、鎂等陽離子的解離和消失,抑制土壤有益微生物的生長和降低磷肥的有效性。而一般作物的生長都需要氮、磷、鉀等養分,它們以有機態的形式存在,所以在施肥過程中以施有機肥為佳,同時充分考慮土壤養分狀況,最好施完全肥、長效肥。武夷山地區土壤的氮素含量較少,鉀肥一般不缺,所以在施肥時應多施氮肥和磷肥,適當施鉀肥。此外,還可以開辟有機肥源,在現有的山地茶、竹林下套種多年生綠肥,如大葉草、油草、山姜等覆蓋度大、矮生性的品種。
在武夷山保護區內,隨著海拔的升高,氣溫和降水等呈有規律變化,依次分布著紅壤→黃紅壤→黃壤,土壤顏色變深,有機質含量增多;黏粒含量減少,砂質含量增加,黏性降低。當前山地土壤已經有部分開辟為農耕地、茶園、毛竹林等,在開發利用中應該注意以下幾個方面:
(1)因地制宜合理種植,防止水土流失;
(2)改良土壤結構,加強土壤管理;
(3)合理施肥,增加土壤有機質含量。
[1]林 芳.富有新意的區域土壤地理新作——《福建山地土壤研究》[J].地理學報,2002,57(1):23~25.
[2]朱鶴健,林振盛,陳珍皋,等.武夷山土壤垂直分布和特征[J].武夷科學,1982(2):150~163.
[3]朱鶴健,陳健飛,陳松林,等.土壤地理學[M].北京:高等教育出版社,2010:51.
[4]黃群山,葉源忠.淺析武夷山山地土壤理化性質的垂直分異[J].太原師范學院學報:自然科學版,2008,7(3):128~131.
[5]朱鶴健.福建東南部山地丘陵土壤的基本特征.福建土壤與土地資源研究[M].北京:農業出版社,1994:13~26.
[6]陳志龍,李冰潔.武夷山黃紅壤帶毛竹林土壤環境及其改良[J].吉林師范大學學報:自然科學版,2008(3):127~129.
[7]朱鶴健.中國山丘紅壤區土地利用現狀和發展方向——以福建為例.福建土壤與土地資源研究[M].北京:農業出版社,1994:239~250.