色季拉山土壤養分空間分布特征分析

李文鳳 張靜 達娃旺杰

摘要：為了解森林土壤養分的空間特性，以西藏色季拉山為主要研究對象，根據野外調查采樣和室內樣品測定分析為基礎，結合GIS空間插值方法分析森林土壤養分空間分布狀況。結果表明，色季拉山屬酸性土壤，其土壤有機質和全氮含量高于全國平均值，土壤有機質和速效磷隨海拔增加而升高，速效鉀與之相反，全氮含量在山體中部較高；山體東、西坡土壤養分指標差異顯著，隨海拔上升均有一定的變異規律。

關鍵詞：色季拉山；不同坡向；土壤養分；空間分布

中圖分類號：S714.8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）14-3361-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.008

Study on Spatial Distribution of Soil Nutrients in Sejila Mountain

LI Wen-feng， ZHANG Jing， DAWA Wang-jie

（Department of Resources and Environment， Agricultural and Animal Husbandry College of Tibet University， Linzhi 860000， Tibet， China）

Abstract： In order to analyze the spatial characteristics of forest soil nutrients in Sejila mountain， based on field investigation and laboratory sample measurement，spatial distribution of forest soil nutrients was analyzed with GIS spatial interpolation methods.The results showed that， the soil of Sejila mountain was acidic，the organic matter and total nitrogen content of soil were higher than the national average，soil organic matter and available phosphorus content rised with increasing altitude，available potassium decreases with increasing altitude，total nitrogen content was higher in the middle of the mountain.The soil nutrient indicators in east and west slope were significantly different，and there were some variation regularities as altitude rised.

Key words： Sejila mountain； different slope； soil nutrients；spatial distribution

土壤是重要的生態因子，也是植物養分元素的主要來源，并直接關系到作物的生長狀況。土壤養分更是為植物提供生長發育所必須的營養元素，也是評價土壤肥力的主要內容[1，2]。土壤有機質及礦物質是土壤養分的重要來源，其中土壤有機質更是衡量土壤養分的重要指標之一，在全國第二次土壤普查中，將土壤養分劃分為6個等級，分別根據土壤養分的指標內容進行等級劃分[3]，其中有機質含量大于4%為一級，有機質含量小于0.6%為六級（極低）。因此，了解并分析土壤養分的空間分布特征，對于研究植被分布生長、植物群落組成和生態環境保護發展等都有著極其重要的作用。

森林土壤養分的空間分布特征和其地形、地質因子有直接的聯系，對于林地的產量分析、環境保護和土地質量評價等都十分重要[4-6]，更體現了不同林地生態恢復狀況和植被類型的影響。所以，了解其空間特征對于更好地實際應用于林業經濟和生態環境保護都具有極其重要的作用。

1 研究背景及方法

1.1 研究區概況

色季拉山屬念青唐古拉山脈，位于西藏自治區林芝地區林芝縣（94°25′-94°45′E，29°35′-29°57′N），其山體海拔為2 100～5 300 m，氣候呈帶狀垂直分布，因此形成類型多樣的土壤分布[7]，且東、西坡呈對稱分布。西坡較東坡溫度稍高，但降雨量略低于東坡，隨著海拔升高，兩坡溫度接近但濕度東坡略高。

由于地形和氣候等因素，色季拉山植被類型多樣且分布明顯，自山頂到山腳主要為高寒帶灌草、草甸，亞高山寒溫帶暗針葉林，山地溫帶暗針葉林，暖溫帶松林、針闊混交林[8]，東坡較為濕潤，植被生長較西坡茂盛。

1.2 研究內容

本研究以色季拉山及其東、西坡為主要研究區域，在2014年5月根據不同的海拔高度，在東、西坡分別設置30 m×30 m的樣地（表1），觀察并記錄土壤剖面狀況，包括土層厚度、濕度、質地等物理性質，共采集52份土壤樣品，在采集時避免石礫和植物根系等雜質，用密封袋裝好回實驗室自然風干過篩后進行測定。

土壤養分測定[9]包括土壤有機質、pH、土壤全氮、速效磷和速效鉀的測定。

1.3 研究方法

采用 Excel 2003、SPSS 16.0 和ArcView 3.3軟件對土壤養分的范圍、均值、差異和變異系數等數據進行處理和制圖。

2 研究結果

2.1 色季拉山土壤養分基本統計

此次采集并測定的土壤數據主要為0-20 cm的土壤樣品數據，根據數據統計分析可知，色季拉山山體土壤呈酸性，其土壤養分指標變化較大，主要與其山體地勢有關，隨著海拔增高，在山頂測得的土壤養分指標數據較山底有較大差異。其中，土壤速效磷的變異系數較大，表明在整個山體中其含量相對較高，差異性顯著。應用SPSS 16.0進行K-S檢驗，土壤有機質、pH、全氮、速效磷和速效鉀的K-S值均大于0.05，屬于正態分布。

根據中國土壤數據庫中信息可知，色季拉山土壤有機質和全氮含量遠高于全國平均測值（有機質含量1.8%，全氮含量0.146%），這與該地區的地形環境和森林郁閉度相關。整個山體隨著海拔升高其土壤養分含量有明顯差異，山頂的土壤有機質含量高于其他海拔高度測得的數據，個別差異較大數值主要為裸露山巖。同時，由于氣候的垂直變化，植被類型各異，對氮素的轉換和吸收也有所差異，但同一剖面的土壤性質變化不大，其分布規律基本一致。

2.2 色季拉山不同坡向土壤養分統計

由于受印度洋暖濕氣流的影響，色季拉山東、西坡的溫差相對較大，因此植被類型也不盡相同，其土壤養分含量也稍有差異。利用ArcView 3.3軟件導入東、西坡不同海拔采樣點土壤養分指標數據并生成水平直方圖（圖1），由圖1可知，東、西坡土壤養分含量的基本規律一致，呈對稱狀。隨著海拔高度升高，土壤有機質和速效磷含量的總體趨勢是升高的，土壤速效鉀隨海拔升高而減少。土壤有機質、速效鉀和全氮含量東坡略高，但速效磷的含量西坡高于東坡，個別顯著差值受具體地質環境、植被和氣候影響。

2.3 色季拉山土壤養分空間分布特征

應用ArcView 3.3采用Spline插值方法分別對樣品指標作其含量空間分布圖（圖2）。由此可知，色季拉山土壤呈酸性，但在部分區域呈強酸性，土壤有機質含量較高，和全氮呈正相關性。土壤有機質隨海拔升高而增加，部分裸露山巖偏低；土壤全氮含量在山體中部較高，山頂值較??；隨海拔高度升高，土壤速效磷含量逐漸增加，速效鉀含量則隨海拔升高而減少。

3 結論與討論

本研究通過GPS定位和空間插值的方法對色季拉山土壤養分的空間分布狀況進行分析，并初步掌握其空間變異特性，根據不同海拔和坡面對山體的土壤養分情況進行研究，選取相關指標進行分析。結果表明，整個山體土壤養分含量較高，全氮含量在山體中部較高。隨著海拔升高，土壤有機質和速效磷均呈增長趨勢，只有個別山體裸露點測值較低。研究區土壤為酸性土壤，部分區域已達到強酸性。根據東、西坡土壤養分水平直方圖可知，兩坡土壤養分差異較大，土壤有機質、全氮和速效鉀含量東坡略高于西坡，但速效磷含量東坡相對較低。

由于特殊的地形地貌和氣候條件，色季拉山形成了獨有的土壤和植被類型，因而其整個山體的土壤養分規律也不盡相同。本次研究還有可擴展性，在今后的研究中，可在此基礎上選擇不同季度、不同植被類型和典型植被不同地形、海拔的土壤養分進行分析研究，以便完善整個山體的土壤養分空間分布信息，并對今后森林土壤—植被—生態的系統管理提供更科學嚴謹的數據平臺。

參考文獻：

[1] 張鼎華，陳由強.森林土壤酶與土壤肥力[J].林業科技通訊，1987（4）：1-3.

[2] 徐劍波，宋立生，彭 磊，等.土壤養分空間估測方法研究綜述[J].生態環境學報，2011，20（8-9）：1379-1386.

[3] 曹志洪，周健民.中國土壤質量[M].北京：科學出版社，2008.

[4] 鄭姍姍，吳鵬飛，馬祥慶.森林土壤養分空間異質性研究進展[J].世界林業研究，2014，27（4）：13-17.

[5] 劉 璐，曾馥平，宋同清，等.喀斯特木論自然保護區土壤養分的空間變異特征[J].應用生態學報，2010，21（7）：1667-1673.

[6] 秦 松，樊 燕，劉洪斌，等.地形因子與土壤養分空間分布的相關性研究[J].水土保持研究，2008，15（1）：46-49.

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[8] 陳 歆.西藏東南地區色季拉山土壤養分空間變異性的研究[D].南寧：廣西大學，2007.

[9] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2000.