赤峰市主要林分類型土壤機械組成分析

祁 偉 姚云峰 郭月峰

（1.內蒙古水利水電勘測設計院，內蒙古 呼和浩特 010020；2.內蒙古農業大學，內蒙古 呼和浩特 010018）

自然界中的土壤都是由多種不同大小的土粒，按照不同的比例組合而成的。土壤機械組成，是指土壤中各土粒粒徑的組合比率關系，一般以各粒級所占的百分比來表示，是一項重要的土壤物理性質[1-3]。左小安等對科爾沁沙質草地群落物種多樣性、生產力與土壤特性的研究表明:對草地土壤機械組成的研究在改良土壤結構，防治土壤沙化，提高草地生產力，維持草地生態系統的穩定都具有重要的意義。針對我國北方部分地區進行的黃土蓄水過程影響機制模擬試驗研究表明：土壤機械組成對土壤蓄水能力有較大影響，土壤蓄水能力隨粘粒含量增加而遞增。隋躍宇等以海倫農田黑土為對象，研究土壤機械組成與土壤全量養分的相關性，結果表明：土壤機械組成中，土壤粘粒含量高是有利于土壤有機質積累的主要因素之一，土壤機械組成對土壤養分含量有著重要的影響。日本學者宇野良野等認為土壤容重影響植株根系的生長與發育，孔隙度影響植物的發育和質量。這些國內外研究表明土壤機械組成對于土壤的結構、性質、肥力以及植物的生長都有著重要的影響。因此，本研究以赤峰市敖漢旗為研究對象，分析不同土壤類型下土壤機械組成的差異，旨在為當地科學合理利用土地資源和生態建設提供基礎數據和理論參考。

1 研究區概況與數據處理

1.1 研究區概況

研究區位于內蒙古自治區赤峰市東南部，地理坐標為41°42′N～43°02′N，119°30′E～120°53′E。敖漢旗總的地勢為南高北低，從南向北由低山丘陵、黃土丘陵過渡到黃土漫崗，以至風沙坨沼地貌。敖漢旗處于中溫帶，屬于大陸性季風氣候。年均降雨量在310-390mm 之間，年均蒸發量在2300-2600mm 之間。10℃以上有效積溫為2700-3300℃，無霜期為130-150d。年均風速為4-6m·s-1。植被主要有天然草地、灌叢林、喬灌混交林、針闊混交林和闊葉純林等森林植被類型，主要以人工植被為主。由于巖石構成的多樣性，敖漢旗的土壤具有多樣性，土壤共分為8 個土類、19 個亞類、66 個土屬、189 個土種。8 個土類分別為棕壤、褐土、栗褐土、栗鈣土、潮土、風沙土、沼澤土、粗骨土，主要為風沙土。

1.2 研究內容及方法

1.2.1 研究內容

通過對赤峰市敖漢旗風沙土區4 種主要林分類型（小葉楊，沙棘，山杏，油松）0～100cm 土層的土壤機械組成作分析，從而剖析不同林分類型土壤機械組成的特征。

1.2.2 研究方法

（1）樣地選取：結合敖漢旗1：5 萬地形圖、主要樹種分布類型圖，于2014 年7 月采用人為選擇典型樣地法對研究區進行采樣，兼顧代表性和均勻性原則，充分考慮研究區內的不同地貌特征等因素，盡量全面反映研究區的自然特征，共計選取有代表性的170 個樣點。

（2）樣品采集：確定樣區中的樣地后，使用手持GPS 記錄樣地坐標信息，在具有代表性的樣點上采樣，確定土壤剖面位置。去除土壤表層的植被與枯落物，挖掘深1m，長1.5m，寬1.5m 的土壤剖面，按照0～20、20～40、40～60、60～80 和80～100cm 劃分5 層，由下至上分層取樣，每層取3 個重復，以降低采樣中系統誤差及異常樣點的干擾。將每個土壤剖面同一層次的土樣混合均勻，按四分法去除多余土樣裝入無菌袋帶回實驗室經晾曬、去除植物根系等雜質，測定其機械組成。取樣結束，回填土壤剖面。記錄樣區內的樹種。

（3）土壤機械組成的測定：采用mastersizer 3000 激光粒度分析儀測定土壤機械組成。根據美國制土壤顆粒分級標準，將土壤劃分為砂礫（2～0.05mm），粉粒（0.05～0.002mm），粘粒（＜0.002mm）。

1.2.3 數據分析

數據采用EXCEL 軟件進行統計分析處理。

2 結果與分析

由圖1 可知，在0～20cm 土層中，四個林分下的土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹（0.85%）＜沙棘（1.28%）＜山杏（1.56%）＜油松（1.68%）。在沙棘，山杏，油松4 個林分土壤中粘粒所占比例基本相同，但是所占比例都很少，不超過2.00%。四個林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹（21.36%）＜油松（31.12%）＜沙棘（31.68%）=山杏（31.68%）。除了楊樹林分土壤中粉粒所占比例比其他三個樹種下土壤中粉粒所占比例小很多外，其他三個林分土壤中粉粒所占比例相差是很小的。四個林分土壤中砂礫所占比例最大的為楊樹，砂礫所占比例為77.79%，而其他三個林分土壤中砂礫所占比例都在67.00%左右。因此楊樹林分土壤中砂礫所占比例比其他三個林分土壤中砂礫所占比例高約10.00%。

圖1 0～20cm 土層中各粒徑土壤所占比例

圖2 20～40cm 土層中各粒徑土壤所占比例

由圖2 可知，在20～40cm 土層中，四個林分土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹（0.84%）＜山杏（0.99%）＜沙棘（1.27%）＜油松（1.42%）。山杏和楊樹林分土壤中粘粒所占比例基本相同，沙棘和油松林分土壤中粘粒所占比例也基本相同。四個林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹（21.60%）＜山杏（27.59%）＜油松（31.90%）＜沙棘（31.99%）。所占比例相差很大，達到了10.39%。因為楊樹林分土壤中粘粒和粉粒所占比例都是最小的，因此，楊樹林分土壤中砂礫所占比例是最大的，為77.54%，其次是山杏林分土壤中砂礫所占的比例，為71.41%，沙棘為66.73%，而砂礫所占比例最小的是油松，為66.67%。

由圖3 可知，在40～60cm 土層中，四個林分土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹（0.89%）＜山杏（1.19%）＜沙棘（1.43%）＜油松（1.58%）。四個林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹（22.79%）＜山杏（30.85%）＜沙棘（34.15%）＜油松（34.58%）。可以看出，在40～60cm 土層中，沙棘和油松中粉粒所占比例基本相同，而楊樹林分中粉粒所占比例遠遠小于油松林分中粉粒所占的比例。四個林分土壤中砂礫所占比例從小到大依次為：油松（63.85%）＜沙棘（64.43%）＜山杏（67.95%）＜楊樹（76.83%）。楊樹林分土壤中砂礫所占比例比油松林分土壤中砂礫所占比例高了12.98%。

圖3 40～60cm 土層中各粒徑土壤所占比例

圖4 60～80cm 土層中各粒徑土壤所占比例

由圖4 可知，在60～80cm 土層中，四個林分土壤中粘粒所占比例從小到大依次為：楊樹（1.32%）＜山杏（1.35%）＜沙棘（1.85%）＜油松（4.95%）。油松林分土壤中粘粒所占比例比楊樹林分土壤中粘粒所占比例高了很多，達到了3.63%。四個林分土壤中粉粒所占比例從小到大依次為：楊樹（25.46%）＜山杏（33.08%）＜沙棘（40.47%）＜油松（40.80%）。可以看出，在40～60cm 土層中，沙棘和油松中粉粒所占比例大致相同，而楊樹中粉粒所占比例遠遠小于油松中粉粒所占的比例。四個林分土壤中砂礫所占比例從小到大依次為：油松（54.25%）＜沙棘（57.68%）＜山杏（65.60%）＜楊樹（73.19%）。楊樹林分土壤中砂礫所占比例比油松林分土壤中砂礫所占比例高了18.94%。

3 結論

通過研究赤峰市敖漢旗4 種主要林分類型的土壤機械組成，得到如下結論：不同林分類型相同土層中粘粒，粉粒，砂礫所占比例不同，均表現為粘粒所占比例最小，粉粒居中，砂礫最多，且砂礫所占比例遠遠大于粘粒所占比例。其中，楊樹林分土壤的粘、粉粒所占比例最低，砂礫所占比例最高。

［1］劉連杰，白紅英，母國宏，等.土壤質地及環境因子對農田NO2排放的影響[J].安徽農業科學，2008，36(14):6075-6077.

［2］劉玉，李林立，趙柯.巖溶山地石漠化地區不同土地利用方式下的土壤物理性狀分析[J].水土保持學報，2004，18(5):142-145.

［3］曾慶猛，孫宇瑞，嚴紅賓.土壤質地分類的近紅外光譜分析方法研究[J].光譜學與光譜分析，2009，29(7):1759-1763.