華寧縣土壤垂直帶譜特征及其影響因素分析

摘 要：土壤垂直帶譜的研究有助于認識華寧縣以及其他中山河谷地貌的土壤垂直地帶性變化規律及特征，探究土壤與其他地理要素之間的關系，也為土地利用、土壤資源開發和生態環境保護提供參考。本文通過實地調查采樣，對華寧縣土壤分布進行了土壤類型和垂直分布規律的分析，分析了影響華寧縣土壤垂直帶譜的分布特征和影響因素。結果表明：1）紅壤、赤紅壤、棕壤和水稻土為華寧縣的主要土壤類型，其中紅壤分布最廣，面積為85428公頃（ha），占比68.4%，此外還有少量紫色土分布;2）因所處海拔和地形不同，華寧縣主要有兩種土壤垂直帶譜類型，一種為赤紅壤-紅壤紫色土（水稻土）-棕壤，另一種為紅壤（紫色土）-棕壤，耕作區為人為水耕熟化的水稻土和園地土壤，紫色土為非地帶性土壤;2）華寧縣土壤垂直帶譜受地貌和水文，氣候和植被，母巖和成土母質以及人為作用的影響，土壤垂直地帶性顯著。

關鍵詞：華寧縣;土壤垂直帶譜;影響因素

土壤的垂直分布受地形地貌、氣候、植被和水文，海拔高度等多個因素的綜合影響，例如空氣溫度通常隨著海拔的升高而降低，溫蒂的降低導致了土壤溫度變化，從而引起相應的植被類型變化。生物因素，如植物競爭和生物共生寄生等復雜的關系也深刻影響垂直帶譜的變化[1]母巖和成土母質對土壤性成分不的作用也很明顯，人為的生產生活對土壤的利用和改造也會在一定程度上改變土壤的分布情況。土壤分布的垂直地帶性，是指隨著山體海拔的升高，熱量遞減，降水在一定高度（最大降水高度）內遞增而在超出該高程后遞減，并引起植被等成土因素隨高度發生有規律的變化，土壤類型相應出現有規律更替，呈垂直分帶的特性。

目前，對于土壤空間分布的研究主要集中在選取土壤中某一特定要素，如土壤養分、重金屬、有機質和水分等[2-5]，對其空間分布特征及其影響因素進行研究分析;在土壤垂直帶譜方面，多針對于某一山體進行土壤類型的具體剖析[6， 7];另外，陳作雄根據緯度帶的劃分，研究了廣西全境的基帶土壤的形成和特征，并分類對廣西各土壤垂直帶譜的結構進行分析，在參考了各典型山坡的土壤垂直分布基礎上分析總結了廣西境內的土壤帶譜的特點[8];雷梅等在地質構造運動與地貌、氣候和植被等因素的基礎上，分析了太白山北坡成土因素的垂直分異特點，并總結出其土壤垂直帶譜特點和土壤的分類及演變[9]。華寧縣地處低緯度高原，日照長，光能充足，熱量資源豐富，當地柑橘種植業發展成熟。綜合文獻資料來看，已經有充分的針對于土壤垂直帶譜的研究，并且給出了相關的分類模型，但是針對于具體華寧縣土壤的研究較少，針對土壤類型進行具體的分析，并劃分垂直帶譜類型，總結其特征及其形成影響因素，有助于彌補華寧縣土壤研究領域的不足，為華寧縣未來的土壤利用規劃、農業種植和資源的可持續開發利用提供參考。

一、研究區與研究方法

（一）研究區概況

華寧縣隸屬于云南省玉溪市，經緯度位于23°59′-24°34′N，102°49′-103°9′E之間，總面積為1313km2，地處云南省滇中高原湖盆區的南緣，撫仙湖東岸，南盤江西濱（圖 1）。全境相對高差較大，華寧縣境內最高海拔為磨豆山海拔2663.1m，最低海拔磨法沖江邊海拔1110m，海拔高差跨度大。華寧縣水系干流呈南北縱向分布，全縣河網密度較大。華寧縣處于低緯度高原地區且地域南北跨度大，日照時間長，光能充足，熱量資源豐富。在復雜的氣候類型包含的降水和氣溫等因素的影響下，華寧縣各海拔分段區域處植被類型多樣，也是華寧縣土壤垂直帶譜復雜的重要形成原因。總體來看，華寧縣全境地層以海相沉積為主，水成巖及其變質巖約占全縣母巖的94%，其中碳酸鹽巖類占主要優勢，境內大部分土以此為基巖形成，加之長期的地表水和地下水溶蝕，全縣隨處可見巖溶地貌的各種形態。

（二）樣品采集與分析

本文選擇了不同的海拔高度和區域作為土壤采樣點，分別為華寧縣登樓山自然保護區的中西南北四個片區的各個林區，用GPS測量海拔高度和經緯度，用羅盤測量采樣點坡度和坡向，用鋼卷尺測量采樣點剖面各個土壤發生層的厚度，對土壤的基本理化性質如顏色、濕潤度、松緊度和侵入體等進行初步判斷和記錄，并記錄該地區的天氣狀況、主要植被類型和蓋度，然后按照土壤采樣標準，將土樣放入土袋中并做好標簽標記。在采樣過程中有陰雨天氣，為防止土樣受潮水分過多而發霉，對土壤及時進行了通風處理。

二、結果與分析

（一）各類土壤的分布及特征

1 赤紅壤。該土壤類型是南亞熱帶的代表性土壤，在華寧縣內主要分布在海拔1300m以下的低熱河谷以及盤溪、華溪壩區。赤紅壤是在干濕季節分明，夏季高溫多雨，蒸發量大于降雨量，類似南亞熱帶的特定生物氣候條件下形成的。由于高溫，淋溶作用和脫硅富鋁化作用，典型土壤全剖面呈酸性反應，土壤有明顯的發育層次;因母質不同，土體呈紅色或紅黃色。因地處河谷地區，山高坡陡，土壤侵蝕很嚴重，除壩區低山或殘丘土層較深厚外，一般土層較淺薄，有母巖裸露現象，植被較為稀疏。在實地調查采樣中發現，是紅壤分布區氣溫普遍較高，充分的光照和熱量條件為當地的柑橘等熱帶經濟作物種植提供了優勢自然生長條件，使赤紅壤充分發揮了經濟效益。

2 紅壤。紅壤是中北亞熱帶的地帶性土壤，也是低緯度、高溫多雨地區的代表性土壤，在華寧縣內分布在海拔1300-2400m之間的溫暖或溫涼壩區和山區，是華寧縣的主要土壤類型。由于鹽基物質的淋溶，土壤的脫硅富鋁化程度較深;紅壤部分地區的土體中有鐵和錳淀積，土層因發育部位和母質不同，厚度深淺不一，顏色呈紅或淺紅色;心土層柱狀結構發育明顯，表層有褐色膠膜，土質黏重，心土緊實。

3 紫色土。紫色土是非地帶性巖性土，在華寧縣內表現為區域性集中分布，夾雜在紅壤分布去，形成交錯分布的特點。紫色土一般發育于紫色砂巖或紫色頁巖的坡殘積母質上，因為紫色巖巖性松脆，易風化且抗蝕力弱，一般土層薄。植被被人為破壞后，水土流失嚴重，常常有母巖出露。由于成土時間短，常常處于幼年階段，紫色土的全鉀含量較豐富，但氮、磷養分和有機質含量很低。植被為疏林草地。

4 棕壤。棕壤是溫帶的地帶性土壤之一，由于華寧縣內氣候類型的立體分異，主要分布在海拔2400m以上的山脊，分布區內年均溫<12℃，降雨量>1100mm，原生植被被破壞，現為冷凉稀疏灌木草地。由于氣溫低，土壤有機質富積，體呈棕-深棕色，陰坡面土壤有機質含量比陽坡面含量高，土色也更深;由于多雨，棕壤有明顯的淋溶作用，上部土層中的粘粒向心土層聚積，土壤質地上層較輕，心土層稍重，但過渡不明顯;由于鹽基淋失，土壤呈酸性反應，棕壤土的礦質養分比同類型母質紅壤高。

5 水稻土。水稻土是在長期水耕熟化下形成的土壤。受不同程度的水旱交替的耕作影響，有獨特的氧化還原成土過程和特有的剖面構型。華寧縣水稻土具有分布廣、中性偏堿面積大、土壤養分含量變幅大和土壤類型多的特點，從1120m（盤溪三江口）的低熱河谷到2100m（新城市達畝）的冷涼山區，全縣76個鄉都有水稻土分布，但受地形和氣候條件影響，生產條件、生產水平和土種特性差別很大。

（二）土壤垂直帶譜分布規律和特征

華寧縣海拔從低到高形成了類似南亞熱帶氣候-中亞熱帶和北亞熱帶氣候-溫帶氣候三個氣候帶，赤紅壤-紅壤-棕壤的土壤分布（圖 2），其中，亞熱帶地帶性土壤-紅壤為華寧縣分布面積最大的土類，是區域內的土壤垂直帶譜的基帶土壤類型。在1300-2400m之間的區域還形成了非地帶性土壤紫色土，在華寧縣內表現為區域性集中分布，與紅壤形成交錯分布的特點;在坡度較緩、比較適宜耕作的地區發育成水稻土，經人為水耕熟化后，土壤肥力較高，養分充足，糧食單產較高。

（1）赤紅壤-在海拔1300米以下的華溪、盤溪低熱河谷區，在類似南亞熱帶的氣候特點的影響下，降水季節變化較為顯著，天氣非周期性變化大。生長有主要南亞熱帶樹種思松，木棉，天干果，黃連木;矮生灌叢有櫟類、厚皮香、南燭;以及菅草，扭黃茅、芒、白茅、芭茅、蓑草等禾本科草本植物。

（2）紅壤紫色土-海拔1300-2400m的廣大地區，具有中亞熱帶和北亞熱帶的氣候特點，氣溫較高，降水豐沛，雨熱同期。優勢樹種是云南松、油杉，榿木和櫟類，而在2000m以上有較多的華山松分布，是亞熱帶地帶性土壤-紅壤的分布區。

（3）棕壤-海拔2400m以上高山區，屬南溫帶氣候類型，冬冷夏熱，四季分明。年均溫在12℃左右。大于和等于10℃積溫小于3900℃，年極端最低氣溫零下12℃，年降水量1100㎜左右。在此條件下，形成了冷涼灌木草地植被類型。優勢喬木是榿木，矮灌有高山柳，高山櫟，和杜鵑，草本也以禾本科占優勢，輪歇地上遍生菊科牡蒿。

（三）影響土壤垂直分異的主要因素

1 地貌和水文。華寧縣位于云南省滇中湖盆南緣，撫仙湖東岸，南盤江西濱，總體上屬于中山地貌，全境地勢西北高東南低，地形東西狹，南北長，呈現“兩山兩谷南北縱列”的地貌特點，中山、盆地和河谷相間。由于山多壩少，斜坡陡峭;區內地貌可劃分為中山峽谷區、低中山寬谷峽谷相間區及山間盆地三種類型。

華寧縣內的壩區主要分布在東西兩支山脈斷裂帶河谷或地塹的開闊處，水分運動因土壤所處的位置而不同。山麓臺田，水分下滲淋溶，受水耕的影響，有淀積現象，但土體層段分化不明顯。壩心土壤多為河流沖擊而成，由于人類活動的影響，土壤深厚肥沃，土壤的水分運動受河水滲透和灌溉水的雙重影響，土體干濕交替，有明顯的潴育層分化，是潴育型水稻土分布區，突然離河床漸遠，質地由砂漸黏。在水庫腳、低于河床的低洼地或引水渠下方的農田，地下水位高，土體一般發育有潛育層段，是潛育型水稻土分布區。

2 氣候和植被。氣候直接影響土壤的水熱狀況，而水熱狀況又直接、間接地影響巖石的風化，高等植物、低等植物和微生物的活動。根據縣氣象站（海拔1608m）實測統計資料顯示：華寧縣年日照2168h，年均溫為15.7℃，年降水量為918mm，年最大可能蒸發量為1034.7mm，年干燥度1.13。在山高谷深地形特點影響下，華寧縣年極端氣溫與鄰縣相比間距較大：最熱月（7月）平均氣溫21℃，極端最高為33.4℃，最冷月（1月）平均氣溫為8℃，極端最低為-6.3℃。

華寧縣全境相對高差大，造成光、熱和水的再分配，地區間垂直氣候差異明顯，氣候和植被的分布呈明顯的垂直變化，境內的華溪、盤溪地區更有“天然溫室”之稱。縣域內也有多種珍貴中藥材植物生長，動植物資源豐富，生物多樣性較為穩定;森林資源對土壤的涵養作用巨大，對氣候和降水的調節作用明顯。時間上，華寧縣全年溫差較小，干濕季顯著，雨季高溫多雨，旱季寒冷干燥;空間上，不同地形地貌位置，溫差較大，立體氣候較為明顯。

氣候和植被對華寧縣土壤分布具體的影響情況如下：

（1）在海拔1300米以下的華溪、盤溪低熱河谷區，變化較為顯著的降水量變化和高積溫讓華寧縣境內形成以禾本科草本植物為主的稀樹草地植被類型。區域內氣溫高且蒸發量大，降水集中，土壤的礦化作用強，有機質分解快，積累少，自然土表層有機質1.28-6.28%。由于高溫和淋溶作用，土壤脫硅富鋁化過程較強，鐵、鋁離子富積于表層，故土體色紅、偏酸，形成赤紅壤。因地處河谷地區，山高坡陡，土壤侵蝕很嚴重，除壩區低山或殘丘土層較深厚外，一般土層淺薄。

（2）海拔1300-2400m的廣大地區，具有中亞熱帶和北亞熱帶季風氣候特點。由于植被保存較為完好，土層較深厚，有機質比赤紅壤地區高，因植被保存狀況不同，自然土表層有機質變幅較大，除少數赤裸部位外，一般在3.12-11.0%之間。

（3）海拔2400m以上高山區，屬南溫帶季風氣候類型。自然植被是冷涼灌木草地植被類型。因山高水冷氣溫低，有機質富積，自然土表層有機質在4.5—14.47%之間。形成土體深棕色的棕壤土，除陡坡地區外，土層一般深厚。

3 母巖和成土母質。華寧地質構造極為復雜，由于歷次造山運動的變遷，新生界、中生界，古生界和元古界的地層都有出露，母巖的種類多，巖層重疊、交錯，零亂，而成零散的區域性分布。但總的來看，華寧縣全境地層以海相沉積為主，水成巖及其變質巖約占全縣母巖的94%。母巖及其風化物主要有碳酸鹽巖類風化物、泥質巖類風化物、砂巖類風化物、紫色巖類風化物和基性結晶鹽類風化物五類，而以風化較為徹底的碳酸鹽巖類占優勢，分布大約為61962公頃（ha），占總面積的56.3%，主要巖種為石灰巖、白云巖、泥質灰巖和白云質灰巖，形成的土壤質地屬重壤土至輕黏土。由于地表水和地下水的長期溶蝕，全縣巖溶地貌的各種形態到處都可見到。

4 人為因素。在華寧縣發展早期，未解決當地人工作和生計問題，對大量原生林進行木材砍伐，隨意墾殖土地，加上暴雨的沖刷，水土流失較為嚴重，土層變淺，土壤肥力下降，有機質含量減小。上世紀九十年代末期，華寧縣整頓林業工作，在1700-2400m的山區對早期砍伐后的區域進行植樹造林，養成大面積華山松和云南松次生人工林，雖水土流失問題得到解決，但土壤肥力遠遠回不到以前，可見認為影響在土壤形成與發育過程中有一定的影響。華寧的土壤分布，除具有明顯的垂直帶譜狀分布規律外，還有因母巖和母質不同，或因人類活勞動和物化勞動投入量不同而形成的區域性分布規律，這些規律是因土種植，因土施肥，因土改良培肥的主要依據。

三、結論

華寧縣雖最高海拔和最低海拔之間差距大，但總體來說相對高差小于2000m，就土壤垂直帶譜完整性來說，帶譜結構較為簡單，僅由5個土壤垂直帶構成，大致在海拔上升方向上呈赤紅壤-紅壤紫色土（水稻土）-棕壤分布，其中，紅壤在分布區因地形氣候等條件較適宜，人為耕作形成較肥沃的水稻土，紫色土為非地帶性區域集中分布;華寧縣土壤分布呈現明顯的垂直地帶性特點，受自然環境因素影響較大。

在地貌水文、氣候與植被、母巖與成土母質以及人為作用的影響下，隨著海拔高度的變化，華寧縣各自然要素均有明顯的垂直分布特征，其氣候地變規律為：南亞熱帶季風氣候-中亞和北亞熱帶季風氣候-南溫帶季風氣候;植被遞變規律為：稀樹草地-針、闊葉林草地植被-冷涼灌木草地植被類型。

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作者簡介：馮志娟（1995-），女，漢族，云南省曲靖市人，理學碩士，單位：云南師范大學地理學部自然地理學專業，研究方向：區域分析與土地規劃