高魯山縣級自然保護區土壤類型主要性狀特征分析

傅俊濤，岳麗興

(云南省林業調查規劃院昆明分院，云南 昆明 650200)

1 引言

土壤是氣候、地形、母質、生物和時間五大自然成土因素和人為活動長期綜合作用下的產物[1～3]。根據土壤發生學原則、土壤地帶性分布規律和土壤屬性，對典型剖面的形態特征、成土過程的分異以及現狀植被種類進行了對比分析[4～8]。保護區多樣的土壤環境、土壤資源為各類森林生態系統、森林群落、動植物物種的形成和演化及維持提供了多樣而有利的土壤生態條件，對維持保護區及附近地區景觀的異質性，庇護生物多樣性，維系綠汁江、化念河、玉溪大河及其支流流域生態系統的平衡，保障峨山縣及中下游的生態安全、水安全、經濟社會的可持續發展等方面發揮著十分重要的作用[9]。通過土壤-植被系統涵養的水源是保護區及附近地區多個水庫和塘壩的主要補給來源，也是峨山縣若干社區各產業用水、飲用水和生態用水最主要的水源。

保護區及附近地區位于珠江流域南盤江一級支流玉溪大河和紅河元江一級支流化念河、綠汁江上游的分水嶺地區[10]，兩大流域的多條支流發源并流經保護區， 保護區的建立及各類生態系統的有效保護，對于有效調節河流水情，控制土壤侵蝕，減輕、避免地質、洪澇、氣候等自然災害，保障周邊社區乃至全縣的生態安全都具有十分重要的意義。

2 保護區土壤基本性狀特征

以保護區內土壤亞類為主，分析其主要性狀特征。

2.1 赤紅壤

保護區內僅有赤紅壤一個亞類，且面積很小，系保護區基帶土壤。母質是中生代砂巖、粉砂巖風化殘積物、殘坡積物。氣候為南亞熱帶半濕潤、半干旱季風氣候，植被主要為南亞熱帶稀樹灌木草叢、暖熱性灌叢等。基本成土過程為較強烈的脫硅富鐵鋁化作用和生物循環過程。土壤層次分化明顯，通體呈弱酸性至酸性，pH值5.0～6.3之間，隨深度降低，酸性增強。腐殖質層有機質、全氮、堿解氮、全鉀含量很高或高[4]，速效鉀含量中等，全磷、速效磷含量很低，隨深度呈減少趨勢。全鉀通體含量都很高，向下呈增加趨勢。

2.2 紅壤

紅壤是保護區面積最大，分布最廣的土壤，分布于各片區海拔1300～2300 m的非石喀斯特地區。氣候類型為干濕季分明的中亞熱帶低緯高原半濕潤季風氣候。現狀植被以半濕潤常綠闊葉林、云南松林、滇油杉林、暖溫性灌草叢為主。母質為中元古代砂頁巖、板巖、千枚巖等的風化殘積物、殘坡積物、坡積物以及古紅色風化殼等。因自然成土條件、成土過程和性狀特征的差異，紅壤可劃分為山原紅壤、紅壤、黃紅壤和紅壤性土4個亞類[4]，分別相當于中國土壤系統分類中的富鋁濕潤富鐵土、鋁質濕潤淋溶土、黏化濕潤富鐵土、鋁質濕潤雛形土[5，6]。

2.2.1 山原紅壤

山原紅壤是云南高原上紅壤土類中最具代表性的亞類。分布于各片區出露有古紅色風化殼(古紅土)的夷平面、剝蝕面及緩坡地段。現狀植被以半濕性常綠闊葉林、云南松林、滇油杉林為主。

土體深厚，通常在1 m左右，發生層分異明顯。表土層呈暗紅色，團塊狀結構，較疏松，質地多為粘壤土；心土、底土層多呈暗紅、棕紅或紅橙等，塊狀或棱塊狀結構，緊實，質地粘重，部分剖面下部有紅黃交錯的網紋。通體呈酸性至微酸性反應，pH值5.3～6.3。有機質含量低，土壤養分含量低，肥力不高，但表土層明顯高于剖面下部其它層次。以山后廠片區海拔2120 m的茶山箐01號剖面為例，其剖面形態特征見表1。

2.2.2 紅壤

紅壤為紅壤土類中的典型亞類，分布于保護區海拔1300～2300 m范圍內，與山原紅壤、石灰土等呈復區分布。母質為砂巖、砂頁巖、紫紅巖的現代風化殘積坡積物，生物、氣候條件與山原紅壤分布區相似。分布區通常地形坡度較大，山地土壤特點突出，諸如土被不連續，土體稍薄，侵蝕較重，母質、生物、氣候微域變化大，土屬及土種多樣等。以大黑山片區銅礦附近三岔路口海拔1766 m的03號剖面為例，其剖面形態特征見表1。

表1 保護區土壤剖面環境因子和主要形態特征調查結果

續表1

2.2.3 黃紅壤

黃紅壤是紅壤向黃壤或黃棕壤過渡的類型，分布于保護區海拔1800～2200 m高度范圍內降水量偏多、濕度偏大的迎風坡、陰坡區域，面積較小。現狀植被以半濕潤常綠闊葉林為主。與紅壤亞類相比，脫硅富鋁化過程更弱，淋溶作用和生物累積過程更強烈，并伴隨有一定的黃化過程，但不及黃壤強，黏粒硅鋁率約2.5左右，高于紅壤亞類。土體較深厚，腐殖質層顏色為暗棕，質地大多為壤土、砂質壤土，團粒狀、小團塊狀結構。心土層為淡紅黃色、黃棕色，砂粒、粉砂粒含量較多，以壤質砂土為主。底土較緊實，團塊狀或單粒狀結構。通體呈酸性反應，土壤有機質含量低，全磷、全氮含量較低，速效鉀豐富，速效氮偏低，速效磷缺乏。以高魯山片區桃李水庫北岸南坡海拔2034 m的07號剖面為例，其剖面形態特征見表1。

2.2.4 紅壤性土

因地勢陡峻，土壤自然侵蝕強烈，剖面發育較差，處于幼年發育階段，或因植被破壞嚴重，土壤加速侵蝕強烈，原有土壤嚴重退化形成的，土體厚度小于30 cm的紅壤土類中的一個亞類。呈斑點狀分布于紅壤帶內地勢陡峻、植被破壞嚴重的地段，與紅壤其它亞類呈復區分布。陽離子代換量低，鹽基不飽和，有機質、氮、磷、鉀等含量低，機械組成和養分狀況與底土相似。陡坡上發育的紅壤性土，因水土條件不穩定，剖面分化不明顯，發育較弱，土體淺薄，夾有中量以上的礫石、粗砂，母質特征明顯，風化淋溶作用弱于山地紅壤和黃紅壤，粘土礦物以高嶺石、伊利石為主，伴有石英，脫硅富鋁化程度不高，黏粒硅鋁率明顯高于山地紅壤和黃紅壤，表土層有機質和養分含量取決于植被的生長情況，但一般低于紅壤其他亞類。分布區土壤侵蝕較嚴重，巖石露頭多，土被不連續，系典型生態脆弱區和敏感區，應嚴加管護，促進其恢復。

2.3 黃棕壤

只有暗黃棕壤一個亞類，是垂直帶譜中紅壤和棕壤之間的過渡類型，相當于中國土壤系統分類中的鐵質濕潤淋溶土。分布于保護區海拔2200 m以上至最高峰(2583.7 m)的區域。氣候類型為山地北亞熱帶半濕潤、濕潤季風氣候。與紅壤分布區相比，氣溫更低，降水、云、霧更多，土壤、空氣濕度更大。植被主要為濕潤常綠闊葉林、溫涼性針葉林(華山松林)等。母質是石英巖類、泥質巖類風化殘積物、坡積物為主。成土過程既有明顯粘化過程，又有較弱的脫硅富鋁化過程和較強的生物累積作用。剖面層次完整，土體一般較厚，質地沙質壤土至沙質粘壤土。通體呈酸性反應，有機質和氮、磷、鉀含量較豐富，自然肥力較高，保肥能力較強。以高魯山片區火石山附近火石坡海拔2538 m的04號剖面為例，其剖面形態特征見表1。

暗黃棕壤分布區，水濕條件好，土壤自然肥力高，適于森林生長。土壤大多發育于砂巖上，質地比較疏松，結構松散，如森林植被一旦遭到破壞，雨季很容易引起水土流失，甚至發生泥石流，土壤肥力將隨之急劇下降。分布區地勢最為高聳，是整個保護區的生態屏障，也是保護區內珍稀瀕危動、植物種類集中分布的區域，應特別重視現有森林植被保護。

2.4 石灰土

只有紅色石灰土亞類，分布于保護區出露碳酸鹽巖的區域，與紅壤、黃棕壤呈復區分布，地表多石灰巖露頭，常見石芽、溶蝕洼地、漏斗等喀斯特地貌。現狀植被以云南松林和石灰巖暖溫性灌草叢為主。成土母質為石灰巖、白云巖等的風化殘積物、殘坡積物。生物小循環過程、富鋁化作用亦較強烈，但石灰巖新風化物以及含碳酸鹽的地表水不斷進入土體內部，致使土體中含有碳酸鹽，多數剖面有碳酸鹽反應(垂向上從弱至強)，pH值比紅壤高，一般在6.0～7.5之間，呈中性至微酸性反應。土體一般較厚，發生層大多較明顯，與母巖過渡亦明顯，通體呈暗紅、棕紅、紅色，質地粘重或輕粘。土壤有機質含量中等至高，全氮和速鉀含量普遍很高，全鉀和速氮含量都很低，全磷和速磷含量一般都低至很低。以高魯山片區鏡湖水庫庫尾羅家村后山海拔1846 m的05號剖面及大黑山片區方橋附近海拔1132 m的02號剖面為例，其剖面形態特征見表1。

2.5 紫色土

紫色土是在紫色、紫紅色砂巖、砂頁巖上經強烈的物理風化作用后發育形成的一種幼年性巖成土壤。只有中性紫色土一個亞類，面積很小，僅分布于高魯山片區西部沿岸。成土母質為紫紅巖類(紫色、紫紅色砂巖、粉砂巖、頁巖)的風化殘積物、殘坡積物[7]。因發育程度低，土壤富鋁化特征不明顯，基本保持了母巖理化性質特征。土體淺薄疏松，無明顯的腐殖質層和淀積層，剖面呈紫色、紫棕色、紫灰色等。土體內多母巖碎塊、礫石、粗砂，粗骨性強，結構差，蓄水保肥能力低，抗蝕、抗沖性能差，植被稀樹地段，尤其是陡坡及山脊部位，土壤自然侵蝕較強烈，地表多裸巖，溝谷較發育。速效鉀含量豐富，速效氮含量中等，全量氮、磷、鉀及速效磷含量低，具有較高的潛在肥力。pH值一般6.0～7.0，無石灰反應。需要指出的是，紫色土分布區的植被一旦受到破壞，極易發生土壤侵蝕[8]，導致土層變薄，甚至基巖裸露，植被恢復極為困難，應重點加以保護。

2.6 沼澤土

有腐泥沼澤土、泥炭沼澤土2個亞類。

2.6.1 腐泥沼澤土

面積較小，主要分布在鏡湖水庫、擺依寨水庫、桃李水庫等的庫尾、庫灣淺水區及季節性淹水區域，沼生、濕生植被繁茂，成土過程中長期或季節性受到水分浸潤或飽和，土體中物質還原作用強烈，成土過程主要包括泥炭化和潛育化兩個基本過程。因發育時間很短，大多只有40～60年，剖面上部僅有明顯的腐泥層，中下部有明顯的潛育層。腐泥層是植物殘體分解轉化形成的細腐殖質和細粒礦物顆粒結合形成的黑色泥狀物質即腐泥，分散無結構，呈黑褐色或灰黑色。潛育層顯藍色或灰色。質地大多為黏土、黏壤土，少數剖面為砂壤土。全剖面呈酸性反應，一般有機質、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量高，全鉀、速效鉀含量低。

2.6.2 泥炭沼澤

面積很小，僅分布于河流源頭寬緩河段河床部位，是長期、穩定滯水條件下形成的，為沼澤土向泥炭土過渡的一個亞類。以桃李水庫庫尾上游海拔2042 m左右的河段面積最大，最典型，表土層有一個15～20 cm的草根層As，灰黃棕色(10YR 4/3)，濕軟，質地黏壤土，有繡紋繡班，植物根系很多；之下是泥炭層(H)，厚約20～40 cm，暗灰色(5Y 4/1)，泥炭分解度較高，質地壤質黏土，無結構，濕軟，有繡紋繡班，根系較多；泥炭層之下是潛育層(G)，厚約15～30 cm，淡灰(5R 6/1)，無結構，多礫質沙土，緊實，是高魯山片區最重要的濕地類型之一。

2.7 新積土

只有沖積土1個亞類，相當于中國土壤系統分類中的濕潤沖積新成土。主要分布于保護區河谷的河漫灘、低階地、溝口沖洪積扇以及水庫庫濱等地段。成土母質為河流沖積物、洪積物、坡積物。成土時間很短，剖面發生層分異不明顯。土壤肥力和砂黏程度因沖積物來源不同，差異較大。喀斯特地區的沖積土，受來自山坡上部喀斯特水的影響，碳酸鹽一般含量較高，有石灰反應，通體呈中性至堿性反應。非喀斯特地區的沖積土，碳酸鹽含量一般很低，沒有石灰反應，通體呈酸性反應。表土層灰棕色，砂土，有細礫石、細砂及母巖殘體，單粒結構。心土和底土層呈灰色、灰白色，砂土至砂壤土，以單粒或小塊狀結構為主。土體大多淺薄，一般厚約0.5 m，砂粒含量高，質地輕粗，保水保肥能力差。有機質和全量、速效養分含量普遍低至很低。

3 結論

(1)保護區的土壤有機質差異較大，有機質含量最高的是黃棕壤，其含量超過最高水平，其次為棕壤、紅壤、黃紅壤，紫色土含量最低。隨海拔增加，表土層土壤有機質含量隨之增加，海拔越高、氣溫越低，對有機質的積累越有利[8]。

(2)不同的植被帶內，所發育的土壤類型迥然不同。受垂直氣候的影響和控制，保護區植被類型較多，垂直分帶十分明顯[2～8]。從綠汁江河谷最低點至高魯山片區火石山山頂，隨海拔增加，植被類型依次為干熱河谷稀疏灌草叢、季風常綠闊葉林、半濕潤常綠闊葉林(如滇青岡林、元江栲林等)、暖溫性針葉林(如云南松林、滇油杉林、人工華山松林等)、中山濕性常綠闊葉林[2]、暖熱性石灰巖灌叢(如清香木灌叢、椎連櫟灌叢)、暖溫性灌叢等。季風常綠闊葉林下發育的地帶性土壤為赤紅壤，暖溫性針葉林、半濕潤常綠闊葉林下發育的地帶性土壤為紅壤，中山濕性常綠闊葉林下發育的主要為黃棕壤。原始森林分布區，枯枝落葉歸還量大，生物小循環過程旺盛，土壤-植被系統穩定。在人為活動較頻繁的部分實驗區以及附近地區，植被受到干擾破壞較嚴重，以次生性灌叢、人工性的云南松林等為主，土壤侵蝕、石漠化等退化過程明顯。