山地土壤氮素养分垂直变异特征探讨

科技信息　博士・专家论坛　山地土壤氢素荠分垂直变异特征搽ｉ　周涛　涂成龙　何腾兵。　（１．贵州省环境科学研究设计院　２．中国科学院地球化学研究所　３．贵州大学）　

［摘要】本研究在对黎平弄相山自然保护区综合考察的基础上，采集典型土壤样品，进行了实验室的化学分析。根据分析所得结果，　本文结合影响土壤氮素养分形成的各种因素，并运用数理统计的理论，分析了黎平弄相山自然保护区土壤氮素养分的山体垂直变异　特征和割面垂直变异特征。　［关键词】土壤氮素　垂直变异　特征　

１、黎平弄相山自然保护区概况　黎平弄相山自然保护区位于黎平县南部地坪乡芩归村境内，面积　约２０平方千米左右，主要为中山地貌类型，海拔在７００～１２００米之间。　本区成土母岩主要为震旦系砂页岩和前震旦系板溪群粉砂质板岩，其　残积物多形成地带性黄、红壤。　弄相山自然保护区原始森林间既有亚热带植物，又有温带树种，是　

穗花杉、篦子三尖杉、鹅掌楸、观光木等；速生用材有：杉木、马尾松、香　樟、泡桐等；特殊用材有：小叶红豆、水青冈、漆树、柏木、木荷等。此外，　山野之中栖息着不少珍禽异兽和有价值的动物，并是鸟类南迁越冬的　中途栖息站。　自然保护区周围长期居住的居民主要是苗族。由于区内长期处于　封闭的环境，与外界接触少，文化较为落后。在面临自身生存和物质利　贵州省东南部较有代表性的原始森林。区内有国家重点保护珍稀树种：　益的诱惑下，对保护区内树种、动物等或多或少地造成了一定的破坏。　表１供试土样剖面状况　

编号　地形部位　母岩　植被类型　层次　土层深度　根系状况　颜色（湿态）　结构　石质含量　Ａ　０一ｌ０　多　棕色　粒状　＜１％　ＬＰ—ＩＩ一７　山顶　变质砂页岩　山地草甸　Ｂ　１Ｏ一２４　少　红黄　块状　＜ｌ％　Ｃ　２４—３５　无　灰棕　块状　３０—７５％　Ａ　５—２６　多　暗棕色　团粒状　ｌ～５％　ＩＪＰ—ＩＩ一９　中部　变质砂页岩　常绿阔叶林　Ｂ　２６—５３　多　橙黄色　粒状　５～１５％　Ｃ　５３—７０　少　黄色　粒状　３０～５Ｏ％　Ａ　５—１８　多　暗棕色　团粒状　１～５％　原生常绿　ＬＰ一【Ｉ—ｌ２　中下部　变质砂页岩　Ｂ　１８—３８　由　橙黄色　粒状　１５～３Ｏ％　阔叶林　

Ｃ　３８—６Ｏ　少　黄色　粒状　３０—７５％　Ａ　２一ｌ０　多　暗棕色　团粒状　５～１５％　常绿阔叶、　Ｉ　—ＩＩ一１３　下部　变质砂页岩　Ｂ　１０—５Ｏ　多　淡棕黄　粒状　５～ｌ５％　针叶混交林　

Ｃ　５Ｏ一８６　少　暗棕红　粒状　３０—７５％　表２黎平弄相山自然保护区土壤剖面样品测定结果　序号　编号　层次　ｐＨ　有机质　曲　碱解氮（ｒａｇ＆ｇ）　全氮量（ｇ　ｇ）　

ｌ　Ａ　５．６２　１０８．５１　ｌ４８．Ｏ２　５．４４　２　Ｕ）．Ⅱ一７　Ｂ　５．５２　４５．２５　８０－８３　２．９８　３　Ｃ　５．８２　ｌ９．１１　４１．６８　１．１３　４　Ａ　４．４３　１２５．３　４７０．５６　５．０９　５　ＬＰ—　ＩＩ—．９　Ｂ　４．９９　２６．５９　ｌ５２．６１　０．９１　６　Ｃ　５．２１　１２．５３　７３．０６　０－３６　７　Ａ　４．７３　５８．４８　２０６．８７　３．１６　８　ＬＰ一Ⅱ一ｌ２　Ｂ　４．９３　ｌ８．９２　７４．Ｏ１　１．２５　９　Ｃ　５．２２　９３６　３０．９８　０．９９　１０　Ａ　５．６　３６．６４　２２３．５４　４＿８１　１１　ＬＰ一Ⅱ一１３　Ｂ　５＿５６　１４．０５　９９．２８　０．９　１２　Ｃ　５．６２　４．６　ｌ８．２２　０＿３２　基金项目：本文系贵州省科学技术基金项目（２００８—２２４３）。　作者简介：周涛（１９８１一），女，硕士，从事土壤与环境科学研究。　

一２４—　科技信息　博士・专家论坛　２、材料与方法　氮的含量做成直方图１和图２。　２．１土壤样品的采集　６　ｒ。　…　在进行土壤样品采集前，利用保护区所提供的１：５００００的地形图，　ｌ圜　日　■　国　初步了解弄相山自然保护区的地貌特征，并在图上预设考察路线和土　４｝曰　曰　…　

壤样品采集点。在进行土壤样品采集时，结合小区域的－ｋ壤类型特征和　。｝　目　目　曰　、　Ｉ　目　一　圈　登　器！ｉ　２。０：　

．　．　．　样品，带回实验室进行理化分析。土壤剖面基本性状特征记载于表１。　ｆ　１匡　苣鬟　匡　。。一　Ｉ　Ｉ　Ｅ耋　．　．巨鬓　．　２．２测定方法　Ｔ１　７　。　ｌＩｍ　ＬＰｌ¨ｍ　Ｉ１　７　１１。　Ⅱ一１２　ＬＰ一Ⅱ一１３　有机质采用高温外加热重铬酸钾氧化后，用容量法测定；土壤全氮　胡　剖　采用硒粉一硫酸铜一硫酸消化法（开氏法）测定；土壤碱解氮采片ｊ碱解　图１土壤剖面层次全氮含量　图２土壤剖面层次碱解氮含量　扩散法测定。测定结果见表２。　从直方图１和图２可以看出，无论是土壤全氮还是碱解氮，随着土　３、影响黎平自然保护区土壤氮素养分形成的主要因素　壤剖面层次的加深其含量都呈急剧下降趋势。再结合表１和表２，土壤　土壤最初是缺氮的，其氮素的积累途径主要有三个方面：动植物的　Ａ层全氮含量的排列顺序为：ＬＰ一Ⅱ一７一Ａ（山顶）＞ＬＰ－ＩＩ一９－Ａ（中部）＞　残体的积累，土壤微生物的固定，随大气干湿沉降进入土壤。氮素的损　ＬＰ一Ⅱ一１３一Ａ（下部）＞ＬＰ—ＩＩ一１２－Ａ（中部）；碱解氮的排列顺序为：ＬＰ一Ⅱ　失途径主要有：淋洗损失和气体损失。　一９一Ａ（中部）＞ＬＰ一Ⅱ一１３一Ａ（下部）＞ＬＰ－Ⅱ－１２一Ａ（中下部）＞ＬＰ一Ⅱ一７一Ａ（山　根据土壤发生学原理和土壤氮素的累计和损失途径，影响黎平弄　顶）。可以看出，土壤全氮含量和碱解氮含量的排列顺序不一致。其主要　相山自然保护区土壤氮素养分变异的主要因素有：土壤上覆植被的种　原因是土壤碱解氮所受淋溶作用强烈，加上不同的区域小地形、植被条　类、土壤微生物的区系和活性、小区域的土壤温度、质地、水分状况、坡　件等的影响，其淋溶强度又不近相同。　度和土壤所处的坡体位置、土壤剖面深度等。　４，２土壤氮素养分的统计分析　４、自然保护区土壤氨素养分分布特征　４．２．１氮素含量的特征数分析　４．１氮素养分的分布特征　针对不同的采集部位计算土壤各个发生层次全氮和碱解氮的标准　根据室内化学分析的结果，分别把各个剖面层次全氮含量和碱解　差、变异系数等统计特征数，列于表３、表４。　表３土壤全氮特征数分析表　

层次　最大值，部位　采样深度　最小值　采样深度　极差　平均　标准差　方差　Ｃ．Ｖ．　Ａ　５．４４／山顶　６　３．１６／中下部　１３　２－２８　４．６２　１．０Ｏ　１．０２　Ｏ．２２　Ｂ　２．９８／山顶　ｌ８　０．９０／下部　３０　２．０８　１．５１　０．９９　０．９８　０．６６　Ｃ　１．１３／中下部　５０　０．３２／下部　６５　０．８１　０．７Ｏ　Ｏ．４ｌ　Ｏ．１７　Ｏ．５８　表４土壤碱解氮特征数分析表　层次　最大值／部位　采样深度　最小值／部位　采样深度　极差　平均　方差　标准差　Ｃ．Ｖ．　Ａ　４７０．００／中部　１５　１４８．０２／山顶　５　３２１．９８　２６２．１０　２Ｏ２５７．９６　１４２－３３　Ｏ．５４　Ｂ　１５２．６１／中部　３８　７４．０１／中下部　２５　７８．６０　１０１．６８　１２６６．６５　３５．５９　０－３５　Ｃ　７３．０６／中部　６２　１８．２２／下部　６５　５４．８４　４０．９８　５４９．２ｌ　２３．４３　０．５７　表５不同剖面层次全氮含量的方差分析表　差异源　偏差平方和　自由度　平均偏差平方和　Ｆ值　Ｆｎ０１　Ｐ　组间　３４３５　２　１７．１７　２３．５９　８．０２　Ｏ．０ｏ０２６３　组内　６．５５　９　Ｏ．７２　总计　４０．９０　１１　表６不同剖面层次碱解氮含量的方差分析表　ｌ　差异源　偏差平方和　自由度　平均偏差平方和　Ｆ值　Ｆｎ０ｌ　Ｐ　组间　１Ｏ４４２Ｏ．７　２　５２２１０．３５　７．０９５＊　８．Ｏ２ｌ　０．０１４　组内　６６２２１．４９　９　７３５７．９４　总计　１７０６４２．２　ｌｌ　表７全氮含量的ＬＳＤ法多重比较　剖面层次　均值差异　Ｐ　Ａ／Ｂ　３．１１５籼　０．００１　Ａ／Ｃ　３．９２５＊＊　Ｏ．０ｏｏ１　Ｂ，Ｃ　Ｏ．８１Ｏ　Ｏ．２ｌ２　在表３中，Ａ层和Ｂ层全氮含量的最大值都出现在山顶所采剖面　中，只有Ｃ层全氮含量的最大值出现在中下部所采剖面中。而Ａ层土　壤全氮含量的最小值出现在中下部所采剖面中，Ｂ层和ｃ层则出现在　下部所采剖面中。联系最大值和最小值所采的剖面深度，可以看出：在　剖面的各个发生层中，最小值的采样深度比最大值的采样深度要深，这　说明土壤样品的采集深度也是影响土壤全氮含量的一个因素。再比较　土壤剖面各发生层次全氮含量的变异系数（ｃ．Ｖ．），可以得到Ｂ＞Ｃ＞Ａ。表　明Ａ层土壤全氮含量虽受到上覆植被的影响较大，但从坡顶到坡脚的　表８碱解氮含量的ＬＳＤ法多重比较　剖面层次　均值差异　Ｐ　

Ａ，Ｂ　ｌ６０．４２＊　０．０２７　Ａ／Ｃ　２２１．１２籼　Ｏ．０Ｈ０５　Ｂ／Ｃ　６０．７０￥　Ｏ＿３４３　变异较其他各层都不明显。而Ｂ层和Ｃ层全氮含量主要受采样深度的　影响，变异程度较大。特别是Ｂ层，由于在山体各部土壤的厚度变异较　大，从而导致其全氮含量的变异也最明显。　土壤碱解氮含量受淋溶损失影响严重，并且由于山体坡度的原因，　易出现上部损失大于下部的现象。此外，碱解氮的含量还受到微生物活　性的影响，而微生物活性义受到上覆植被、温度、湿度等的影响。因此，　在表４中，土壤剖面各发生层次碱解氮含量的最大值都出现在中部所　采剖面中；而最小值，Ａ层出现在山顶所采剖面中，　（下转第２７页）