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广西桂林猫儿山国家级自然保护区管理处

广西猫儿山自然保护区土壤考察报告(2)

时间:2011-10-28 00:59来源:本站原创 作者:admin 点击:
从上面的分析和图1显示,太阳辐射的强弱,日照时数的多少,气温的高低,雨量的丰缺,年间分配规律基本趋于一致,除雨量高峰偏向上半年外,其余都偏向下半年,这种光照多、温度高、辐射强,水分足的统一,十分有利于

  从上面的分析和图1显示,太阳辐射的强弱,日照时数的多少,气温的高低,雨量的丰缺,年间分配规律基本趋于一致,除雨量高峰偏向上半年外,其余都偏向下半年,这种光照多、温度高、辐射强,水分足的统一,十分有利于植物的生长,土壤中的小动物的活动能力强,微生物繁殖旺盛,有机物分解迅速,土壤的化学风化、物理风化和生物化学风化强烈。而大量相对集中的雨水,就造成易溶解元素的淋溶,有机物质积累不易,土壤铁、铝密集,但由于冬季明显,且时间稍长,对此过程稍有抑制,这就是猫儿山区形成明显的土壤垂直带谱的主要原因,其特点有:
(1)由于土壤风化作用强烈,矿物风化较为深刻,碱金属和碱土金属易成离子态流失,次生矿物结晶也较为简单,粘土矿物在山腰及山脚一带以结晶差的高岭石为主,并伴有不少的水之母和蛭石,铁、铝氧化物明显增多。由于氧化铁含量较高,土壤呈红色或紫红色,富铝而酸度大。植物所需的矿质元素较缺乏,盐基饱和度和盐基代换量较低。
(2)有机质量形成和分解作用均十分强烈,土壤有机质不易积累,含量较低,特别是低海拔地区。在高温多雨的气候条件下,生物的生命活动过程旺盛,植物生长繁茂,有机物合成多,每年土壤中新鲜有机质的产量高,但由于土壤微生物的活动十分活跃,也加速土了土壤有机质的分解,使土壤中有机质不能大量积累,合成的腐殖质较少,因而土壤中水稳性团粒结构少,土壤易板结,墒情短促,随着海拔的升高,气温逐渐下降,微生物活动相对缓慢,越来越有利于土壤有机质的累积,土壤结构将得到改良。
(3)由于暴雨频繁,土壤侵蚀严重,跟随而来的是养分的流失,在猫儿山腰及山脚布局不合理的开垦种植更加剧了水土流失。
3  植被
植被在土壤的形成与发育过程中扮演着重要的角色,其主要作用体现在:①为土壤的
形成和演替提供了一个良好的庇护场所,林内空气湿度、温度均较林外稳定,据测定,林外5~6级大风而在原始常绿阔叶林内风速计则不能转动;② 植被的枯枝落叶为土壤有机质积累提供了物质保障,也为土壤中动物和微生物的活动提供了能量;③ 植物根系的分泌物为岩石和矿物的风化创造了条件。地质、地貌、气候、植被、土壤是一个有机的综合体。
所以,植被类型多样性为土壤类型的多样性创造了必要的前提条件。
猫儿山保护区内由于山体高耸,相对高差较大,地形复杂,光热水条件的分布随海拔升高有着明显的差异。因此,在不同的海拔高度上,就有着不同的林相组成和树种分布,由于保护较好,整个猫儿山植被繁茂,区系复杂。
据本次考察成果,猫儿山的植被共有202科,691属,1720种。其中木本维管束植物784种,草本植物707种,藤本植物229种。地带性植被为常绿阔叶林,主要有樟科、壳斗科,茶金缕梅科、蔷薇科、冬青科、山矾科、木兰科、杜鹃花科中的一些种类,其垂直分布规律为:
1.3.1  山顶灌丛
山顶灌丛矮林主要分布于海拔2000mm以上,灌木层高度1~2m,有蚝猪刺、西南山茶、三花冬青、灯笼树、红岩杜鹃、茶条山矾、凤尾竹等。
山顶矮林
山顶矮林是常绿落叶阔叶混交林在山顶风大低温的特殊环境下形成的一个变型,主要分布在海拔1800m以上,即八角田山地一带。林木大多生长矮化,没有主干,树干分枝低而且弯曲,树冠侧展,树干布满厚厚的苔藓,由于树龄较大,而且在这种云雾笼罩的潮湿环境下,光照弱,湿度低,常风大,故多立枯木。
常绿落叶阔叶混交林
这是亚热带地区海拔较高山地的一种原生性群落类型,主要分布于海拔1300~1800m范围内的黄棕壤山地,它的最主要特点是林木上层由常绿阔叶树和落叶阔叶树混合组成,彼此地位大致相等,形成比较明显的混交状态,
常绿阔叶林
常绿阔叶林是亚热带地区地带性的原生性群落类型,主要分布于海拔1300m以下的黄壤山地,它与常绿落叶阔叶混交林的明显区别在于群落中主要由常绿阔叶树所构成,种类构成也迥然不同。
竹林
主要是毛竹林,多为人工种植而成,位于海拔1300m以下的山地山谷,在猫儿山山腰以下部位几乎全为毛竹林,但总体讲管理水平不高,加上多岩石裸露,故长势一般,新笋少而小,采伐过渡,郁闭破裂是其普遍存在的问题,覆盖度0.6左右,林下灌木草类生长茂密,耐阴种类为主,也有不少阳性种类,灌木以羊角杜鹃、贵州杜鹃、鹅掌柴为多,草类以铁茫萁、五节芒、野古草占优。
2  森林在土壤形成过程中的作用
森林是一种具有自己特点的植被类型,对于土壤形成有着巨大的影响,这种影响主要表现在森林所营造的郁闭环境,乔灌木根系对土壤的影响,森林凋落物的归还和枯枝落叶层的形成以及它们的分解对土壤的影响等。
猫儿山自然保护区由于多年来良好的保护,森林的原始性保存良好,其土壤主要是指山地森林土壤类型,所以森林对猫儿山土壤的形成发展起着至关重要的作用。但森林对土壤的作用是极为复杂的,现仅就几个方面加以说明。
2.1 森林小气候
森林能形成一个郁闭的环境,从而形成独特的小气候,和无林地相比产生很大差异。而这种独特的森林小气候的形成,深刻地影响着土壤的水份、温度等状况以及土壤的形成过程,根据我们在猫儿山林区及其它林区的观测资料,可以明显地看出这些具体差异。
首先,由于林冠遮蔽阳光,林内比较阴暗,太阳辐射很弱,在猫儿山原始常绿阔叶林内,太阳辐射只有无林地的10%左右。
林内年均温差较无林地低0.3~0.6℃,林内气温年较差小,主要是夏季气温低于无林地,气温日较差也小于无林地,地表温度林内也较林外低。
年平均相对湿度林内较无林地高3%~4%。
自由水面蒸发林内只相当于无林地的1/4~1/5。在夏季,土壤蒸发林内仅为无林地的50%~60%,个别郁闭度达0.95以上的原始林内,其值仅为1/10~1/4。
林内空气寂静,风速计一般不能启动。
森林林冠层能阴挡大气降水,阻截率随降雨强度增加而下降,从3%~40%不等,而阻率则随降雨强度而加大,一般在50%~60%。
2.2  乔木根系对土壤的影响
乔木根系对土壤的影响是森林对土壤的一个重要方面。
首先,根系是土壤有机质的重要来源之一。据估计,天然林的根系重量一般每hm2有数吨至数十吨,这些根系可分为二类,一类是保持时间较长,直径较大,以运输水分、养份和起支撑作用为主,另一类是直径较小,一般<1mm的活动根或吸收根。后一类根系生存时间不长,经常更替。无论前者或后者,死后都给土壤留下有机物并使土壤肥沃。氮和灰分元素也使土壤养分不断丰富。
根系分泌物对土壤的影响还不十分清楚,但有一点是肯定的,分泌物是一种酸性物质,对促进矿物的分解和岩石的风化有利。
根系死后分解,将给土壤留下许多孔隙,起着疏松土壤的作用,增强土壤的保水和透水性能,从而改善土壤的物理性质。
2.3  森林凋落物的物质归还和枯枝落叶层的物质积累
森林对土壤的物质归还和物质积累是普遍而强大的,森林有大量的根系和茂密的枝叶,每年都有大量的凋落物落在土壤表面,把大量有机物质、氮素和各种灰分元素归还和集中于土壤表层, 并形成枯枝落叶层,这就是森林物质积累的特点。
森林对土壤表层的物质积累主要取决于凋落物的数量,质量和分解状况,而凋落物的数量和质量取决于森林植被类型,分解的状况则取决于凋落物的质量以及温度、湿度等。从我国定位观测材料来看:亚热带常绿阔叶次生林每年每hm2凋落物的数量为4.5~5.0t/hm2·a(干重,下同)。而原生常绿阔叶林则高达近10 t/ hm2·a。与此同时,凋落物归还给土壤的氮和灰分元素,也表现出同样的趋势。亚热带常绿阔叶次生林每年每公顷归还给土壤的粗灰分、N、P2O5、CaO、MgO、K2O分别为217.5~325.3、44.0~49.5、4.5~10.1、65.0~88.4、25.7~26.0、9.2 ~16.5Kg/hm2·a,而原生型常绿阔叶则几乎要翻一番。
枯枝落叶层的贮量则与气温、湿度等有关,其中主要取决于温度,因为温度高,微生物的生物分解十分活跃,贮量减少,而当气温低时,微生物活动受抑,分解缓慢,所以,在猫儿山林区土壤中,低海拔地区分解迅速而高海拔地区分解缓慢,枯枝落叶层随着海拔的增加而增厚。这是一个由森林所形成的封闭的养分循环,一旦森林遭到破坏,则养分归还立即停止,土壤肥力迅速下降,如果不采取有效措施,很快就会形成贫瘠的土壤。
2.4  枯枝落叶层的分解对土壤的影响
猫儿山林区的枯枝落叶层所进行的是弱酸性分解,分解产物通过降水而淋洗至土壤,
由于渗滤水中含有丰富的盐基,为一种弱酸性溶液,所以能调节土壤的PH值,使其接近于弱酸性,同时水溶液本身所携带的有机质和灰分元素源源不断地供给土壤,使土壤表层的有机物质有明显的生物积累,土壤肥力逐渐提高。
3  猫儿山土壤形成特点
猫儿山的土壤是在亚热带季风气候和复杂多变的地形、母质、生物等因素综合影响下形成的。主要成土过程是脱硅富铝化过程和旺盛的生物积累过程。因为在高温多雨的亚热带季风气候条件下,风化淋溶作用强烈,组成花岗岩的矿物分解较快,首先K、Na、Ca、Mg等碱土金属元素被分解随土壤水分下渗淋失,随着SiO2也以硅酸的形式被淋溶迁移,土体中的Fe、A1、Mn等元素随下渗水和毛管水蒸发上、下移动而在B层累积,这种脱硅富铝化过程是土壤形成的地质大循环结果。与此同时,在充足的热量和水分条件下,生物的累积过程也很旺盛,无论是森林植被或草本植被下,每年都有大量的凋落物进入土中。地理位置相近的大瑶山的测定结果一般达6750~8250Kg/hm2·a。这些凋落物经过土壤微生物的分解矿质化和进一步合成腐殖质,使土壤逐年累积较多的有机质而具有较高的肥力。
猫儿山山体高大,生物和气候条件的垂直变化明显,使土壤的脱硅富铝化作用的强度和腐殖质的累积程度发生明显的差异,自山麓至山顶,富铝化作用逐渐减弱,腐殖质的累积过程则逐渐加强,使土壤的成土过程出现不同的发育阶段,形成了红、黄壤系列的多种土壤类型,并出现了明显的垂直分布规律。以东南坡为例,海拔1000m以下山坡和山麓地带植被为亚热带常绿阔叶林和人工竹林、杉木林、马尾松林。土壤为山地红壤和黄红壤,淋溶作用强烈,PH值(H2O,下同)4.9~5.2,脱硅富铝化作用强,土体B层的硅铝率4.52以下,游离氧化铁5.35%~5.98%,铁游离度69.61%~74.18%,生物富集量大,但分解的速度也快,故有机质的累积相对少些,A层有机质含量较低。海拔上升至1000~1600m,地形坡度增大,土层变得较薄,土体中常夹有大小不等的母岩碎块,土温下降为17.09~14.12℃,雨量增多,植被为常绿阔叶林至常绿落叶阔叶混交林为主,土壤的淋溶作用增强,PH值4.1~5.1,脱硅富铝化作用相对减弱,土体B层的硅铝率为4.52~4.91,游离氧化铁含量为3.5%~4.70%,铁的游离度为63.28%~65.50%。土壤有机质累积加强,A层为7.19%~13.73%,土壤发育为山地黄壤。随着海拔的继续升高,1600~2142m土温逐渐下降为14℃至11.5℃,降雨量仍逐渐增多,年降雨量2100mm以上,相对湿度90%以上,云雾多,常风增大,植被以常绿阔叶林为主,局部有针叶林和落叶阔叶林,且随着海拔升高,植物逐渐矮化,出现苔藓矮曲林,树干枝条布满苔藓地衣类。土壤淋溶作用加强,有机质的累积增加,但脱硅富铝化作用减弱,发育为山地黄棕壤, A层PH值为3.9~4.8,有机质含量为10.76%~20.18%,B层的硅铝率为5.66~7.66,游离氧化铁含量为3.55%~3.07%,铁的游离度为54.47%~41.00%。且在1600~1800m坡面上的山地黄棕壤剖面的A2层与B层之间常出现2~5cm厚度的黄、白色参差过渡的漂白层。
3.2  猫儿山土壤的分布规律
通常把土壤与气候、生物相适应的分布规律称为土壤的地带性规律或区域性规律,主要是通过纬度地带性,经度地带性和垂直地带性来体现。
3.2.1  纬度地带性
由于不同纬度上热量的差异,引起温度降水等气象要素自赤道向两极的变化,从而引起生物土壤呈带状分布。猫儿山区地处北纬25°48′~25°58′,南北跨度10′,同属中亚热带。由于高温多雨,风化作用强烈,加之常绿阔叶林生长繁茂,生物和土壤之间物质和能量之间的转换迅速,在富铝化和生物富集两个过程长期作用下形成红壤。因此,从纬度地带性来看,本区属于中亚热季风常绿阔叶林红壤,也即猫儿山区的地带性土壤是红壤。
3.2.2  经度地带性和垂直地带性
在相同的纬度地带内,土壤按东西方向由沿海向内陆变化的规律,主要与距离海洋的远近有关,一般近海地带气候潮湿,远海地带气候干燥,气候不同,生物的特点也不同,必然影响到土壤。本区地处东径110°20′~110°35′,以猫儿山主峰为主体的中山区,构成以黄棕壤、黄壤为主体的土区,800m以下区域则以黄红壤为主,红土红壤的有机物质及养分均较山地红、黄壤少,但土层较厚。
山地土壤由于受山地小气候和地貌条件的影响,形成不同的土壤类型,而且有规律地排列成垂直带谱,山地土壤垂直地带的结构随山的位置、形状、去向及海拔的不同而变化。从纬度地带性分析可知,猫儿山区土壤垂直带谱的基带由红壤开始,随着海拔的升高以及水热条件的差异而出现山地黄红壤,山地黄壤以及山地黄棕壤,海拔2000m以上的山顶部位,由于温度低,风力强,立地条件差,以致森林和灌木生长困难,而草本植物茂密,有山地灌丛草甸的零星分布。所以,猫儿山主峰的土壤垂直分布为山地红壤——山地黄壤——山地黄棕壤——山地灌丛草甸土。
值得一提的是,在八角田海拔1800m左右一带,由于地形因素的影响,局部平坦成低洼渍水处,存在山地沼泽泥炭土。


4  猫儿山土壤的理化性质
土壤的剖面层次及土壤颜色
猫儿山的土壤剖面发生层次分化明显,一般可划分为Ah-Bs-C基本层次。多数情况下具备枯枝落叶层(O)。层次之间过渡清晰,A层与B层之间由于有腐殖质向下淋溶迁移而出现参差过渡的AB层。在海拔1600~1800m之间的山地黄棕壤,在A层之下常具明显的灰白色与黄色以参差过渡的漂白层,厚度2~5cm。土壤颜色多样,表土(Ah)层随着有机质含量的增多,颜色由浊棕色7.5YR5/4—浊黄棕10YR4/3—黑棕色10YR3/1。心土(B)层则因土壤类型不同而呈现其独特的颜色,山地红壤的B层呈亮红棕色5YR5.5/8至橙色7.5YR6/6,山地黄红壤(B)呈亮棕色7.5YR5.5/6至亮黄棕色10YR7/6,山地黄壤(B)呈浊橙色7.5YR7/4至亮黄色10YR6/6,山地黄棕壤B层呈亮黄棕色10YR6/6至浊黄棕10YR4/4。
4.2 土体厚度及质地
土体厚度一般为70~90cm,坡麓的山地红壤可厚达100~120 cm,山顶陡坡的山地黄棕壤则只有40~60cm,甚至少于40cm。
在温暖湿润的环境条件下,岩石和矿物的风化分解较彻底,生成的粘土矿物较多,以1:1型的高岭石为主,其次是三水铝石,高海拔区尚有2:1型的水云母。<0.002mm的粘粒含量,A层一般为20%~35%,花岗岩红壤可多达42.7%,而花岗岩黄棕壤可少至8.9%,B层一般为18%~30%,花岗岩红壤可多达39.5%,高海拔的花岗岩黄棕壤则少至10.5%。而0.02至0.002mm的粉砂粒含量,A层和B层一般都达50%以上,故土壤质地A层为砂壤土至砂粘土,B层为砂粘壤土为主,高海拔的花岗岩黄棕壤则为壤质粘土。此外,>2mm的砾石含量,A层一般为15%~25%,多的达30%以上,B层一般为10%~30%,多的达40.3%。故具有一般山地土壤的“粗骨性”特点。
4.3土壤的酸碱度和盐基饱和度
    猫儿山之土壤主要是红、黄壤系列的土壤,在亚热带温暖湿润的生物气候条件下,物质的强烈风化分解和淋溶淀积作用结果,盐基和硅先后被分解、淋溶流失,铁、铝氧化物相对富集,使土壤呈酸性至强酸性反应,代换量低、盐基高度不饱和。土壤活性酸水提PH值A层在3.6~5.1之间,B层在4.3~5.4之间;代换性酸度PH(KCI)A层为3.3~5.1之间,B层为4.2~5.2之间。土体盐基饱和度除个别剖面A层达到27.3~41.6me/100g土,一般A层为16~20me/100g土,B层为10~15 me/100g土,且交换性氢离子和铝离子所占比重大,故粘粒阳离子交换量ECEC(me/100g土)A层为4~6之间,B层为1~4之间。
4.4 土壤矿物风化强度和粘粒淋溶迁移淀积情况
土壤矿物风化强度的垂直分异明显。表现为山麓风化较强烈,矿物分解生成的次生粘土矿物以高岭石为主,其次为三水铝石和赤铁矿,随着海拔的升高,风化强度度逐渐减弱,虽仍以高岭石为主,相继出现水云母。土体B层的硅铝率由<4.0~4.5~4.9~6.0~7.0。土体B层的游离氧化铁含量和游离度分别由5.32%和74.18%降为4.88%和62.28%→3.55%和50.32%→3.15%和52.21%→2.54%和50.88%。
土壤的盐基和粘粒的淋溶迁移和淀积作用的垂直分异显著。从山脚到山顶,海拔高度由450m的山地红壤剖面到海拔1720m的山地黄棕壤剖面,年均土温由19.8℃降为13.6℃,而降雨量逐渐增多,土壤水分状况由湿润变为常湿润状况,土壤的盐基淋溶作用逐渐强烈,土中的盐基物质逐渐减少,土体中B层的盐基淋溶率(ba值)由大于0.400降为0.389→0.335→0.296→0.209,当海拔高度继续上升至2060m剖面,ba值则由0.209升高为0.486→0.541 。可以认为是由于土温逐渐降低,矿物风化程度逐渐减弱,风化壳由富铁铝化阶段退为铁硅铝化阶段,而且,原生矿物中云母、长石含量较丰富,不断分解补充土壤中的K、Ca等盐基物质。而土体中A层的ba值普遍比B层高,可认为是生物的盐基富集作用结果。
土壤的粘化值(土体B层与A层的粘粒含量比值)明显地随着海拔高度的增高而增加,由海拔450m的0.92→890m的1.06→1630m的1.14→1800m的1.20→2080的1.44。说明A层粘粒被淋溶向下迁移,累积于B层。高海拔土壤的B层具明显的粘化特征。
4.5 表土有机质含量及其肥力
猫儿山植被生长茂密,大量的凋落物为土壤有机质的累积提供了物质基础,在温暖湿润的条件下,土壤微生物对有机残落物进行矿质化和腐殖质化作用的结果,使土壤累积了较丰富的有机腐殖质和矿质养分,而具有较高的土壤肥力。
一般表土有机质的含量随着海拔的增加而增多,但由于海拔高度和植被类型的不同而有差异。如山地红壤为5.66%~6.78%,山地黄红壤为13.01%,山地黄壤为13.11~13.92%,而山地黄棕壤则从8.64%~16.80%,八角田附近的泥炭土更是高达20%~30%(见图4)。随着海拔的提高,腐殖质中胡敏酸和富里酸的比率由0.45增至0.49。在常绿阔叶林下发育的山地黄壤有机质含量较高,但C/N较低,而发育在人工马尾松林下的山地黄壤有机质含量较低,但C/N比则较高。

5  土壤各论
5.1 山地红壤
山地红壤是猫儿山区地带性土壤——红壤的一个亚类,主要分布在海拔800m以下的山地,成土母质是由花岗岩风化的坡积物和堆积物,原生植被为亚热带常绿阔叶林。
山地红壤的形成特点是:①在高温多雨的气候条件下,土壤脱硅富铝化强烈,铁质被氧化,因而土壤基色为红色;② 由于盐基大量被淋失,土壤呈酸性至微酸性反应,PH值4.9~5.1,③一般土层较深厚,层次发育明显,自然土壤一般分为表土层,淀积层,母质层;④ 土壤质地与母质有关,花岗岩母岩发育的土壤一般呈中壤——重壤。⑤ 原生植被下的山地红壤其肥力水平高,但植被遭到破坏后,原有的物质能量系统遭到破坏,肥力水平迅速下降。花岗岩红壤的含钾水平较高,磷素多被固定而成为被氧化铁所包被的闭蓄态磷酸铁铝。山地红壤的剖面特征,以杨雀村后大山坑剖面为例加以说明;
剖面基本情况:海拔700m,林相植被为人工竹林,林下灌草盖度共计约70%,坡度25??,成土母质为花岗岩发育的坡积物。
枯枝落叶层(Ao):0~3cm,棕黑色,粒状结构,中壤质,根系粗多,石块含量达30%,土体疏松,土壤呈酸性反应,PH值4.93,全磷0.128%,全钾3.30%,有效钾4.43mg/100g土。
表土层(A):3~18cm,浊棕色、粒状结构,重壤质地,土体较疏松,根系含量高,有机质6.78%,全磷0.123%,全钾3.32%,速效钾2.19mg/100g土。
淀积层(B):18~60cm,亮红棕,块状结构,土体较紧实,有少许Fe、Mn锈斑,根系少,含石砾20%,有机质含量3.46% , 全磷0.127%,有效磷3.45mg/100g土。
表1 山地红壤剖面特征表

表2  山地红壤典型剖面理化性状表
*分析工作由中国科学院长沙农业现代化研究所中心实验室承担,下同。

5.2 山地黄红壤
山地黄红壤是红壤的一个亚类,也是山地红壤向山地黄壤的一个过渡性土壤,主要分布于猫儿山800~1000m的山坡地,原生植被是亚热带常绿阔叶林,但由于人为的破坏,在这一海拔段原生植被仅见于沟谷陡坡外,其余均为人工竹林、马尾松林所取代,成土母质是由花岗岩发育的坡积物。
山地黄红壤同山地红壤的最大区别在于:由于山地黄红壤所处位置相对较高、温度相对较低而雨水相对充足,而在这种情况下,氧化铁有一部分开始水化而成为针铁矿、褐铁矿等,而中心土层出现淡黄色;与此相对应,枯枝落叶层加厚,有机质含量有所增加,土体厚度随局部地形部位不同在60~100cm之间,SiO2/Al2O3有所提高。
土壤剖面特征:以大竹山西北坡950m处剖面为例加以说明,植被为人工毛竹林,林下植被总盖度70%,成土母岩为花岗岩风化的残积物,由于这一地区花岗岩露头现象明显,岩石裸露率达40%,所以土层浅薄,剖面上仅能分出枯枝落叶层和表土层(严格意义上来讲是A1)肥力水平较高,表土层有机质含量达13.01%。
表3  山地类红壤剖面特征表

表4  山地黄红壤理化性状表

5.3 山地黄壤
    山地黄壤是黄壤的一个亚类,在猫儿山地区分布于海拔1000m~1600m的山地,原生植被随着海拔的升高依次为常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林,成土母质是以花岗岩风化发育的堆积物和残积物。
  山地黄壤的原生植被在亚热带温暖湿润的条件下具有很大的生物量,这对黄壤的形成具有重大的作用。与山地红壤相比,山地黄壤所处的海拔更高,温度更低,但降雨量更大,春夏秋季降雨量趋于远销,加上云雾多、日照少,空气和土壤终年湿润,人为活动少,植被保护完好,有利于土壤中积累较多的有机质,事实的有机质和终年湿润的土壤环境、促进土壤中游离氧化铁的水化,而形成以针铁矿、褐铁矿和其它多水氧化铁,从而使土体显出黄色,另外,随着温度的降低,雨量的增加,土体中的硅铝率SiO2/Al2O3增大,粘土矿物逐渐高岭石化,阳离子代换量下降,如高寨上1100m处淀积层CEC为15.6mg/100g土,九牛塘附近海拔1300m,剖面淀积层的CEC仅为13.0mg/100 g土,土体中因无明显的干湿交潜现象,故无Fe、Mn淀积的情况发生。
剖面形态特征,以猫儿山出路1100m处剖面和九牛塘1300m处剖面为例加以说明。                             
猫儿山公路1100m处剖面(0.15)植被为人工毛竹林,但竹林欠经营,林下灌木
茂密,盖度达80%,坡度35°母质为花岗岩风化的残积物,堆积物。
表土层:0cm~20cm,棕黑色,粒状结构,中壤质,疏松,根多且较粗,有机质含量13.11%,全钾2.87%,速效钾10.68mg/100g土。
淀积层(B层):20~60cm,亮黄棕色,粒状、块状结构,疏松偏紧,根系粗细均匀,无结核,有机质含量3.96%.
九牛塘附近1300m处剖面(013),植被为常绿阔叶次生林,母质为花岗岩发育的堆积物,土体的层次发育和剖面特征与015剖面同。
5.4 山地黄棕壤
在山地垂直带谱中,山地黄棕壤分布于山地黄壤上,即海拔1600m以上的区域,原生植被为山地常绿落叶阔叶混交林,针阔混交林和山顶矮林。在土壤分类学中,曾经将其作为黄壤和棕壤的一种过渡性类型,因为它既具有棕壤的某些特性,比如粘化,又具有黄壤的某些特性,如富铝化。陈作雄在研究猫儿山土壤时就认为称作山地准黄壤更为确切。本次考察中仍将采用山地黄棕壤一词。
表5 山地黄壤剖面特征表

表6  山地黄壤理化性状表

表7  山地黄棕壤剖面特征表

山地黄棕壤所处的气候以雨量高,湿度大,气温低,有冰雪为特征,年平均气温较红壤带低4℃~5℃,比黄棕壤区低1℃~2℃。猫儿山海拔1800m处,年平均气温7℃~8℃,相对湿度经常处于90%以上,常年云雾弥漫,由于原生植被保存较好,年生物量较大,加上低温不利于微生物的活动,所以枯枝落叶层厚度较大,其下有盘结密织根层,具弹性,有较好吸水作用,心土呈黄棕色,表土有漂灰的趋势,尤其在010剖面,但不明显。黄棕壤是在亚热带山地气候条件下形成的脱硅富铝作用较弱的土壤,在风化成土过程中,淋溶淀积不明显,粘粒含量较低。
由于土壤中含交换性铝较高,故酸性值多在4.0~5.0之间。
表8  山地黄棕壤理化性状表

5.5 泥炭土
    在猫儿山八角田附近海拔1850m左右,有一个由8个海拔约1900~1950m、相对高度约50~100m的山峰所围成的一个面积约240hm2的山间低洼盆地,泥炭土就分布于这一地段的低洼地带,面积约73hm2。原生植被是常绿阔叶林和常绿阔叶针叶混交林,林下以箬竹等灌木为主,盖度为70%,密布苔藓植物,成土母岩是一层水平分布的板岩,这里气候湿润,低温,相对湿度经常处于95%左右,年均雨量达2100mm,年均温约7~8℃,地表水多。在地势低洼的情况下,加上植物根系盘根错节,苔藓和枯枝落叶层等又具有强烈吸水作用,使土壤长期处于积水状态。该地夏季气候温和,植物生长繁茂,冬季寒冷持续时间长,一般冰冻期从11月至翌年3月,大量的植物残体进入土壤后,由于微生物活动弱,得不到充分的分解,有机质年复一年的累积,特别是长期积水所造成的嫌气环境,发生泥炭化作用和土层下部的潜育作用,从而形成泥炭土。
表9  泥炭土剖面特征表

表10  泥炭土理化性状表

猫儿山泥炭土的剖面特征:①土层厚:从钻查的情况看,泥炭最薄也的70~80cm,而最厚处达250~300cm,本次调查所取剖面深达245cm,但由于在80cm处开始积水,所以无法继续往下挖。② 剖面通体呈黑色,黑棕成浊棕色,从上至下,颜色稍有变浅,土壤湿度呈重湿—重湿—极湿,而根系的分布Ao层极多,以细根为主,粗根较少,而A层根系较少,至潜育层又增多,且以粗根为主;③ 剖面层次发育不明显,无明显淀积层,初步分成三层是根据系的数量、土壤湿度以及颜色划分的,从化学分析数据来看,剖面层次之间并无明显的差异。
从猫儿山泥炭土的理化性状来看,剖面通体呈酸性反应,PH值4.09~4.42,属高位  泥炭。由于泥炭累积厚,有机质含量高,高于其它各种山地土壤,达20%~30%,且往下其含量有增加的趋势,这与其它山地土壤是不同的,另外,阳离子交换量(CEC)也较其它土壤高,达30~40me/100g土,说明泥炭中脱硅富铝化作用很弱,其它养分的含量总体来讲比其它土壤要高,尤其是全氮、碱解氮,全磷含量较高,但有效性较低,粘粒的迁移率很小。
总之,猫儿山泥炭土是在特定的母质、气候、植被、小地形的综合作用下所形成的特定的土壤类型,由于土壤有机质含量高,持水量大,加上特定的地理位置,地处漓江、湘江、浔江的源头,所以,八角田一带泥炭土具有极高的保护价值。
5.6 山地灌丛草甸土
山地灌丛草甸土在猫儿山区并不多见,仅分布于海拔1800m以上的山顶,土层浅薄,风力大的迎风口,乔灌植被难以生长,从而形成低矮的灌草植被,气候特点是风大、雾多、低温凉湿,生物循环缓慢,有机质的分解以腐殖化过程为主,含量丰富,剖面特征一般认为是土层浅薄,但剖面发育层次分明,表土层黑棕色,强酸性反应,粒状结构,疏松,根系极多,松软而富有弹性。但山地草甸土的剖面特征并不完全一样。不同的地形条件和局部小地形也可形成不同层次的剖面。本次考察中曾挖取2个草甸土剖面,其中一个与上述描述基本相同,另外一个则具有完整的剖面发生层次,在此暂且称为草1号和草2号。
草1号:地点取自猫儿山顶峰下约2100m处的山脊部位,整个土层剖面分二层,即A层和D层,A层0~18cm,湿润,黑棕色,粒状结构,质地中壤,根极多,呈酸性反应,有机质含量丰富,在18cm以下即为花岗岩母岩。
草2号剖面:在猫儿山顶峰下面北面的2120m处,与草1剖面的最大区别是:土层较厚,有较完整的剖面发生层次,植被以草本、杂竹为主,盖度达100%,而矮灌盖度仅为5%,是典型的草甸植被类型。
A表土层(A):0~12cm,棕黑色,粒状结构,质地中壤,表土极为疏松,根系细而极多,石子含量在5%左右,较为干燥。
过渡层(AB)12~34cm,浊黄棕色,粒状结构为主,夹小块状结构,土体疏松偏紧,根系较多,但以细根为主,石子含量在15%左右,可找到少量石英。
表11  山地草甸土的理化性状表
淀积母质层(BC):34~64cm,亮棕色,小块状结构为主,土体较紧,根系极少,石子含量较高,以1~3cm的部分占多数并可见到不少石英结晶体。另外,在B层还可见到厚约10~15cm水平分布的红黄色锈斑。
6  猫儿山土壤的矿物组成
土壤的矿物组成是决定土壤的理化性状及划分土壤类型的一个重要指标,下面根据华南农业大学曾维琪等的研究作一概述。
山地红壤:山地红壤淀积层粘粒的ECEC为7.44~10.69me/100g土,含有一定数量的由长石直接风化形成的三水铝石,土壤粘粒的矿物组成以高岭石为主。2:1型粘土矿物亦占有一定数量。而与风化程度很深,以1:1型粘土矿物和二、三氧化物占绝对伟势的红壤有明显区别。在原生矿物中还有易风化的绿帘石、黑云母等。这些都说明其风化程度和红壤化过程不是很深,故而划为山地红壤。
山地黄壤:山地黄壤淀积层粘粒的ECEC为9.32~14.38me/100g土,CEC在19.01~22.99 me/100g土之间,与“系统分类”中的黄壤很接近,矿物以2:1型粘土矿物为主,风化程度比山地红壤弱,故划为山地黄壤。
山地黄棕壤:山地黄棕壤铁铝层的粘粒ECEC27.67me/100g±。粘土矿物以2:1型为主,其次为高岭石和三水铝石,与“系统分类”中黄棕壤的特征值均不一致。原生矿物风化指数较小。
山地灌丛草甸土:土层较浅薄,有机质含量丰富,低温又不利于原生矿物的风化分解,多石砾。BC层粘粒ECEC29.63me/100g土。粘土矿物以2:1型为主,次为高岭石族、绿泥石、三水铝石、原生矿物的风化指数最小。
7  猫儿山土壤的综合利用
   以猫儿山作为一个整体而言,中上部分属猫儿山自然保护区,原生植被保护好,而中下部分多为集体林,归周边社区所有,大部分区域(除局部沟谷)植被的原生性已不存在,而代之以人工竹林、杉木林、马尾松林。保护区本身并未在区内从事生产经营活动。
猫儿山的土壤由于受生产经营活动的影响,也可分为两大类,一类为原生性土壤,一类为生产经营性土壤。前一类位于山体中上部,为原生植被,土壤的生态平衡未被打破,物质和能量交换仍遵循自然规律。后一类位于上体中下部,原生植被已被人工植被所取代,土壤的生态平衡已遭破坏,一部分的物质和能量已为人类所利用,土壤的肥力水平下降。
猫儿山土壤的利用方向是:切实保护好现有原始土壤的森林生态系统,使之按照自然的规律演替;而对于已开发利用的土壤,要采取有效的措施,保护林下植被,控制水土流失,使常绿阔叶林得以恢复,提高土壤肥力。
猫儿山土壤利用的总的原则是:保护第一,科学利用。

主要参考文献
中国林业科学研究院林业研究所.中国森林土壤.科学出版社,1986
陈作雄、吴其袢,广西猫儿山之土壤,待刊
曾维琪、殷细宽,苗儿山土壤的矿物组成 华南农业大学学报10(2)1989:67-76
 王献溥、李信贤,广西兴安苗儿山保护区的植被,广西植物6(1-2):79-91.1986

 
 

 

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