蒙古櫟林和白樺林土壤養(yǎng)分空間分布特征

蒙古櫟林和白樺林土壤養(yǎng)分空間分布特征

土壤是空間連續(xù)的突變體，具有高度的空間異質(zhì)性。無論是大還是小，土壤的空間異質(zhì)性都存在。在進(jìn)行土壤調(diào)查時,同一土壤類型上不同的空間位置取樣所測定的土壤養(yǎng)分和水分等因子常常具有較大的差別,除去取樣和測定過程中的誤差外,還存在著土壤本身的變化,這種變化稱為土壤空間異質(zhì)性或空間變異性。土壤空間異質(zhì)性是土壤重要的屬性之一。本文就天然次生林下土壤養(yǎng)分空間的變異進(jìn)行了初步研究。1施業(yè)期氣候條件試驗(yàn)地選設(shè)在黑龍江省葦河林場。葦河林場位于尚志市東郊,場址距市區(qū)60km,隸屬于尚志國有林場管理局,東、南與亞布力、葦河林業(yè)局相鄰,西接尚志國有林場管理局一面坡林場,北與葦河林業(yè)局萬山、新興林場接壤。林場地處張廣才嶺西坡,地形以山區(qū)丘陵地貌為主。施業(yè)區(qū)內(nèi)地勢較緩,地勢南北高、東西低。水系為松花江支流水系,氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候。冬季漫長、寒冷而干燥,夏季短促、溫暖而多雨,早春少雨易干旱。施業(yè)區(qū)內(nèi)有3個土類,以暗棕壤為主,植被屬長白山植物區(qū)系。2學(xué)習(xí)方法2.1樺林不同類型土壤的調(diào)查2009年重點(diǎn)對研究區(qū)域內(nèi)蒙古櫟林和白樺林2種天然次生林下的土壤進(jìn)行調(diào)查。每種不同的森林類型分別選取2個研究點(diǎn),其主要植被類型的環(huán)境因子以及生長狀況見表1。2.2研磨后放養(yǎng)分在每個樣方內(nèi)按照梅花形布點(diǎn)原則設(shè)置5個采樣點(diǎn),分為0~20cm和20~40cm兩個層次,每個樣品1kg左右,將土樣帶回實(shí)驗(yàn)室在自然條件下風(fēng)干,剔除肉眼可見的根塊和碎石,之后再用1mm網(wǎng)篩以除去根系和粗沙粒,研磨后供養(yǎng)分含量分析所用。2.3土壤有機(jī)碳分析與剖面描述土壤各養(yǎng)分指標(biāo)除速效氮外,其余5個指標(biāo)均參照中國標(biāo)準(zhǔn)出版社《土壤理化分析與剖面描述》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行;速效氮按照南京土壤研究所《土壤理化分析》中的方法進(jìn)行。3結(jié)果與分析3.1不同土層間有機(jī)質(zhì)含量的差異從表2中可以看出,在0~20cm和20~40cm土層中,土壤有機(jī)質(zhì)含量蒙古櫟林>白樺林。這2種天然次生林下上層土壤的有機(jī)質(zhì)含量明顯高于下層土壤有機(jī)質(zhì)含量。經(jīng)方差分析,上下土層之間有機(jī)質(zhì)含量均存在明顯差異。從變異系數(shù)上看(表3),土壤有機(jī)質(zhì)均屬于中等變異性。土壤有機(jī)質(zhì)含量的差異主要是由于不同林分下地表凋落物厚度、組成成分的差異以及部分動物、微生物殘體的差異,導(dǎo)致林下土壤有機(jī)質(zhì)含量不同。3.2生的有機(jī)酸土壤pH值主要取決于土壤溶液中氫離子的濃度,氫離子多來源于吸附性Al3+以及土壤生物呼吸作用產(chǎn)生的CO2溶于水后形成碳酸和有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)生的有機(jī)酸。土壤酸性的強(qiáng)弱與殘落物分解不完全有密切的關(guān)系,土壤pH值大小也受降雨量的大小和有機(jī)質(zhì)含量等因素的影響。從表2可以看出,2種天然次生林下土壤pH值介于4.903~5.069之間,均呈弱酸性,變化規(guī)律并不明顯,且土層間的差異并不顯著。從變異系數(shù)上看(表3),不同類型土壤上層pH值變異系數(shù)在5.21%~6.63%之間,下層土壤pH值的變異程度在5.26%~5.41%之間,土壤pH值均屬于弱變異性。3.3全氮及慢速氮含量氮素是植物必需元素之一,也是土壤養(yǎng)分中最重要的元素之一。不同森林類型在同一土層土壤全氮及速效氮含量存在一定的差別(表2)。在0~20cm土層中,土壤速效氮的含量蒙古櫟林>白樺林;土壤全氮的含量白樺林>蒙古櫟林。在20~40cm土層中,土壤速效氮和土壤全氮的含量蒙古櫟林>白樺林。對于同一種森林類型在不同土層深度全氮及速效氮含量的變化規(guī)律非常一致:即同一森林類型中,上層土壤的全氮及速效氮含量明顯高于下層土壤。從變異系數(shù)上看(表3),不同類型土壤上層全氮含量變異系數(shù)在23.42%~23.51%之間,土壤速效氮變異系數(shù)在52.8%~64.02%之間;下層土壤全氮含量的變異程度在18.96%~40.87%之間,下層土壤速效氮含量的變異程度在41.52%~42.24%之間,均屬于中等程度變異。3.4土壤全磷及有效磷含量從表2可以看出,在0~20cm土層中,土壤全磷和有效磷的含量白樺林>蒙古櫟林,存在極顯著差異;在20~40cm土層中,土壤全磷和有效磷含量白樺林>蒙古櫟林,差異不顯著。同時,同一森林類型下從上到下各層土壤全磷及有效磷含量逐漸降低,但是降低的幅度不同。從變異系數(shù)上看(表3),不同類型土壤上層全磷含量變異系數(shù)在19.78%~34.35%之間,土壤有效磷變異系數(shù)在37.48%~45.65%之間;下層土壤全磷含量的變異程度在21.30%~22.11%之間,下層土壤速效磷含量的變異程度在21.44%~32.54%之間,均屬于中等程度變異。4林下土壤ph值的分布4.1蒙古櫟林和白樺林2種天然次生林下土壤pH值介于4.9~5.0之間,均呈弱酸性,變化規(guī)律并不明顯,且土層間的差異并不顯著。除全氮含量外,其他土壤養(yǎng)分含量蒙古櫟林均大于白樺林。對于同一森林類型而言,上層土壤(0~20cm)pH值低于下層(20~40cm)土壤,其余各養(yǎng)分指標(biāo)則是上層土壤的含量均不同程度地高于下層土壤。在0~20cm土層中,蒙古櫟林與白樺林之間土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全磷和有效磷含