土壤調(diào)查報告-供參考.doc

河源萬綠湖自然保護區(qū)土壤調(diào)查報告土壤是植物生長的基質(zhì)，是多種自然因素長期作用的結(jié)果，并受到人類活動的影響。土壤為植物生長發(fā)育提供了必要的條件，包括機械支撐作用，水分、養(yǎng)分、空氣和熱量的供應(yīng)與協(xié)調(diào)。土壤容重、孔隙度、質(zhì)地等物理性狀是影響土壤水分、通氣狀況和肥力的重要因素，同時對林木根系、土壤穩(wěn)定性和抗蝕能力有重要影響。土壤水分和養(yǎng)分含量是影響植物生長發(fā)育的重要條件之一，它們的含量水平及其植物有效性受氣候、地形、土壤物理化學性質(zhì)和生物活性等因素影響。土壤中（尤其是表層土壤）的養(yǎng)分在地表徑流和滲流的作用下，會部分地進入附近水體，對水質(zhì)造成一定影響。分析土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量，有助于了解土壤的現(xiàn)實肥力水平和生產(chǎn)潛力，進一步認識植被與土壤的相互作用規(guī)律，為調(diào)查區(qū)的林分改造和植被恢復提供背景資料，并有助于進一步了解土壤質(zhì)量對附近水體的潛在影響。河源萬綠湖自然保護區(qū)是廣東省省級保護區(qū)，擁有豐富的動植物資源和優(yōu)良的水質(zhì)資源，具有極高的科學研究、觀光旅游、供應(yīng)水源和保護環(huán)境等價值。為了解保護區(qū)內(nèi)的土壤本底情況及其對湖水水質(zhì)的潛在影響，同時為申報國家級自然保護區(qū)提供基礎(chǔ)資料，對萬綠湖自然保護區(qū)的土壤進行了野外調(diào)查采樣和土壤理化性質(zhì)分析。1 土壤的主要類型及其分布地質(zhì)發(fā)育特征及巖性特征決定著地貌類型的不同，進而引起水熱條件的差異，使風化殼性質(zhì)和土壤發(fā)育條件隨之發(fā)生變化。河源萬綠湖自然保護區(qū)主要母巖類型有花崗巖、花崗斑巖、安山巖、流紋巖、石英砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)頁巖、夾炭質(zhì)頁巖、礫巖和泥灰?guī)r等。保護區(qū)內(nèi)的地貌類型復雜，有中山、低山、臺地、丘陵、河流、人工湖和湖中島嶼等多種地貌類型。其中，中山主要分布于保護區(qū)的西部、西北部和南部邊緣，海拔800m以上的山峰有大嶂頂（890m）、轎子頂（915m）、蟾蜍嶂（932m）、桂山（1056m）和南山（954m）等。低山在保護區(qū)內(nèi)分布較廣，海拔一般在500-800m，主要分布在保護區(qū)的西北部和南部邊緣。臺地和丘陵主要分布于保護區(qū)的東部，海拔500m以下，丘陵地勢較平坦。河流地貌即新豐江，分布于保護區(qū)的北部。人工湖泊地貌即萬綠湖，分布于保護區(qū)的南部。人工湖島嶼地貌，分布于萬綠湖中。保護區(qū)西北部的中山和低山主要巖性是石英砂巖，質(zhì)地堅硬，不易風化，因此，這一區(qū)域的風化殼和土層相對較薄，中山山地由于海拔相對較高，主要發(fā)育形成山地黃壤，而海拔低于800m的低山則主要發(fā)育山地紅壤。在保護區(qū)的南部主要是黑云母花崗巖，比較容易風化，因此風化殼和土層較厚，土壤中的微量元素較豐富。保護區(qū)東部的臺地和丘陵分布區(qū)主要是紅色砂巖，不易風化，風化殼和土層很薄，植被稀疏，有些地方甚至巖石直接裸露，該區(qū)域內(nèi)土壤主要為赤紅壤。此外，在保護區(qū)居民點附近還有一定面積的水稻土和菜園土分布。2 土壤主要理化性質(zhì)分析2.1 土壤調(diào)查采樣與分析方法采樣點基本設(shè)在植被調(diào)查樣方內(nèi)。選擇代表性地段，挖掘剖面，深100-120cm左右，劃分層次，填寫土壤剖面調(diào)查表。按20cm的土層厚度由下而上分層采集土壤樣品。在采集分析樣品后，在各層用環(huán)刀采土，用于測定土壤容重和孔隙狀況；用小鋁盒采土，用于測定土壤自然含水量。環(huán)刀樣品和小鋁盒樣品帶回實驗室后立即進行各項指標的分析。分析樣品帶回室內(nèi)后風干、除雜、研磨過篩后，貯于密封容器內(nèi)供分析用。土樣測定方法：自然含水量，酒精燃燒法；容重和毛管持水量，環(huán)刀法；pH值，水土比2.5：1，電位法；有機質(zhì)，重鉻酸氧化-外加熱法；全氮，開氏法；堿解氮，擴散吸收法；全磷，HClO4-H2SO4消化，鉬銻抗比色法；有效磷，鹽酸-氟化銨浸提，鉬銻抗比色法；全鉀，NaOH堿熔，火焰光度法；速效鉀，1mol/LNH4OAc浸提，火焰光度法1。2.2 土壤主要理化性質(zhì)2.2.1土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地是土壤最重要的物理性質(zhì)之一，影響土壤的水、肥、氣、熱等各個肥力因子及土壤的耕性。土壤質(zhì)地狀況決定于成土母質(zhì)（巖）、氣候、地形、地表植被、人為活動等因素。萬綠湖自然保護區(qū)土壤多為中壤土和重壤土（表1），少數(shù)為砂壤土或輕粘土。土壤中3mm-3cm的石礫含量一般較低，多數(shù)土壤為非礫質(zhì)土。這樣的質(zhì)地狀況對土壤物質(zhì)循環(huán)和植物生長均比較有利。由表1還可以看出，同一剖面中上層土壤0.01mm的顆粒含量大多低于下層土壤，這主要是受地表徑流水的淋溶作用影響2。表1 土壤質(zhì)地剖面號地點與群落類型土層深度（cm）樣號石礫含量g.kg-10.01mm 土粒含量g.kg-1土壤質(zhì)地1白公塘 黃樟-馬尾松群落0-201-195.6368.03非礫質(zhì)中壤土20-401-2229.0323.37少礫質(zhì)中壤土40-601-359.8216.41非礫質(zhì)輕壤土60-801-40.0238.11非礫質(zhì)輕壤土80-1001-510.8190.65非礫質(zhì)砂壤土100-1201-6173.1197.05少礫質(zhì)砂壤土2茅坑 楓香-油桐-杉木群落0-202-165.1359.48非礫質(zhì)中壤土20-402-285.6404.81非礫質(zhì)中壤土40-602-3167.8418.77少礫質(zhì)中壤土60-802-488.6467.17非礫質(zhì)重壤土80-1002-571.3457.25非礫質(zhì)重壤土100-1202-63.5484.41非礫質(zhì)重壤土3漁潭電站后山 羅浮柿-杉木群落0-203-1133.5607.57少礫質(zhì)輕粘土20-403-2308.1601.33中礫質(zhì)輕粘土40-603-3213.5642.81少礫質(zhì)輕粘土60-803-4138.5634.81少礫質(zhì)輕粘土80-1003-5153.0677.03少礫質(zhì)輕粘土4漁潭電站東 粉單竹-杉木群落0-204-161.7354.59非礫質(zhì)中壤土20-404-245.2388.89非礫質(zhì)中壤土40-604-3114.1364.64少礫質(zhì)中壤土60-804-448.3409.24非礫質(zhì)中壤土80-1004-5149.1404.32少礫質(zhì)中壤土100-1204-6122.5363.06少礫質(zhì)中壤土5水稻田0-205-10.0421.42非礫質(zhì)中壤土20-405-21.0442.22非礫質(zhì)中壤土40-605-30.0424.84非礫質(zhì)中壤土3.2 土壤水分土壤水分狀況與植物生長密切相關(guān)，同時影響土壤溫度、通氣狀況和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速率。土壤中的水分有不同的存在形態(tài)，對植物的有效性亦大不相同。土壤自然含水量受地形、天氣狀況、植被覆蓋、孔隙狀況、結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量等因素影響，變異很大。萬綠湖自然保護區(qū)土壤自然含水量在163.99461.07g.kg-1之間，平均為300.35 g.kg-1（表2）。毛管持水量是指土壤毛管孔隙中全部充滿水時的土壤含水量，包括了吸濕水、膜狀水和毛管懸著水各種水分形態(tài)。其值大小反映了土壤的保水能力，與土壤涵養(yǎng)水源的生態(tài)功能密切相關(guān)。萬綠湖自然保護區(qū)土壤毛管持水量在208.89613.53g.kg-1之間，平均為386.04 g.kg-1。從毛管持水量來看，保護區(qū)內(nèi)土壤的持水能力較強。2.2.3 土壤容重及孔隙性土壤容重大小反映土壤的松緊狀況，是土壤重要的物理性狀指標。其值主要與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、團聚狀況、土粒排列狀況及有機質(zhì)含量等因素有關(guān)。萬綠湖自然保護區(qū)土壤容重在0.651.61g.cm-3之間，平均值為1.11g.cm-3，土壤容重總體上較小，表明土壤比較疏松，有利于水分下滲和保存。另外，表層土壤容重一般低于下層土壤（表2）。表2 土壤基本物理性質(zhì)No.自然含水量g.kg-1毛管持水量g.kg-1吸濕水g.kg-1土壤容重g.cm-3總孔隙度%毛管孔隙度%非毛管孔隙度%通氣孔隙度%毛管孔隙:非毛管孔隙1-1257.62362.4918.351.0460.7137.7722.9433.891.651-2254.87345.7914.371.2154.3741.8212.5523.553.331-3165.69249.9811.801.3748.3834.2714.1225.722.431-4166.69208.8910.841.6139.1233.685.4512.256.181-5163.99226.787.401.4246.3032.4313.8622.962.341-69.302-1284.58365.8219.180.9464.5834.2930.2937.891.132-2253.33382.1120.731.0759.5540.9618.5932.392.202-3254.63351.8720.941.1656.3140.6715.6426.842.602-4251.67320.6821.211.1556.5136.9519.5627.511.892-5281.89371.2819.331.0759.4739.7919.6829.182.022-621.073-1461.07603.3526.220.6575.3039.4935.8145.111.103-2322.34613.5324.700.8966.4654.4811.9837.834.553-3364.86425.8720.380.8966.5337.7628.7734.171.313-4346.41401.6021.710.9265.4536.7828.6633.711.283-5344.31384.0522.151.0759.7640.9618.8023.052.184-1387.66452.3618.821.0659.8648.1711.6818.634.124-2392.84473.5118.461.0361.2648.5412.7220.923.824-3344.84383.9916.671.2752.0248.793.228.1715.154-4378.68410.0718.701.2453.0550.942.115.9624.144-5329.03386.7716.581.1954.9146.218.7015.605.314-614.355-118.745-217.995-315.33min163.99208.897.400.6539.1232.432.115.961.10max461.07613.5326.221.6175.3054.4835.8145.1124.14mean300.35386.0417.901.1157.9941.2416.7625.774.44se16.2520.360.900.041.621.261.832.061.12土壤孔隙是土壤水分和空氣的存在場所，也是植物根系、土壤動物和微生物的生活空間。自然土壤中孔隙容積所占比例愈大，水分和空氣的容量就愈大。土壤孔隙包括毛管孔隙和非毛管孔隙。非毛管孔隙主要用于通氣，毛管孔隙則可以蓄水。一般對于植物來說，孔隙度在50左右或稍大而其中通氣孔隙度占20-40%之間為好。河源萬綠湖自然保護區(qū)土壤總孔隙度在39.1275.30%之間，平均為57.99%，毛管孔隙度在32.4354.48%之間，平均為41.24%，通氣孔隙度在5.9645.11%之間，平均為25.77%?？傮w來說，萬綠湖自然保護區(qū)土壤的總孔隙度較大，毛管孔隙度與非毛管孔隙比例比較合理，土壤具有較好的通氣性和透水性，并具有較強的保水能力。2.2.4土壤酸堿性與緩沖性土壤酸堿性是土壤重要的化學性質(zhì)，對營養(yǎng)元素的分解釋放、植物的養(yǎng)分吸收、土壤肥力、微生物活動、土源病蟲害的發(fā)生及植物的分布與生長有重要影響。河源萬綠湖自然保護區(qū)土壤水提pH值在3.924.93之間，平均為4.34，KCl提pH值在2.953.53之間，平均為3.21（見表3），土壤呈強酸性反應(yīng)。pH（H2O）與pH（KCl）之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.82（表4）?？傮w上看，土壤酸性程度由表層土壤往下表現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢（見圖1中A，B），主要原因是枯落物分解過程中產(chǎn)生的腐殖酸使表層土壤酸性增強，另外由于該地區(qū)豐富的水熱條件，土壤礦物質(zhì)分解徹底，上層土壤的鹽基遭受強烈淋洗，從而造成表層土壤酸性更強。土壤緩沖性是土壤緩和土壤酸堿反應(yīng)的能力。測定時分別用pH值為2.13和8.26的溶液浸提土壤，然后測定土壤溶液pH值。從測定結(jié)果可以看出，pH（H2O）與用酸性浸提液測得的pH之間的差值在0.701.80之間，而pH（H2O）與用堿性浸提液測得的pH差值在0.010.66之間，表明保護區(qū)內(nèi)土壤對酸性物質(zhì)的緩沖能力較差，而對堿性物質(zhì)的緩沖能力較強。2.2.5 土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)是土壤的重要組成物質(zhì)，影響土壤的物理、化學和生物學性質(zhì)。森林土壤有機質(zhì)主要來源于森林凋落物，此外還有枯死根系、森林動物和土壤小動物的排泄物和尸體以及微生物的代謝產(chǎn)物等。有機質(zhì)在土壤中的含量一般僅占土壤重量的110左右，但它是土壤中最活躍的成分，對水、肥、氣、熱等肥力因子影響很大，成為土壤肥力的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。萬綠湖自然保護區(qū)土壤有機質(zhì)含量在1.1730.86g.kg-1之間，平均值為13.01g. kg-1（表3）。相關(guān)分析結(jié)果表明，有機質(zhì)含量與土壤pH值（包括水提和KCl提pH）呈顯著負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.65和-0.51（表4），進一步顯示了土壤有機質(zhì)對土壤酸度的影響。在土壤剖面中，由表層往下，有機質(zhì)含量呈明顯下降趨勢，且表層有機質(zhì)含量一般遠高于下層（圖1中C）。2.2.6 土壤氮素土壤中的氮主要來源于生物，有機質(zhì)是自然土壤氮素的主要來源，凋落物的分解可使土壤N素含量明顯增加。氮素是蛋白質(zhì)的基本成分，影響植物的光合作用和根系生長。土壤含氮的多少，在一定程度上影響植物對磷和其它元素的吸收。萬綠湖自然保護區(qū)土壤全氮含量在0.0900.999 g.kg-1之間，平均值為0.544 g.kg-1（表3）。上層土壤含量明顯高于下層（見圖1中D）。全氮與土壤有機質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.72（表4），這與以往許多相關(guān)的研究結(jié)果一致3，4。此外，全氮與土壤pH值之間呈顯著負相關(guān)關(guān)系。土壤堿解氮包括銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白質(zhì)中的氮素。其數(shù)量大小可以反映近期可被植物吸收利用的有效氮的含量。萬綠湖自然保護區(qū)土壤堿解氮含量在18.314149.061 mg.kg-1之間，平均值為72.659 mg.kg-1。堿解氮與全氮、有機質(zhì)之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.58和0.78，這與以往許多研究結(jié)果是一致的4，5。堿解氮在剖面中亦表現(xiàn)為上層含量比下層高，呈現(xiàn)明顯的梯度（見圖1中E）。表3 河源萬綠湖自然保護區(qū)土壤化學性質(zhì)和養(yǎng)分含量No.pH(H2O)pH(KCl)緩沖性*有機質(zhì)g.kg-1全氮g.kg-1堿解氮mg.kg-1全P g.kg-1速效磷mg.kg-1全K g.kg-1速效Kmg.kg-1(2.13)(8.26)1-14.16 3.01 3.16 4.19 18.38 0.873 45.181 0.3671.122 16.558 39.226 1-24.19 2.98 3.12 4.23 9.35 0.378 55.225 0.3140.291 15.819 25.842 1-34.57 3.35 2.93 4.70 3.51 0.090 28.561 0.3670.145 12.384 15.882 1-44.93 3.48 3.18 4.97 1.17 0.213 38.724 0.3880.193 12.701 14.949 1-54.76 3.53 2.96 4.82 10.76 0.253 22.341 0.3020.193 11.152 29.889 1-64.84 3.49 3.12 4.99 1.86 0.132 18.314 0.3370.725 11.136 17.127 2-14.13 3.05 3.16 4.18 22.06 0.782 110.993 0.3081.365 9.641 58.212 2-24.36 3.18 3.26 4.41 20.25 0.383 111.169 0.3731.124 8.830 45.451 2-34.37 3.21 3.21 4.42 16.42 0.421 94.719 0.2820.782 7.777 35.802 2-44.44 3.18 3.23 4.48 14.15 0.584 90.626 0.3480.538 6.465 35.802 2-54.47 3.10 3.19 4.57 8.74 0.420 74.007 0.3050.391 9.198 31.756 2-64.40 3.15 3.21 4.65 10.57 0.668 76.197 0.2980.538 7.841 28.021 3-13.92 2.98 3.18 3.93 30.86 0.880 149.061 0.5861.229 14.069 86.225 3-23.96 2.95 3.04 4.03 21.19 0.958 70.280 0.3720.933 15.222 57.901 3-34.04 2.95 3.08 4.07 16.43 0.871 86.434 0.3330.831 14.642 70.351 3-44.16 2.96 3.07 4.21 11.12 0.999 76.247 0.6260.734 15.456 60.391 3-54.26 2.96 3.11 4.36 9.89 0.380 47.418 0.6870.343 15.578 29.577 4-14.31 3.14 3.28 4.34 20.29 0.744 84.241 0.4491.757 8.592 77.821 4-24.22 3.17 3.32 4.29 10.86 0.660 49.294 0.3701.024 11.077 51.676 4-34.22 3.20 3.18 4.33 9.14 0.417 55.355 0.4101.217 9.846 52.299 4-44.47 3.21 3.56 4.58 14.67 0.705 125.319 0.4741.413 10.201 72.219 4-53.97 3.19 3.28 4.63 10.61 0.376 79.949 0.4011.363 12.836 63.504 4-64.61 3.30 3.21 4.82 7.11 0.174 53.179 0.3991.019 15.069 54.166 5-14.53 3.49 3.78 4.71 17.75 0.707 108.889 0.40613.209 11.568 62.881 5-24.15 3.27 3.31 4.23 11.79 0.666 82.117 0.3665.751 10.704 42.339 5-34.61 3.53 3.52 4.81 9.35 0.420 55.279 0.3511.848 11.081 22.419 min3.92 2.95 2.93 3.93 1.17 0.090 18.314 0.282 0.145 6.465 14.949 max4.93 3.53 3.78 4.99 30.86 0.999 149.061 0.687 13.209 16.558 86.225 mean4.34 3.19 3.21 4.46 13.01 0.544 72.659 0.393 1.541 11.748 45.451 se0.05 0.04 0.04 0.06 1.35 0.053 6.448 0.020 0.521 0.572 4.024 * 緩沖性測定時用的緩沖液（浸提液）pH值分別為2.13和8.26，測得的數(shù)值為分別用這兩種浸提液浸提土壤測得的pH值。AB DC FE 圖1 不同土壤層次的化學性質(zhì)和養(yǎng)分含量圖中橫坐標中1-6代表不同土層深度：10-20cm，220-40 cm，340-60 cm，460-80 cm， 580-100 cm，6100-120cm表4 土壤各因子相關(guān)系數(shù)表pH(H2O)pH(KCl)有機質(zhì)全氮堿解氮全磷速效磷全鉀速效鉀pH(H2O)1.00pH(KCl)0.821.00有機質(zhì)-0.65-0.511.00全氮-0.69-0.620.721.00堿解氮-0.49-0.370.780.581.00全磷-0.27-0.340.180.260.211.00速效磷0.010.310.210.220.320.021.00全鉀-0.29-0.34-0.030.15-0.260.43-0.061.00速效鉀-0.62-0.440.720.670.710.380.260.101.00注：黑體加下劃線表示相關(guān)性顯著（p0.05）2.3 土壤養(yǎng)分儲量根據(jù)土壤容重和各層土壤養(yǎng)分含量（濃度），求算出1ha土地面積上一定深度土層中的養(yǎng)分貯量，見表5。可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田土壤的養(yǎng)分貯量均比較高，其中全氮、堿解氮、全磷、全鉀均為次最高，而速效磷貯量則遠遠高于其他土壤類型，達到49.72 kg.ha-1。農(nóng)田的養(yǎng)分累積主要是由于耕作過程中施肥引起。這些養(yǎng)分會伴隨徑流水部分地流入水體，增加水體N、P負荷，因而土壤養(yǎng)分積累對萬綠湖的水質(zhì)存在潛在威脅。在水稻生長期，N、P養(yǎng)分的流失風險將更大，因而對萬綠湖水質(zhì)的影響將更嚴重。表5 土壤養(yǎng)分貯量No.有機質(zhì)(t.ha-1)全氮(t.ha-1)堿解氮(kg.ha-1)全P（t.ha-1）速效磷(kg.ha-1)全K（t.ha-1）速效K（kg.ha-1）1-138.271.8294.090.762.3434.4881.691-222.620.92133.570.760.7038.2662.501-39.600.2578.131.010.4033.8843.450-60cm土層70.492.98305.802.533.44106.62187.642-141.401.47208.340.582.5618.10109.272-243.420.82238.330.802.4118.9397.442-338.020.98219.340.651.8118.0182.910-60cm土層122.843.26666.012.036.7855.03289.623-140.401.15195.150.771.6118.42112.893-237.661.70124.910.661.6627.05102.913-329.151.55153.320.591.4725.97124.790-60cm土層107.214.40473.382.