全 文 ：第 wu卷 第 t期
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林 业 科 学
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秦岭南坡不同海拔土壤肥力的空间分异规律
党坤良t 张长录u 陈海滨t 韩福利u 于启昭u
kt1西北农林科技大学林学院 杨凌 ztutss ~ u1陕西省森林资源管理局 西安 ztss{ul
摘 要 } 对秦岭南坡土壤肥力状况 !空间分异规律及其与海拔的关系进行研究 ∀结果表明 o秦岭南坡土壤肥力指
标在整个土壤剖面空间分异范围分别为 }土壤 ³‹值 x1|z ∗ y1{| o有机质含量 y1y ∗ xs1t ª#®ªpt o土壤全 ‘含量 s1x
∗ v1{ ª#®ªpt o碱解 ‘含量 vv1y ∗ uxz1v °ª#®ªpt o速效 °含量 s1{t ∗ x1{ °ª#®ªpt o速效 Ž含量 v{1| ∗ uyu1w °ª#®ªpt o
粘粒含量 tt1v h ∗ t{1t h o阳离子代换量 y{1x ∗ vts1u °°²¯#®ª~其空间分异程度以速效 ° !有机质和土壤全 ‘含量
较大 o土壤粘粒含量和土壤 ³‹值较小 ~随着土层的加深 o土壤 ³‹ 值 !有机质 !速效 ° !土壤粘粒含量和阳离子代换
量空间分异程度减小 o而土壤全 ‘!碱解 ‘和速效 Ž含量空间分异程度增大 ∀土壤速效 Ž!速效 °含量和阳离子代
换量水平空间分异程度受海拔的影响较大 o而土壤 ³‹值和粘粒含量水平空间分异程度受海拔影响较小 ∀随着海
拔的升高 o土壤 ³‹值降低 o有机质和速效 ° !Ž含量增大 o土壤肥力空间分异程度减小 o这可能与随着海拔升高人为
干扰强度降低及林分类型趋向单一有关 ∀
关键词 } 秦岭南坡 ~土壤肥力 ~空间分异 ~海拔
中图分类号 }≥ztw1{ 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylst p ssty p sy
收稿日期 }usssw p tu p sv ∀
基金项目 }国家科技部攻关计划重大专项项目kussu…„xty„tx p sxl !陕西省森林资源管理局资助项目/秦岭天然林保护工程实施后综合生
态效益评估研究0 ∀
Σπατιαλ ∆ιστριβυτιον ανδ ς αριατιον Παττερν οφ Σοιλ Φερτιλιτψ ατ ∆ιφφερεντ Αλτιτυδε
ον Σουτη Σλοπειν Θινλινγ Μουνταινσ
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kt1 Χολλεγε οφ ΦορεστρψoΝορτηωεστ ΣχιpΤεχη Υνιϖερσιτψοφ Αγριχυλτυρε ανδ Φορεστρψ Ψανγλινγ ztutss~ u1 Σηαανξι Φορεστ Ρεσουρχε Μαναγεµεντ Βυρεαυ Ξιπαν ztss{ul
Αβστραχτ} ≥·∏§¬¨§·«¨ ¶²¬¯ ©¨µ·¬¯¬·¼ ²± ¶²∏·«¶¯²³¨ ¬± ±¬±¯¬±ª ²∏±·¤¬±¶o·«¨ ¶³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ¤±§√¤µ¬¤·¬²± ³¤·¨µ± ¤±§¬·¶
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º¤¶¶²¬¯ ³‹ √²¯∏¨ x1|z ∗ y1{| o²µª¤±¬¦°¤·¨µy1y ∗ xs1t ª#®ªpt o·²·¤¯ ‘s1x ∗ v1{ ª#®ªpt o¤√¤¬¯¤¥¯¨‘vv1y ∗ uxz1v °ª#
®ªpt o¤√¤¬¯¤¥¯¨° s1{t ∗ x1{ °ª#®ªpt o¤√¤¬¯¤¥¯¨Žv{1| ∗ uyu1w °ª#®ªpt o¦¯¤¼ ³¤µ·¬¦¯¨ ¦²±·¨±·tt1v h ∗ t{1t h o¦¤³¤¦¬·¼²©
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Κεψ ωορδσ} ¶²∏·«¶¯²³¨ ¬± ±¬±¯¬±ª~¶²¬¯©¨µ·¬¯¬·¼~¶³¤¦¨ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ¤±§√¤µ¬¤·¬²±~¤¯·¬·∏§¨
秦岭林区是我国天然林保护工程的重要组成部分 ∀土壤肥力是天然林恢复和生态系统重建的基础条
件 ∀关于秦岭南坡土壤肥力状况的研究成果较多k陕西省土壤普查办公室 ot||u ~党坤良等 ot||y ~t||z ~雷瑞
德等 ot||zl o但多数研究主要集中在特定海拔小区域的个别林分类型林地土壤上 o缺乏大范围土壤肥力状况
的研究 o对秦岭南坡土壤肥力总体状况缺乏认识和探索 o对秦岭林业生态工程建设指导具有一定的局限性 ∀
本文旨在通过对秦岭南坡土壤肥力主要指标的测定与分析 o来了解秦岭南坡土壤肥力的总体状况和空间分
异规律 o为秦岭林区天然林恢复 !人工林营造以及森林管护提供科学依据 ∀
t 研究区域自然概况
本研究始于 ussu年 o试验地集中在秦岭南坡中西部地区kvvβtvχ ) vvβwyχ‘otszβutχ ) ts|βvuχ∞l o海拔 {ss
∗ u {ss ° o土壤类型包括山地黄棕壤 !山地棕壤和山地暗棕壤 o植被类型包括含常绿阔叶树种的落叶阔叶
林 !针阔混交林和落叶阔叶混交林 ∀为亚热带湿润气候类型 o由于海拔高度差异较大 o气候随海拔变化呈明
显分异 ∀海拔 u sss °以上 o年均温度 y ε 以下 o最热月均温 tx ε 以下 o∴ts ε 的积温不足 t zss ε o年降水
量 |ss ∗ |xs °° ~在海拔 t uss ∗ t xss °处 o年均温 y ∗ ts ε o最热月均温 ty ∗ t| ε o∴ts ε 的积温t zss ∗
u xss ε o年降水量 {ss ∗ {xs °° ~海拔 {ss ∗ t uss °处 o年均温 tv ∗ tw ε o最热月均温 uw ∗ uy ε o∴ts ε 的
积温 w sss ∗ w xss ε o年降水量 {ss ∗ {xs °°k陕西森林编辑委员会 ot|{y ~李战刚等 oussxl ∀
u 研究方法
211 标准地的设置与土样采集
为了全面反映秦岭南坡的土壤肥力状况和空间分异规律 o本研究按不同森林群落类型 !海拔 !坡向和坡
位共设置标准地 ttz块 ∀在各标准地内按 ≥形确定土壤剖面位置k每块标准地设 x个土壤剖面 o共 x{x个l o
土壤剖面按其自然发生过程划分为 „ !… !≤ v层 o分层取样 o最后按标准地将土样按层混合 o以混合样作为分
析样 ∀土样处理均按常规方法进行k中国土壤学会 ot|{{l ∀
212 土壤肥力指标测定方法
土壤 ³‹测定采用电位法 ~有机质测定采用重铬酸钾氧化外加热法 ~土壤全氮测定采用开氏法 ~碱解氮
测定采用扩散吸收法 ~速效磷测定采用碳酸氢钠法 ~速效钾测定采用醋酸铵浸提原子吸收法 ~阳离子代换量
测定采用醋酸铵交换法 ~粘粒含量测定采用静水沉降法k中国土壤学会 ot|{{l ∀所有测定均重复 u次 ∀所有
数据均由中国科学院西北水土保持研究所国家重点实验室测定 ∀
213 数据统计方法
土壤肥力指标空间变异系数按下式计算 }≤∂ € k≥⁄Аl ≅ tss h ~土壤肥力总体均值空间变异范围按下式
计算 }上限 ¤¬€  n u1xzy ≥⁄Π‘o下限 ¬±€  p u1xzy ≥⁄Π‘oΑ€ s1st ∀式中 }≤∂ 为土壤肥力指标变异系数 o
以百分数表示 ~≥⁄为土壤肥力指标标准差 ~ 为土壤肥力指标平均值 ~‘为土壤肥力指标测定样本数 ∀
表 1 秦岭南坡土壤肥力空间总体分异状况 ≠
Ταβ .1 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψ
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
³‹ 有机质 ’µª¤±¬¦°¤·¨µΠkª#®ªptl 全 ‘ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl 碱解 ‘„√¤¬¯¤¥¯¨‘Πk°ª#®ªptl
 ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂
„ ttz y1sz s1ws y1tz x1|z y1y wv1t u{1{ xs1t vy1s yy1{ v1w t1z v1{ v1s xs1s uvu1y tss1y uxz1v usz1| wv1v
… ttz y1xu s1vz y1yt y1wv x1z t{1u |1x us1x tx1| xu1u t1y t1v t1| t1v {t1v |y1| ww1z tsz1| {x1| wy1t
≤ ttz y1{t s1u{ y1{| y1zw w1t z1y w1t {1y y1y xv1| s1z s1| s1| s1x tu{1y vz1w tx1w wt1u vv1y wt1u
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
速效 °
„√¤¬¯¤¥¯¨°Πk°ª#®ªp tl
速效 Ž
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠk°ª#®ªptl
粘粒含量
≤ ¤¯¼ ³¤µ·¬¦¯¨¦²±·¨±·Πh
阳离子代换量 ≤¤³¤¦¬·¼ ²©
¬¨¦«¤±ª¨¤¥¯¨¥¤¶¨Πk°°²¯#®ªptl
 ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂
„ ttz w1wx v1vz x1{s v1yu zx1z uwt1y {w1v uyu1w uus1v vx1t tu1u v1y tv1t tt1v u|1u uzx1t twu1| vts1u uws1s xu1s
… ttz u1tz t1uz u1w{ t1{y x{1x tsy1y xu1y tt|1x |v1z w|1v tw1{ v1y tx1z tv1| uw1w tvw1t yw1{ txs1s tt{1u w{1x
≤ ttz s1|w s1xv t1sz s1{t xy1w ww1z uv1x xs1w v{1| xu1y tz1t w1s t{1t ty1t uv1t zx1t uy1| {t1z y{1x vw1x
≠ ≥⁄}≥·¤±§¤µ§§¨√¬¤·¬²±~≤∂ }≤²¨©©¬¦¬¨±·²©√¤µ¬¤·¬²±q下同 ∀׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
v 结果与分析
311 秦岭南坡土壤肥力空间总体分异状况
秦岭南坡中西部区域是秦岭林区森林分布较集中 !森林类型较丰富的地区 o该区域的土壤肥力状况不仅
直接影响林木的生长发育和天然植被的恢复 o而且直接影响森林生态系统各种生态效能的充分发挥 ∀从土
壤肥力各项指标分析结果k表 tl来看 o该区域土壤肥力指标在整个土壤剖面总体均值空间分异范围分别为
土壤 ³‹值 x1|z ∗ y1{| o有机质含量 y1y ∗ xs1t ª#®ªpt o土壤全 ‘含量 s1x ∗ v1{ ª#®ªpt o碱解 ‘含量 vv1y ∗
uxz1v °ª#®ªpt o速效 °含量 s1{t ∗ x1{s °ª#®ªpt o速效 Ž含量 v{1| ∗ uyu1w °ª#®ªpt o粘粒含量 tt1v h ∗
zt 第 t期 党坤良等 }秦岭南坡不同海拔土壤肥力的空间分异规律
t{1t h o阳离子代换量 y{1x ∗ vts1u °°²¯#®ªpt ~„层土壤肥力指标受气候 !林分及人为活动等因素的影响 o其
空间分异程相对较大 o顺序为速效 ° 有机质 阳离子代换量 土壤全 ‘碱解 ‘速效 Ž土壤粘粒含量
土壤 ³‹值 ~对于 … !≤两层土壤 o由于其肥力指标主要取决于 „层物质的下移量和土壤本身的化学成分组
成k王珂等 ousst ~姚丽贤等 ousswl o故其空间分异程度相对较小 ∀ … !≤ 层土壤肥力空间分异大小顺序为土壤
全 ‘速效 ° 有机质 速效 Ž碱解 ‘阳离子代换量 土壤粘粒含量 土壤 ³‹值 ∀
不同层次土壤肥力指标的差异大小反映了土壤肥力在土壤剖面上的空间分异程度 o由于受生物 !淋溶作
用及土壤本身性质因素的影响 o随着土层的加深 o土壤 ³‹值 !有机质 !速效 ° !土壤粘粒含量及土壤阳离子代
换量空间分异程度降低 o而土壤全 ‘和速效 Ž则空间分异程度增大k郭旭东等 ousssl ∀
312 秦岭南坡不同海拔范围土壤肥力的空间分异特征
海拔是较为重要的山地地形因子之一 o由于海拔不同 o气候特征 !林分类型和土壤类型改变 o导致土壤肥
力在不同海拔范围空间分异程度具有明显的差异 ∀
v1u1t {ss ∗ t uss °土壤肥力空间分异特点 在秦岭南坡海拔 {ss ∗ t uss °处 o地带性土壤类型为黄棕壤 o
典型植被为混有常绿阔叶树的落叶阔叶林 o优势树种为马尾松 k Πινυσ µασσονιαναl和栓皮栎 k Θυερχυσ
ϖαριαβιλισl ∀从土壤肥力指标分析结果k表 ul看 o该区域整个土壤剖面土壤肥力指标总体均值空间分异范围
为土壤 ³‹值 x1|u ∗ y1|s o有机质含量 v1x ∗ yy1v ª#®ªpt o土壤全 ‘含量 s1x ∗ w1s ª#®ªpt o碱解 ‘含量 uu1w ∗
uzs1z °ª#®ªpt o速效 °含量 s1xs ∗ v1w{ °ª#®ªpt o速效 Ž含量 w|1| ∗ vux1w °ª#®ªpt o粘粒含量 z1| h ∗
tv1{ h o阳离子代换量 w{1{ ∗ usx1x °°²¯#®ªpt ~从该海拔区域土壤肥力指标水平空间分异程度看 o土壤有机
质 !全 ‘含量空间分异程度最大 o碱解 ‘含量 !阳离子代换量次之 o土壤 ³‹值最小 ∀其土壤肥力指标k„ !… !
≤三层平均值l水平空间分异大小顺序为全 ‘有机质 碱解 ‘速效 ° 阳离子代换量 速效 Ž粘粒含
量 土壤 ³‹值 ∀
表 2 秦岭南坡海拔(800 ∗ 1 200 µ )土壤肥力空间分异
Ταβ .2 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψ βετωεεν 800 µ ανδ 1 200 µ
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
³‹ 有机质 ’µª¤±¬¦°¤·¨µΠkª#®ªptl 全 ‘ ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl 碱解 ‘ „√¤¬¯¤¥¯¨‘Πk°ª#®ªptl
 ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂
„ uu y1ty s1wv y1ws x1|u z1s wt1t wx1{ yy1v tx1| ttt1w u1z u1v w1s t1w {x1u uss1u tuz1s uzs1z tvs1w yv1w
… uu y1w{ s1vw y1yz y1u| x1u tz1u tt1v uv1w tt1s yx1z t1x u1x u1| t1s tyy1z |s1x yt1s tuw1s xz1s yz1w
≤ uu y1zx s1u{ y1|s y1ys w1t z1s x1x ts1s v1x z{1y t1u t1t t1{ s1x |t1z vt1y ty1z ws1{ uu1w xu1{
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
速效 °
„√¤¬¯¤¥¯¨°Πk°ª#®ªp tl
速效 Ž
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠk°ª#®ªptl
粘粒含量
≤ ¤¯¼ ³¤µ·¬¦¯¨¦²±·¨±·Πh
阳离子代换量 ≤¤³¤¦¬·¼ ²©
¬¨¦«¤±ª¨¤¥¯¨¥¤¶¨Πk°°²¯#®ªptl
 ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂
„ uu u1{t t1uu v1w{ u1tw wv1w uzu1z |x1| vux1w uus1s vx1u |1t u1v ts1w z1| uw1| txz1t {{1t usx1x ts{1z xy1t
… uu t1xx s1zv t1|x t1tx wz1t txu1z wx1x tzz1z tuz1z u|1{ tt1| u1v tv1t ts1z t|1s {{1{ wu1x ttu1t yx1x wz1|
≤ uu s1zu s1wu s1|x s1xs x{1v yu1z uv1v zx1x w|1| vz1u tu1z u1s tv1{ tt1y tx1| xz1| ty1x yz1s w{1{ u{1x
表 3 秦岭南坡海拔(1 200 ∗ 1 600 µ )土壤肥力空间分异
Ταβ .3 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψ βετωεεν 1 200 µ ανδ 1 600 µ
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
³‹ 有机质 ’µª¤±¬¦°¤·¨µΠkª#®ªptl 全 ‘ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl 碱解 ‘„√¤¬¯¤¥¯¨‘Πk°ª#®ªptl
 ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂
„ uv y1uz s1ww y1xu y1su z1s w{1v uv1w yt1x vx1t w{1w w1s t1y w1| v1t ws1s uw{1u |x1x vst1| t|w1x v{1x
… uv y1zy s1vy y1|y y1xy x1v us1v ts1t ux1{ tw1{ w|1{ t1y s1y u1x t1v vz1x |z1y u|1w ttv1z {t1x vs1t
≤ uv y1|z s1u| z1tv y1{t w1u {1y w1| tt1v x1| xz1s t1t t1u t1{ s1w ts|1t wu1w tu1z w|1w vx1w vs1s
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
速效 °
„√¤¬¯¤¥¯¨°Πk°ª#®ªp tl
速效 Ž
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠk°ª#®ªptl
粘粒含量
≤ ¤¯¼ ³¤µ·¬¦¯¨¦²±·¨±·Πh
阳离子代换量 ≤¤³¤¦¬·¼ ²©
¬¨¦«¤±ª¨¤¥¯¨¥¤¶¨Πk°°²¯#®ªptl
 ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂  ¤¨± ≥⁄ ¤¬ ¬± ≤∂
„ uv x1ss t1|x y1ts v1|s v|1s uv{1t z{1s u{u1s t|w1u vu1y tu1y t1z tv1y tt1y tv1y u|x1{ tuz1| vyz1z uuv1| wv1u
… uv u1wt t1sw u1|{ t1{w wv1u ||1| ux1s ttv1y {y1u ux1s tw1{ t1y tx1z tv1| tt1s tww1z ys1y tz{1s ttt1w wt1|
≤ uv t1s{ s1wx t1vv s1{v wt1z wu1y tt1y w|1s vy1u uz1u tx1{ t1w ty1x tx1s {1{ {u1z uu1t |w1{ zs1y uy1z
v1u1u t uss ∗ t yss °土壤肥力空间分异特点 在秦岭南坡海拔 t uss ∗ t yss °处 o地带性土壤类型为棕色
森林土 o典型植被为针阔混交林 o优势树种为油松 k Πινυσ ταβυλαεφορµισl和锐齿栎 k Θυερχυσ αλιενα √¤µq
{t 林 业 科 学 wu卷
αχυτεσερραταl ∀土壤肥力指标测定结果k表 vl表明 o该区域整个土壤剖面土壤肥力指标总体均值空间分异范围
为 }土壤 ³‹值 y1su ∗ z1tv o有机质含量 x1| ∗ yt1x ª#®ªpt o土壤全 ‘含量 s1w ∗ w1| ª#®ªpt o碱解 ‘含量 vx1w
∗ vst1| °ª#®ªpt o速效 °含量 s1{v ∗ y1ts °ª#®ªpt o速效 Ž含量 vy1u ∗ u{u1s °ª#®ªpt o粘粒含量 tt1y h ∗
ty1x h o阳离子代换量 zs1y ∗ vyz1z °°²¯ #®ªpt ~该海拔区域土壤肥力指标水平空间分异程度同样以土壤全 ‘
和有机质较大 o粘粒含量和土壤 ³‹值较小 o其土壤肥力指标kv层平均值 o以下类同l水平空间分异大小顺序
为 }全 ‘有机质 速效 ° 阳离子代换量 碱解 ‘速效 Ž粘粒含量 土壤 ³‹值 ∀说明在低 !中海拔范
围内 o土壤肥力指标水平空间分异程度以土壤有机质和土壤全 ‘含量较为突出 o反映了林分类型和强烈的
人为经营活动对土壤肥力的影响 ∀
v1u1v t yss ∗ u sss °土壤肥力空间分异特点 在秦岭南坡海拔 t yss ∗ u sss °处 o典型土壤类型为棕色森
林土 o典型植被为针阔混交林 o优势树种为锐齿栎 !华山松k Πινυσ αρµανδιιl和红桦k Βετυλα αλβοpσινενσισl等 ∀从
土壤肥力指标分析结果k表 wl看 o该区域整个土壤剖面土壤肥力指标总体均值水平空间分异范围为 }土壤 ³‹
值 y1sw ∗ y1|{ o有机质 w1v ∗ wt1w ª#®ªpt o土壤全 ‘s1v ∗ w1s ª#®ªpt o碱解 ‘uu1z ∗ uxz1t °ª#®ªpt o速效 °
s1wx ∗ w1x| °ª#®ªpt o速效 Žuw1y ∗ uuu1x °ª#®ªpt o粘粒含量 tu1x h ∗ ut1z h o阳离子代换量 xt1t ∗ uxz1t °ª#
®ªpt ~该海拔区域土壤肥力指标水平空间分异大小以速效 °最大 o有机质次之 o土壤 ³‹值最小 ~反映了不同
林分类型因土壤 ³‹值差异而对土壤 °有效性的显著影响 ∀其土壤肥力指标水平空间分异大小顺序为 }速
效 ° 土壤有机质 阳离子代换量 全 ‘速效 Ž碱解 ‘粘粒含量 土壤 ³‹值 ∀
表 4 秦岭南坡海拔(1 600 ∗ 2 000 µ )土壤肥力空间分异
Ταβ .4 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψ βετωεεν 1 600 µ ανδ 2 000 µ
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
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±∏°¥¨µ
³‹ 有机质 ’µª¤±¬¦°¤·¨µΠkª#®ªptl 全 ‘ ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl 碱解 ‘ „√¤¬¯¤¥¯¨‘Πk°ª#®ªptl
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„ vs y1tw s1ut y1uw y1sw v1w vu1w t|1x wt1w uv1w ys1u v1u t1x w1s u1x wy1| t{y1z zs1x ut|1v txw1t vz1{
… vs y1ys s1vu y1zx y1wx w1{ tv1x {1y tz1x |1x yv1z t1{ s1y u1t t1x vv1v zv1s uw1t {w1t yt1| vv1s
≤ vs y1{y s1ux y1|{ y1zw v1y x1| v1w z1x w1v xz1{ s1w s1u s1x s1v xs1s uz1y ts1y vu1x uu1z v{1w
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
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±∏°¥¨µ
速效 °
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速效 Ž
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粘粒含量
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阳离子代换量 ≤¤³¤¦¬·¼ ²©
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„ vs v1xx u1uw w1x| u1vw yv1t t|w1y ys1v uuu1x tyy1z vt1s tw1v w1s ty1u tu1x uz1z us|1t tsv1z uxz1t tyt1t w|1y
… vs t1xy t1uz u1tx s1|z {t1w zy1y ux1x {{1w yw1{ vv1v ty1| w1v t{1| tw1| ux1y tsx1{ xt1| tu|1{ {t1{ w|1t
≤ vs s1y{ s1xs s1|t s1wx zv1x vt1s tv1| vz1w uw1y ww1{ t|1{ w1u ut oz tz1| ut1s yv1u uy1u zx1v xt1t wt1x
表 5 秦岭南坡海拔(2 000 ∗ 2 400 µ )土壤肥力空间分异
Ταβ .5 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψ βετωεεν 2 000 µ ανδ 2 400 µ
土壤层次
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¤¯¼¨ µ
样本数
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³‹ 有机质 ’µª¤±¬¦°¤·¨µΠkª#®ªptl 全 ‘ ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl 碱解 ‘ „√¤¬¯¤¥¯¨‘Πk°ª#®ªptl
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„ uu x1|v s1tx y1su x1{w u1x wy1u {1x xt1u wt1v t{1w w1s s1{ w1x v1x us1s uzu1u xx1y vsw1u uws1u us1w
… uu y1wu s1t| y1xv y1vt v1s t|1w w1w ut1| ty1| uu1z t1z s1y u1s t1w vx1v ts|1z ts1y ttx1{ tsv1y |1z
≤ uu y1z{ s1tz y1{{ y1y{ u1x {1s t1t {1y z1w tv1{ s1x s1t s1y s1w us1s wx1w ts1{ xt1y v|1w uv1{
土壤层次
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¤¯¼¨ µ
样本数
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速效 °
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速效 Ž
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粘粒含量
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阳离子代换量 ≤¤³¤¦¬·¼ ²©
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„ uu x1sv t1|s y1tu v1|w v{1{ uxu1u yz1z u|t1u utv1u uy1{ tv1{ t1u tw1x tv1u {1z wvy1w tss1u w|w1t vz{1z uv1s
… uu u1w| t1s{ v1tt t1{z wv1w tsy1t uz1v tut1{ |s1w ux1z ty1z t1v tz1x ty1s z1{ usw1y xt1u uvw1t tzx1t ux1s
≤ uu t1uy s1wy t1xv s1|| vy1x ww1v tv1y xu1t vy1x vs1z t{1t t1x t{1| tz1u {1u |v1t ts1{ ||1v {y1| tt1y
v1u1w u sss ∗ u wss °土壤肥力空间分异特点 在秦岭南坡海拔 u sss ∗ u wss °处 o典型土壤类型为暗棕色
森林土 o典型植被为冷杉林和桦木林 o优势树种为巴山冷杉kΑβιεσφαργεσιιl !青 k Πιχεα ωιλσονιιl和红桦 ∀从土
壤肥力指标分析结果k表 xl看 o该区域整个土壤剖面土壤肥力指标总体均值水平空间分异范围为土壤 ³‹值
x1{w ∗ y1{{ o有机质含量 z1w ∗ xt1s ª#®ªpt o全 ‘含量 s1w ∗ w1x ª#®ªpt o碱解 ‘含量 v|1w ∗ vsw1u °ª#®ªpt o速
效 °含量 s1|| ∗ y1tu °ª#®ªpt o速效 Ž含量 vy1x ∗ u|t1u °ª#®ªpt o粘粒含量 tv1u h ∗ t{1| h o阳离子代换量
{y1| ∗ w|w1t °°²¯#®ªpt ~该海拔区域土壤肥力指标水平空间分异特点为速效 Ž排位迅速提高 o速效 ° !粘粒
|t 第 t期 党坤良等 }秦岭南坡不同海拔土壤肥力的空间分异规律
含量和土壤 ³‹值次序未变 o反映了不同林分类型和土壤母质对土壤 Ž的显著影响 ∀其土壤肥力指标水平
空间分异大小顺序为速效 ° 速效 Ž全 ‘阳离子代换量 土壤有机质 碱解 ‘粘粒含量 土壤 ³‹
值 ∀
v1u1x u wss ∗ u {ss °土壤肥力空间分异特点 在秦岭南坡海拔 u wss ∗ u {ss °处 o典型土壤类型为暗棕色
森林土 o典型植被类型为桦木林 o优势树种为冷杉 !红桦 !牛皮桦k Βετυλα υτιλισl和太白红杉k Λαριξ χηινενσισl ∀
土壤肥力指标测定分析结果k表 yl表明 o该区域整个土壤剖面土壤肥力指标总体均值水平空间分异范围为
土壤 ³‹值 x1x{ ∗ y1zv o有机质含量 |1s ∗ yt1y ª#®ªpt o土壤全 ‘含量 s1w ∗ v1y ª#®ªpt o碱解 ‘含量 vs1| ∗
vtx1v °ª#®ªpt o速效 °含量 t1st ∗ {1v{ °ª#®ªpt o速效 Ž含量 wu1t ∗ vsz1z °ª#®ªpt o粘粒含量 {1| h ∗
tz1u h o阳离子代换量 zz1s ∗ v{t1{ °°²¯#®ªpt ~该海拔区域 „层土壤肥力指标水平空间分异大小顺序为速效
°速效 Ž碱解 ‘全 ‘阳离子代换量 有机质 粘粒含量 土壤 ³‹值 o同样说明在中 !高海拔区域 o
土壤肥力指标空间分异程度较显著的是速效 °和速效 Žo这是由该海拔区域红桦和牛皮桦阔叶林与针叶林
土壤 ³‹值差异悬殊引起的 ∀
表 6 秦岭南坡海拔(2 400 ∗ 2 800 µ )土壤肥力空间分异
Ταβ .6 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψ βετωεεν 2 400 µ ανδ 2 800 µ
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
≥¤°³¯¨
±∏°¥¨µ
³‹ 有机质 ’µª¤±¬¦°¤·¨µΠkª#®ªptl 全 ‘ ײ·¤¯ ‘Πkª#®ªptl 碱解 ‘ „√¤¬¯¤¥¯¨‘Πk°ª#®ªptl
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„ us x1zz s1u| x1|y x1x{ x1s xw1{ ts1x yt1y w{1s t|1u v1v s1w v1y v1s tu1t u|v1s vx1w vtx1{ uzs1u tu1t
… us y1uv s1uz y1ws y1sy w1v uv1w w1{ uy1x us1v us1x t1w s1v t1y t1u ut1w tvu1v t{1y tww1v tus1v ut1y
≤ us y1yt s1t| y1zv y1w| u1| |1z t1t ts1w |1s tt1v s1x s1u s1y s1w ws1s wv1s t{1{ xx1t vs1| wv1z
土壤层次
≥²¬¯
¤¯¼¨ µ
样本数
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±∏°¥¨µ
速效 °
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速效 Ž
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粘粒含量
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阳离子代换量 ≤¤³¤¦¬·¼ ²©
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„ us y1|z u1t| {1v{ x1xy vt1w uzx1u xs1x vsz1z uwu1z t{1w |1{ t1w ts1z {1| tw1v vvt1x z{1t v{t1{ u{t1u uv1y
… us v1ww t1tt w1tx u1zv vu1v ttw1t ux1| tvs1{ |z1w uu1z tu1{ t1v tv1y tt1| x1z txt1w vt1w tzt1y tvt1u us1z
≤ us t1v{ s1x{ t1zx t1st wu1s w|1{ tu1s xz1x wu1t uw1t ty1w t1v tz1u tx1x z1{ {x1y tv1v |t1x zz1s tx1x
313 秦岭南坡不同海拔土壤肥力空间分异规律分析
海拔是影响土壤肥力空间分异的重要因素 o由于秦岭海拔相对高差较大 o气候和植被类型垂直变化分异
明显 o因此随着海拔升高 o土壤肥力空间分异程度发生显著变化 ∀由表 zk表中数据为整个剖面平均值l可以
看出 o土壤 ³‹值在海拔 {ss ∗ t yss °处 o随海拔的升高而增大 o而在海拔 t yss ∗ u {ss °处 o随海拔的升高
而降低 ~其空间分异程度在海拔 {ss ∗ u sss °处较大 o在海拔 u sss ∗ u {ss °处分异程度较小 o这可能与不
同海拔范围内林分类型的多寡 !腐殖质类型 !有机质的矿化速度以及淋溶强度不同有关 ∀在海拔 {ss ∗ t uss
°处 o由于气温较高 o有机质矿化速度较快 o加之构成植被的硬阔叶植物种类较多 o酸性淋溶作用较强 o以致
土壤 ³‹值较低 ~但在海拔 t uss ∗ t yss °处 o由于温度低 o矿化速度较慢 o加之构成植被的植物多为软阔叶
树 o因此土壤 ³‹值有所提高 ~从海拔 t yss °到 u {ss ° o随着海拔升高 o虽温度逐渐降低 o但构成植被的植物
种类针叶成分增多 o同样加剧了酸性淋溶过程 o使土壤 ³‹逐渐降低 ∀低海拔区域林分类型的多样性和较强
人为干扰也会导致低海拔区域土壤 ³‹值分异程度增大 o而高海拔区域人为干扰强度的减弱和林分类型的
趋向单一使土壤 ³‹值分异程度降低 ∀土壤有机质含量在海拔 {ss ∗ t uss °范围内 o其含量随着海拔的升高
而增加 o而在海拔 t yss ∗ u sss °处 o其含量随海拔的升高有所降低 o在海拔 u sss ∗ u {ss °范围内 o其含量
又随海拔的升高而增加 o这可能与 t||{年以前 o陕西省六大林业局在该海拔范围内进行采伐 !抚育 !砍灌造
林等强烈人为干扰有关 ~其空间分异程度随海拔升高而降低 ∀土壤全 ‘和碱解 ‘含量及其空间分异程度随
海拔的变化特征与土壤有机质基本相同 o反映了土壤 ‘含量与有机质含量密切相关 ∀土壤速效 °含量在海
拔 {ss ∗ t uss及t yss ∗ u sss °处 o可能受采伐和其他活动的强烈影响 o不仅含量较小 o而且分异程度也较
大 o但在其他海拔范围内 o含量和分异程度随海拔升高而升高 o这是由于随着海拔升高 o针叶林比例增大 o土
壤 ³‹值降低 o提高了土壤 °的有效性 ∀土壤速效 Ž含量在海拔 {ss ∗ u sss °处随海拔升高而降低 ~在海拔
u sss ∗ u {ss °处随着海拔升高而升高 o但其空间分异程度随海拔升高而减小 o这可能与不同海拔范围内土
壤母质类型不同和土壤 ³‹值相对较低有关k土壤 ³‹降低有利于土壤矿物中 Ž的置换l ∀土壤粘粒含量在
海拔 {ss ∗ t uss °和 u wss ∗ u {ss °处较低 o而在海拔 t uss ∗ u wss °处含量较高 o其空间分异程度在低 !中
su 林 业 科 学 wu卷
海拔范围内较大 o而在高海拔范围内分异程度较小 ∀阳离子代换量在 {ss ∗ t uss °和 t yss ∗ u sss °处相
对较低 o空间分异程度较大 o但在高海拔范围内空间分异程度较小 ∀总之 o土壤肥力和空间分异程度不仅受
海拔的影响 o而且与林分类型 !土壤母质和人为活动密切相关k王珂等 ousss ~于磊等 ousswl ∀
表 7 秦岭南坡不同海拔土壤肥力空间分异规律
Ταβ .7 Σπατιαλ διστριβυτιον ανδ ϖαριατιον παττερν οφ σοιλφερτιλιτψιν διφφερεντ αλτιτυδε
海拔
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³‹
有机质
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全 ‘
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碱解 ‘
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速效 °
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速效 Ž
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粘粒含量
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阳离子代换量
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k°°²¯#®ªptl
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{ss ∗ t uss y1wy x1w ut1{ {x1u t1{ ttw1x tsz1w yt1u t1y| w|1y tyu1z w|1y tt1u t|1| tst1v ww1u
t uss ∗ t yss y1yz x1x ux1z xt1z u1u yu1u tu|1w vu1| u1{v wt1v tuy1| u{1v tw1w tt1t tzw1w vz1v
t yss ∗ u sss y1xv w1| tz1v ys1y t1{ wv1w |x1| vy1w t1|v zu1z tss1z vy1w tz1s uw1{ tuy1s w{1z
u sss ∗ u wss y1v{ u1z uw1x t{1v u1t ux1t twu1w t{1s u1|s v|1y tvw1u uz1z ty1u {1u uww1z t|1|
u wss ∗ u {ss y1us v1t u|1v tz1s u1z uw1x txy1t ux1{ v1|v vx1u twy1t ut1z tv1s |1v t{|1x t|1|
w 结论
秦岭是我国中部生物多样性较丰富的林区 ∀秦岭南坡土壤肥力各项指标随海拔变化表现出以下特点 }
从秦岭南坡土壤肥力总体分异状况看 o土壤 ³‹值 x1|z ∗ y1{| o有机质含量 y1y ∗ xs1t ª#®ªpt o土壤全 ‘
含量 s1x ∗ v1{ h o碱解 ‘含量 vv1y ∗ uxz1v °ª#®ªpt o速效 °含量 s1{t ∗ x1{ °ª#®ªpt o速效 Ž含量 v{1| ∗
uyu1w °ª#®ªpt o粘粒含量 tt1vw h ∗ t{1s{ h o阳离子代换量 y{1x ∗ vts1u °°²¯#®ªpt ~其分异程度以速效 ° !有
机质和土壤全 ‘较大 o土壤粘粒含量和土壤 ³‹值较小 ~土壤 ³‹值 !有机质 !速效 ° !土壤粘粒含量及土壤阳
离子代换量随着土层加深分异程度降低 o而土壤全 ‘!碱解 ‘和速效 Ž含量则随着土层的加深分异程度增
大 ∀
从不同海拔范围土壤肥力空间分异特点看 o因气候特征 !林分类型和土壤类型不同 o土壤肥力指标在不
同海拔范围的空间分异程度差异较大 ∀土壤有机质 !速效 Ž!速效 °和阳离子代换量空间分异程度受海拔的
影响较大 o而土壤 ³‹值和粘粒含量空间分异程度受海拔影响较小 ∀在低 !中海拔区域 o由于受人类活动的
强烈影响 o导致土壤有机质和土壤全 ‘含量的空间分异较为显著 ~在中 !高海拔区域 o林分类型引起土壤 ³‹
值差异 o从而使土壤速效 °和速效 Ž含量的空间分异较为明显 ∀
从土壤肥力空间分异规律看 o土壤 ³‹值随着海拔的升高而降低 o有机质和速效 °含量随海拔的升高而
增大 ~土壤肥力空间分异程度随海拔的升高而降低 o这可能与随海拔升高人为干扰强度降低 !林分类型趋向
单一及针叶林比例增大有关 ∀
参 考 文 献
党坤良 o雷瑞德 o张硕新 o等 qt||y1 秦岭南坡锐齿栎林 !松栎混交林林地土壤特性研究 q西北林学院学报 ottk增l }tuz p tvt
党坤良 o雷瑞德 qt||z1 关于秦岭火地塘林区锐齿栎林地土壤酸化特征的研究 q西北林学院学报 otuktl }t p z
郭旭东 o傅伯杰 o马克明 o等 qusss1 基于 ŠŒ≥和地统计学的土壤养分空间变异特征研究 ) ) ) 以河北省遵化市为例 q应用生态学报 ottkwl }xxz p
xyv
李战刚 o党坤良 o李登武 o等 qussx1 陕西天华山自然保护区综合科学考察与研究 q西安 }陕西科学技术出版社 ot p u|
雷瑞德 o党坤良 o张硕新 o等 qt||z1 秦岭南坡中山地带华北落叶松人工林对土壤的影响 q林业科学 ovvkxl }wyv p wzs
陕西森林编辑委员会 qt|{y1 陕西森林 q北京 }中国林业出版社 ot p vt
陕西省土壤普查办公室 qt||u1 陕西土壤 q北京 }科学出版社 ouw p xu ~tx| p ty{
王 珂 o沈掌权 o²«± ≥ …¤¬¯¨ ¼ o等 qusst1精确农业田间土壤空间变异与采样方式研究 q农业工程学报 otzkul }vv p vy
于 磊 o张 柏 qussw1 基于 ŠŒ≥的黑土区土壤相对环境容量空间分异特征研究 q土壤学报 owtkwl }xtt p xty
姚丽贤 o周修冲 o蔡永发 o等 qussw1 菜地土壤养分的空间变异特征 q土壤通报 ovxkxl }xvv p xvy
中国土壤学会 qt|{{1土壤农业化学分析方法 q北京 }中国农业出版社 oyws p yw|
k责任编辑 于静娴 张君颖l
tu 第 t期 党坤良等 }秦岭南坡不同海拔土壤肥力的空间分异规律