垂直地带性土壤的机械组成与土壤有机质的关系

垂直地带性土壤的机械组成与土壤有机质的关系——以武夷山垂直地带性表层土壤为例【摘要】以武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成、土壤有机质为研究对象，对武夷山垂直地带性土壤通过机械组成分析、有机质分析、机械组成和有机制的相关性进行了研究。

结果表明；武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成上差异较大，从整体角度上看，随海拔梯度的增加，大团聚体比例增加，微团聚体减少。

表明土壤的风化程度沿海拔高度增加而逐渐减弱；有机质差异也较大，总的来说有机质含量随海拔增加而增加；土壤的机械组成和土壤的有机质有一定的关系，初步判定粘粒和有机质之间负相关性，和粉粒之间正相关性，但和砂粒的相关性不明显，即有机质含量还受制于三种粒径的比例权重关系。

【关键字】土壤表层机械组成有机质关系武夷山目录： 1、武夷山土壤概况…………………………………………………………………………….2、研究方法……………………………………………………………………………………3、结果与分析………………………………………………………………………………..3.1武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成………………………………………………3.2不同海拔高度土壤有机质分布状况………………………………………………………3.3武夷山垂直地带性土壤表层土壤的机械组成与有机质之间的关系………………………4、问题讨论及论文小结………………………………………………………………………..前言土壤的机械组成对土壤的物理、化学和生物特性具有决定性的作用．不同土壤的机械组成不同，矿物组成上差异显著，其化学成分和其它各种性质也均不相同[1]。

土壤有机质含量是土壤肥力大小的一个重要标志，因此分析和研究土壤机械组成、土壤有机质以及他们之间的关系是十分必要的。

土壤中的养分状况和它对各养分吸附能力的强弱都与土壤的粒级组成有关，所以研究和了解土壤的颗粒组成对于指导土壤的耕作、种植、土壤改良以及了解植被的演替都有着极为重要的意义。

并且，经读者查阅资料和书籍表明，现阶段，研究土壤机械组成和有机质之间关系的专家、学者比较少，有的也只是定性的阐述。

武夷山植被覆盖总体较好，由于植被覆盖率对土壤有机质的制约性并非最重要，因此，研究机械组成和有机质的关系成为了可能。

本文则以武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成、土壤有机质为研究对象，对武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成、有机质以及两者之间的相关特性进行了初步比较和探讨。

1、武夷山土壤概况武夷山脉(地理坐标为北纬27°33～54’,东经117°27～51’)位于闽赣边界,呈东北—西南走向,平均海拔高度为1000～1100m ,北段地势最高,其中黄岗山海拔2158m ,是我国大陆东南部的最高峰[2]。

在亚热带湿润季风气候的影响下, 本区水热充足, 年平均气温13℃～ 19 ℃, 年平均降水量1 600mm～ 2 200mm , 年平均相对湿度在70 %～ 85 % 以上[3]。

区内森林植被茂密,植物种类繁多, 特别是拥有2. 9 m 2×108m 2 原生森林植被, 是中亚热带保留面积最大、保存最完整的森林生态系统[4]。

植被和土壤呈现明显的垂直地带性分异, 从山麓到山顶依次为亚热带常绿阔叶林—针阔混交林—针叶林—中山苔藓矮曲林—中山草甸；普通山地红壤—黄红壤—黄壤—中山草甸土。

本次实习由于客观原因没有到达中山草甸土，表一[5]为武夷山随海拔高度的垂直地带性土壤研究样地的相关信息。

表1：研究样地自然特征2、研究方法供试土样采自武夷山自然保护区内不同海拔高度的山坡地上，从海拔山底到山顶的实习点有：黄坑、庙湾、桐木关、黄岗山。

在6个剖面上采用自上而下修整，将各点按土壤分层自下而上取土(1)新鲜土，采集带回实验室风干(2)风干后通过干湿两态特征的土样与门赛尔比色卡比较得出土壤的特征，对去根、过筛、存样后的土样用甲种比重计法测定土壤的机械组成，用有机质速测法测得土壤的有机质组成。

其中垂直地带性土壤的表层土壤的相关情况如下[5]。

根据陈建飞的诊断分类，W1到W6的土壤为W1-山地普通草甸土，W2—山地黄壤性草甸土，W3—普通黄壤，W4—普通黄壤，W5—普通黄红壤，W6—普通红壤。

为了分析时的干扰因素减小，本次研究采用W2到W6作为研究样点。

表二：研究样地有机质含量和机械组成3、结果与分析3.1武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成根据国际制的土壤质地分类标准，土壤的单粒直径为2-0.05mm时称为砂粒，当为0.05-0.002mm时称为粉粒，当粒径< 0.002mm时为粘粒。

将武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成进行分析。

图上横向比较来看，同一粒径在不同土壤中含量不同,如图1所示，其中砂粒黄壤1850m＞黄红壤920 m＞黄壤1050 m ＞草甸土2100 m＞红壤310 m；粉粒为草甸土＞黄壤＞红壤＞黄红壤；粘粒为则草甸土＜黄壤＜黄红壤＜红壤。

垂直地带性土壤表层的机械组成342452372432308496420424330388162128204238304100200300400500600w 2(草甸土2100m)w 3(黄壤1850m)w 4(黄壤1050m)w 5(黄红壤920m )w 6(红壤310m )g /k g砂粒粉砂粘粒图1：垂直地带性土壤表层土壤的机械组成因此，武夷山垂直地带性土壤表层的粒级之间所占比重并不相同。

图中纵向比较来看，不同粒级在同一类型土壤中所占的比例都表现出相同的规律，草甸土中粉粒＞砂粒＞粘粒；黄壤、黄红壤砂粒和粉粒大体相当都＞粘粒；红壤三种粒级含量相当。

不管是哪种土壤, 粘粒均为含量最少。

但同一粒级的各土样间的变化规律性无法准确的定性规定，只能大体趋势的推断, 总的来说,趋势砂粒和粉粒随海拔升高而含量上升,粘粒为随海拔升高而含量减少,这可能与土壤本身理化性质与成土因素有关。

据罗榕婷等[6]对武夷山垂直分布规律研究表明，土壤的风化程度从红壤土沿海拔高度增加到草甸土而逐渐减弱。

因此。

从整体角度上看，随海拔梯度的增加，大团聚体比例增加，微团聚体减少[7]。

根据中国土壤质地的分类标准，可判定以上土壤分别为： W2到W5为壤土，W6为粘壤土[5]。

3.2不同海拔高度土壤有机质分布状况土壤有机质是土壤固相的一个重要组成部分，是植物和土壤微生物生命活动营养的重要来源，土壤有机质含量的高低，直接影响到土壤一系列物理的、化学的、生物的性质，因此，是土壤肥力及环境质量状况的重要表征，是制约土壤理化性质的关键因素。

武夷山林茂草深，地表都有厚度不等的枯枝落叶和腐殖质层．由于土壤主要有机质含量一般存在于表层，则根据每个剖面表层有机质含量，绘制武夷山土壤有机质含量递变图．由图2可知即海拔越低，除了同在W2、W3为特例外，有机质累积过程逐渐减弱，风化强度加强。

总之，生物累积随海拔的增大而加强,有机质含量随海拔增加而增加。

这种分布趋势,除了水热条件差异的原因外,还与人为干扰程度有关,不同植被类型和利用方式下,生物富集作用有明显差异;此外,山体自高到低,土壤腐殖质体系逐渐向分子量较小、复杂度较低的方向变化[8]。

垂直地带性土壤表层的有机质含量69.777.847.438.221.9102030405060708090w 2(草甸土2100m)w 3(黄壤1850m)w 4(黄壤1050m)w 5(黄红壤920m )w 6(红壤310m )g /k gOM（g/kg）图2：武夷山垂直地带性土壤表层土壤的有机质含量的变化3.3武夷山垂直地带性土壤表层土壤的机械组成与有机质之间的关系垂直地带性土壤表层有机质和机械组成比较50100150200250300350400450500550w 2(草甸土2100m)w 3(黄壤1850m)w 4(黄壤1050m)w 5(黄红壤920m )w 6(红壤310m )砂粒粉砂粘粒OM（g/kg）图3：武夷山垂直地带性土壤表层土壤的有机质含量和机械组成的比较图3中，横向比较来看，大致的图示趋势为：有机质随海拔上升而上升，粉粒随海拔上升而上升，砂砾不明显，但在红壤的砂粒在三种粒径中比重为所有土壤中的最小值。

粘粒则随海拔上升而下降。

纵向比较来看，有机质含量较高的草甸土和黄壤中，粘粒含量和砂粒、粉粒之间的差距较大，而有机质含量最小的红壤则三种粒径的含量大体相当。

综上可初步推断有机质和粉粒的关系为正相关，和粘粒的关系为负相关、与砂粒的关系则不明显；并且有机质含量和三种粒径的权重有关系。

在黏粒、粉粒、砂粒含量适中的土壤，并且粘粒含量在30%以下土壤中，有机质较高，当粘粒含量过高时，有机质含量明显减小。

借以对此问题的探讨，本文尝试分析土壤有机质和土壤机械组成的相关性，为此，通过spss 软件进行分析，得出如下结论：土壤有机质和砂粒之间的关系，通过spss 相关性分析得出（假设有机质为Y ，砂粒为X1）：Pearson correlation 相关系数为-0.140，它说明两个变量之间相关性方 向为负相关，但相关性的亲密程度较弱。

同样的，将粉粒命为X2，粘粒命为X3，发现粉粒和有机质之间的关系为正相关，但相关性较大；粘粒和有机质之间的关系为负相关，相关性也较大。

但由于数据量较少，导致数据间的sig 值大于0.05，说明平均值在大于5%的几率上是相等的，而在小于95%的几率上不相等，说明差异是不显著的。

但可以初步说明，粘粒和有机质之间负相关性，和粉粒之间正相关性，但和砂粒的相关性不明显，即有机质含量还受制于三种粒径的比例权重关系。

4、问题讨论及论文小结综合以上分析，武夷山垂直地带性土壤表层的机械组成差异较大，从整体角度上看，随海拔梯度的Correlations -.140.7916Pearson Correlation Sig. (2-tailed)N Pearson Correlation Sig. (2-tailed)N Y X1Y X1Corre la tions.710.1146Pe a rson Co rrela tionSig. (2-ta ile d )N Pe a rson Co rrela tion Sig. (2-ta ile d )N Y X2Y X2Corre la tions-.605.2046Pe a rson Co rrela tionSig. (2-ta il e d )NPe a rson Co rrela tion Sig. (2-ta il e d )N Y X3Y X3增加，砂粒和粉粒的比例增加，粘粒的比重减少，表明土壤的风化程度沿海拔高度增加而逐渐减弱；有机质差异也较大，总的来说有机质含量随海拔增加而增加；土壤的机械组成和土壤的有机质有一定的关系，初步判定有机质与土壤粘粒含量呈负相关，与粉粒呈正相关，与砂粒的相关性不明显。