武夷山土壤氧化铁及成因研究

武夷山土壤氧化铁及成因研究

土壤氧化铁的形成很容易土壤成土环境和成土过程的影响，所以土壤氧化铁是对于研究土壤的成土过程具有极其重要的意义。据此，以武夷山土壤为例，通过测定土壤全铁、游离铁等含量，分析武夷山土壤氧化铁的数量特征、聚积和迁移、发生学意义及其差异原因。

标签：土壤氧化铁；武夷山

doi：10.19311/ki.16723198.2016.17.115

1引言

土壤氧化铁是在漫长的成土过程中形成的重要土壤物质，对土集的物理、化学和物理化学等性质有显著影响，在一定程度上显示了土壤形成的历史。所以，土壤氧化铁的成土环境和成土过程在研究探讨土壤的发生过程中具有极其重要的意义。武夷山是典型的亚热带山地类型，已有研究者对武夷山的土壤分类和分布进行了一系列的研究。本文旨在研究探讨武夷山自然保护区的土壤氧化铁数量特征、聚积和迁移、发生学意义及其差异原因。

2材料与方法

2.1研究区概况

武夷山脉位于北纬27°33′～27°54′，东经117°27′～117°51′，福建和江西两省间的邵武-河源深大断裂处，如图1所示。武夷山山地地势起伏大，成土母质多为坡积物或残积-坡积物，山体上部以火山岩为主，山体下部以粗粒花岗岩为主。

武夷山自然保护区属于亚热带季风气候，西北部的高山在冬季的识货阻隔、消弱了北方南下冷空气的入侵，夏季由可以将东南海洋季风抬升、截留在武夷山自然保护区内，使得武夷山保护区形成降水多、气温低和垂直分异规律分布的特点。在气候等因素的共同影响下，武夷山自然保护区土壤以及自然植被呈垂直分布差异显著，详见图2，以黄岗山土壤、植被垂直带谱为例。

2.2样本采集

由于海拔高度的差异导致气候、土壤、植被等环境条件呈现有规律的变化，本文样本选自武夷山自然保护地区不同发育地形、母质和生物气候条件下的典型自然土壤剖面共4个，根据发生学层次采集土壤样品。各剖面代号、成土条件如表1所示。

2.3研究方法

按照剖面发生层次分别采集土样装袋，在实验室中风干、除去土壤中根系及石块、研磨、过筛。氧化铁的各种形态分析测定均采用细土进行，方法是：全铁采用浓HF（氟化氢）-HCLO4（高氯酸）消煮法，原子吸收光谱法测定；游离铁用连二亚硫酸钠（Na2S2O4）-柠檬酸钠（Na3C6H5O7.2H2O）-重碳酸钠（NaHCO3）[CDB]浸提，原子吸收光谱法测定；总铝采用HF（氟化氢）—HCLO4（高氯酸），铝试剂分光光度法测定。

3结果与分析

3.1氧化铁的数量特征

将所采集的土壤样本进行氧化铁含量测定，结果如表2所示。土壤各种形态氧化铁的含量及比例关系发育在不同条件下的土壤剖面之间存在着明显差异，全铁和游离铁含量一般为淀积层高，淋溶层低，这是由于铁的游离淋溶和晶质化淀积的结果。由表2可知，W1山地草甸土和W2黄壤，明显低于W3黄红壤和W4红壤，均处于100g/kg以下，各剖面中土层间相差量较大，W3黄红壤和W4红壤全铁含量均在120g/kg以上。从图3的折线图中可以很容易的得出，游离铁含量与全铁含量在土壤的各剖面中呈现正相关性分布，这是由于降水和温度条件受到海拔高度的影响，游离铁含量与全铁含量的变化走势大致都随着海拔高度的升高而逐渐减小的。

3.2氧化铁的聚积和迁移

氧化铁在剖面分布状况以聚积量、富集系数和迁移量来衡量，土壤Fe2O3是指土壤分层中A层和B层的全铁，母岩Fe2O3是指C层中的全铁。其具体表达式为：聚积量=某土层氧化铁-母质层氧化铁；富集系数=A、B层土壤Fe平均含量/母质层Fe含量；迁移量=[母质层Fe2O3-（A、B层Fe2O3平均值×母质层Al2O3/A、B层Al2O3平均值）]/母质层Fe2O3×100。采样土壤的氧化铁聚积迁移具体情况如表3所示。

由表3可知，除W1号红壤处于淋溶状态，聚积量为负，富集系数小于黄红壤>黄壤>山地草甸土。

3.4土壤氧化铁差异原因分析

随着海拔高度的变化土壤氧化铁含量会受到影响，温度每上升10℃，化学反应增加2～3倍。采集土样中W1山地草甸土游离铁含量最低，平均值仅111g/kg；W4红壤游离铁的含量最高，平均值为50.8g/kg。根据各平衡体系中自由能变化，相对湿度增大、土温降低时，针铁矿为稳固相，反之赤铁矿为稳固相。红壤土壤由于所处的位置较低，土壤经常保持湿润，所以其风化作用强度大于黄壤、黄红壤、山地草甸土。由表1样试土壤剖面成土环境条件中样本的母岩母质和表2土壤剖面主要氧化物数量特征中各样本对应的全铁含量，可以得出由原本就是含铁含量较高的基性岩浆岩发育形成的土壤其全铁含量普遍较高。

参考文献

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