2. 庐山土壤形成的自然条件
土壤类型及其属性是与成土的自然条件紧密相关的,人们通常把气候、母质、地形、生物和时间作为土壤发生发展的基本条件,即五大成土因素,再加上人为因素,这六种因素相互联系、相互渗透、相互制约,共同对土壤的发生发展起作用。其中以生物因素对土壤的形成,特别是对土壤肥力的发生发展具有重要的意义。
第四纪以来的新构造运动对庐山土壤的形成和分布产生深刻的影响,使庐山沿着断裂上升为目前相对高度达1000-1400米的山地,为土壤垂直地带的形成奠定了基础,并给予庐山南(坡)部、北(坡)部的气候、生物和土壤的分布以一定的影响。山体内部受外力作用塑造,形成起伏和缓的褶皱构造各种地貌形态。山体外围地势低平,丘陵、阶地广泛分布,丘陵高度一般在海拔300-400米之间,为古剥夷面的残存部分。阶地一般可分三级:10-15米,15-40米,80-140米。这些地貌特点,在一定程度上影响到土壤性状的差异和土壤类型的分布规律。
庐山的气候和植被的垂直地带性,决定了土壤类型的发育和发育程度。随着海拔高度的增加,地表水热状况的垂直分异,深刻地制约着植被的垂直分布,由山麓到山顶植被的分布规律是:常绿阔叶林——常绿、落叶阔叶混交林——落叶阔叶林,土壤的发育和类型与其相适应。形成丘陵平原的红壤----山地黄壤----山地棕壤的垂直带普。
地貌和水文条件对土壤的形成和发育也起着一定的作用,影响到局部地区土壤发育的方向,形成某些非地带性的土壤,如,仰天坪一带,地形平缓,地面相对低洼处,因排水不畅,多生喜湿沼泽植被,普遍发生沼泽化过程,从而发育着山地沼泽土。在江边和湖滨平地区,因地下水的影响,往往形成草甸土。
本区成土母质的类型多种多样,在山区剥蚀和侵蚀作用强烈,成土母质一般以坡积、坡积—残积为主,其上发育的土壤一般土层浅薄,且多含碎石块。在丘陵和山地平缓之处,却广泛分布着一定厚度的残积母质,其上发育的土壤较深厚,质地较细,向下粗骨部分逐渐增加。在湖滨及河谷地区的成土母质主要是第四纪的沉积物,其上发育的土壤组成物质较细,土层深厚。第四纪风积母质分布也较广泛。
3. 庐山主要土壤类型
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庐山的土壤与上述成土条件相适应,具有多种多样的土壤类型,现将主要土壤的形成和有关特性分别简介如下。
山地棕壤 1200 m1100 m南 坡900 m山地黄棕壤 北坡800 m600 m山地黄壤红壤 400 m黄壤水稻土 图5:庐山土壤垂直分布图 3.1地带性土壤 3.1.1山地棕壤
分布于海拔1100m以上(北坡),1200m以上(南坡)的山地、植被为落叶阔叶林,由于森林植被遭受破坏,目前大都成为灌丛草类,母质主要为砂岩、板岩的残积物,局部地区以风积物为主。现以大月山公路去五老峰小路50m处的土壤剖面为例(表1)。
表1——土壤剖面(附图1) 日期:2005-7-1 晴
土坑编号:2003II-1
土坑地点:大月山公路去五老峰小路50m 土壤名称:山地棕壤 母质:坡积物 排灌情况:良好
土地利用状况:绝对自然保护区
调查人:陈漫遥
土坑类型:主要剖面 地形部位:山麓 地下水位:低
指示动植物:乔木:黄山松;灌木:桃金娘;草本:莎草、蕨类。 土壤所处经纬度、高度: 经度:115°59.111′E 纬度:29°33.716′N 高度:1293m
结构
干湿度
松 紧 度 松 松 稍松 紧 紧 很紧
孔隙 多 多-中 多-中 少 少 —
新侵
pH植物
生入
根系 值
体 体 多 中 中-少 少 少 —
— — — — — —
7
发生层 A0 A1 A2 AB B1 B2 BC
剖面 深度 (cm)
颜色 质地
7 27 5YR 4/2 暗灰棕 中-重粘 团粒 41 7.5YR 2/2 黑棕 中-重粘 小团块 54 7.5YR 3/4 暗棕 中-重粘 小团块 68 7.5YR 4/4 棕 重粘(有砾石) 小团块-块状 85 5YR 5/4 紫棕 中-重粘 小团块-块状 >85 7.5YR 5/6 淡棕 中粘 块状 总深度:110cm 总体质地:中粘
潮
— — — — — — 5.9 6.0 6.1 6.2 5.8 5.5
由表1可知,山地棕壤的特点是:有机质含量较高;粘粒下移现象不太明显,土壤粘重较高;由于山地降水较多,物质有一定的淋溶,土壤呈微酸性反应;有机—无机复合胶体的交换性能强,从而使山地棕壤成为很优秀的土壤。而形成山地棕壤特点主要是有两个成土过程决定的。 (1)腐殖化过程
土壤形成中的腐殖化过程是指在各种植物作用下,在土体中,特别是土体表层进行的腐殖质累积过程。它是土壤形成中最为普遍的一个成土过程。庐山的山地棕壤在年积温≥10℃为4500℃——6000℃,年降水量为800mm——1500mm,植被覆盖良好等条件下,适宜的气候使森林归还量大,植物矿质化的速度慢于腐殖化的速度,从而使有机质以积累为主,有机质含量高(其厚度>15cm)。A1、A2、AB等层形成了暗色的腐殖质层。 (2)粘化过程
此处降水丰沛,季节风化明显,岩石风化温和从而形成特殊的粘土矿物(蒙脱石、伊利石),颗粒细小,下行水将粘粒垫积在中下层并富集。土壤剖面的质地大多表现为中—重粘。 (3)微酸性土壤
>800mm的降水,使蒙脱石(偏中性)中的金属离子Ca、Mg、Na部分保留在土壤中,而Al的作用不活泼,形成的Al2O3 、Fe2O3释放了部分的Al,温带的Al作用较弱,但Al的水解作用大,将H+还原出来,造成pH值偏小,最终形成微酸性的土壤。
有机胶体——腐殖质和无机胶体——高岭土(SiO2)相结合形成有机—无机复合胶体,该物质使土壤的交换性能更强。在地带性土壤中,山地棕壤是很优秀的土壤。
山地棕壤的顶极位置:庐山的海拔高度没有超过1500m,到达庐山顶极的位置,其土壤仍为山地棕壤。但其基本情况与非顶极位置的棕壤有所差别。总体来说,顶极位置的棕壤土层薄,大多没有超过50cm,但结构完整。在较薄的土层中,A层竟有20cm厚。说明顶极位置的棕壤也是肥力相当的优秀土壤之一。 3.1.2山地黄棕壤
分布于海拔800m(北坡)——1200m,900m(南坡)——1200m地带的各种
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母质上,植被为常绿、落叶阔叶混交林,或灌木、草本。现以回龙路100m处(表2)的山地黄棕壤为主要剖面,三宝树简易公路50m处(表3)和三宝树简易路300m处(表4)的山地黄棕壤为对照剖面,对庐山的山地黄棕壤进行初步分析。
表2——土壤剖面(附图2) 日期:2005-7-5 晴 土坑编号:2003-5
土坑地点:回龙路100m处 土壤名称:山地黄棕壤 母质: 坡积物 排灌情况:良好
土地利用状况:绝对自然保护区 发生层 A0 A AB B1 B2 B3 BC
剖面 深度 (cm)
颜色
质地 轻粘 轻粘 中粘 中-重粘
轻-中粘(有砾石) 壤质粘土
调查人:陈漫遥
土坑类型:主要剖面 地形部位:山麓 地下水位: 低
指示动植物:纯扁柏林
土壤所处经纬度、高度: 高度:980m
经度:115°58.067′E 纬度:29°33.506′N 结构 团粒 小团块 小团块 小团块 团块 块状
干 湿 度
干-润 润 润 润-潮 潮 潮
松 紧 度 稍松 稍松 稍松 稍松 稍松 紧
孔隙 很多 多 多 多 多-中 中
植物根系 很多 很多 多 多-中 少 无
新生体 — —
有土壤动物排泄物 — —
侵
pH入
值 体 — — — — — —
4.9 4.9 5.3 5.2 5.1 5.0
3 9 7.5YR 4/4棕 20 7.5YR 5/6淡棕 38 7.5YR 5/6淡棕 57 7.5YR 5/6淡棕 106 7.5YR 5/6淡棕 >106 7.5YR 5/6淡棕 总深度:150cm
表3——土壤剖面(附图3) 日期:2005-7-5 晴
土坑编号:2003-6
土坑地点:三宝树简易公路50m处 土壤名称:山地黄棕壤 母质: 坡积物 排灌情况:良好
土地利用状况:绝对自然保护区 发生层 A0 A AB B1 B2 BC
剖面 深度 (cm)
颜色
质地
中-重粘(有砾石) 中-重粘(有砾石) 重粘 中-重粘 重粘
调查人:陈漫遥
土坑类型:对照剖面_1 地形部位:山麓 地下水位:低
指示动植物:针叶阔叶混交林,灌木,草本,毛竹。 土壤所处经纬度、高度: 高度:911m
经度:115°57.753′E 纬度:29°33.113′N 结构 团粒 团粒 小块状 块状 块状
干湿度
干-润 润 润-潮 潮 潮
松 紧 度 松 松 稍紧 稍紧 紧
孔隙 多 多 多-中 中 中-少
新侵
pH植物
生入
根系 值
体 体 很多 很多 多 中 少
— — — — —
— — — — —
5.4 5.3 5.0 5.3 5.2
5 33 7.5YR 3/4暗棕 47 7.5Y R 4/4棕 61 7.5YR 5/6淡棕 89 7.5YR 5/6淡棕 >89 7.5YR 6/8暗黄橙 总深度:136cm
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表4——土壤剖面(附图4) 日期:2005-7-5 晴 土坑编号:2003-7
土坑地点:三宝树简易路300m处 土壤名称:山地黄棕壤 母质: 坡积物 排灌情况:良好
土地利用状况:绝对自然保护区 发生层 A0
剖面 深度 (cm) 7
颜色
质地
结构
调查人:陈漫遥
土坑类型:对照剖面_2 地形部位:山麓 地下水位:低
指示动植物:纯柳杉林
土壤所处经纬度、高度: 高度:924m
经度:115°57.698′E 纬度:29°33.012′N
干湿度
松 紧 度
孔植物隙 根系
新生体
侵
pH入
值 体
A01有菌丝体
(见附图5)
A B1 B2
29 7.5YR 3/4暗棕 65 10YR 5/8黄棕 >65 7.5YR 5/6淡棕 总深度:85cm 轻粘 中粘 轻-中粘 团粒
团粒-小团块 小团块 润 润 润-潮 很松 稍松 紧 多 多 中 很多 很多 很多
A02有菌丝体(高聚集) — — —
— — — 5.2 5.3 5.2
由表2、表3和表4可知,山地黄棕壤全剖面呈较强的酸性反应。有机质全氮量含量较高。这说明,山地黄棕壤随气候的冷湿,生物小循环的速度减缓,水解性酸随深度的增加而减少,代换性酸明显降低,代换量不高,吸收复合体不饱和度达80%以上。土壤酸度以活性铝为主。
回龙路100m处的山地黄棕壤,其植被为纯扁柏林,地面植被少,且扁柏林的郁闭度大,其分泌物酸性大;三宝树简易公路50m处的山地黄棕壤,其植被为针叶阔叶混交林,地面有灌木和草本覆盖,有机质含量高,但有机质层薄;三宝树简易路300m处的山地黄棕壤,其植被为纯柳杉林。枯枝落叶层厚(7cm),且A0 层分两层,A01层有菌丝体(见附图5),A02层有菌丝体(高聚集),说明有大面积的菌丝体分布。
3个山地黄棕壤的土壤剖面有机质层的颜色和厚度都不同,都属于暖温带的过度性土壤。≥10℃的年积温为6000℃——7500℃,降水为800mm——1500mm,其成土过程与棕壤相同,有两个成土过程:腐殖化过程和粘化过程。山地黄棕壤的酸性比棕壤强,pH值都在5.5以下。山地黄棕壤带有红壤的特征,含有高岭石。山地黄棕壤带的棕壤特征比其带的红壤特征要明显一点。 3.1.3红壤
红壤地区光、热、水资源丰富,自然条件优越,土壤资源生产潜力很大。
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