河北豐寧壩上土壤實(shí)習(xí)報(bào)告

1、土壤實(shí)習(xí)報(bào)告壩上地區(qū)土壤差異的成因地形指導(dǎo)老師：張科利教授廖桑永201211171921第一大組地理科學(xué)2014.07.07概述實(shí)習(xí)基地位于河北省豐寧縣大灘鄉(xiāng)二道河村，距離北京大約200公里，地處燕山北坡山麓，內(nèi)蒙古高原南緣地帶。因?yàn)樘幵谌A北平原和內(nèi)蒙古高原交接的地方，地形陡然升高，成階梯狀，故名“壩上”地區(qū)。土壤實(shí)習(xí)時(shí)間為2014年6月27日陰坡土壤調(diào)查，2014年6月28日陽坡土壤調(diào)查，2014年6月29日森林土壤調(diào)查。其中穿插了特殊地形對(duì)土壤影響的調(diào)查。豐寧縣屬于中溫帶半干旱氣候區(qū)，水分是植被生長的主導(dǎo)限制性因子。因此在小尺度的土壤調(diào)查中，生物對(duì)土壤的影響間接取決于水分。而影響土壤的因素

2、中，不考慮人為因素，即生物、時(shí)間、氣候、母質(zhì)和地形，在一個(gè)小的區(qū)域中，引起土壤差異的因素一般只有生物和地形。而我們知道地形對(duì)土壤的影響主要表現(xiàn)在地形對(duì)水熱的再分配方面，而水分又影響了植被狀況，因此在豐寧地區(qū)土壤差異的主要影響因素即是地形。考察內(nèi)容土壤剖面分層，土壤顏色，土壤根系，土壤孔隙度，土壤結(jié)構(gòu)，土壤質(zhì)地等。通過觀察每個(gè)剖面不同層面土壤顏色，根系，孔隙度，結(jié)構(gòu)，質(zhì)地的差異，來分析地形對(duì)小尺度范圍內(nèi)土壤形成的影響。通過直觀的現(xiàn)象來剖析成土因素施加的影響，幫助我們?nèi)娴亓私庖粋€(gè)成土因素的綜合影響和綜合成土因素造就一個(gè)土壤類型的過程。地形因素坡向（陰坡，陽坡；夏季風(fēng)迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡；冬季風(fēng)迎風(fēng)坡、

3、背風(fēng)坡）坡位（坡底，坡中，坡頂）；坡度（緩坡，陡坡）。實(shí)例分析坡向調(diào)查發(fā)現(xiàn)陰坡的土壤類型為類黑土，其剖面一般可分為腐殖質(zhì)層（A）、過渡層（AC）和母質(zhì)層（C）。腐殖質(zhì)層團(tuán)粒結(jié)構(gòu)明顯，富含有機(jī)質(zhì)。過渡層位于腐殖質(zhì)層之下，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)顯著減少，基本無根系，塊狀結(jié)構(gòu)。陰坡土壤平均孔隙度為0.552。土壤質(zhì)地以中壤土和輕壤土為主。陽坡土壤類型主要為黑砂土，土壤基本無結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)很弱，陽坡平均孔隙度為0.479。土壤質(zhì)地以砂土和砂壤土為主。對(duì)比陰陽坡相同坡位的土壤顏色，陰坡的土壤顏色稍深且厚度較厚，這是因?yàn)楹颖必S寧壩上地區(qū)屬半干旱地區(qū)，水分是植被生長的主導(dǎo)限制性因子，陽坡光照較強(qiáng)，蒸發(fā)量大，多生長旱生植物和多

4、年生小灌木較多，而陰坡的水分條件較好，植被物種多樣性和覆蓋度較高，土壤腐殖質(zhì)層較厚，顏色較深。通過以上對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)因?yàn)橥寥浪譅顩r的差異，陰坡土壤結(jié)構(gòu)和土壤質(zhì)地較陽坡好，從而伴隨著土壤孔隙度在陽坡比在陰坡較少。從這些方面可以分析出陰坡土壤無論從肥力，結(jié)構(gòu)，質(zhì)地還是孔隙度等方面都優(yōu)于陽坡。坡位坡位對(duì)土壤的影響也依然體現(xiàn)在土壤剖面分層，土壤顏色，土壤根系，土壤孔隙度，土壤結(jié)構(gòu)，土壤質(zhì)地等方面。以2014年6月27日陰坡調(diào)查數(shù)據(jù)為例，對(duì)比不同坡位地形對(duì)土壤發(fā)育的影響。（一）土壤剖面：剖面二為陰坡坡底土壤剖面圖，典型草原土壤特征，腐殖質(zhì)層深厚，又由于處于坡腳，接受從坡頂淋失下來的土壤而同時(shí)有向上

5、（以出現(xiàn)礫石侵入體為依據(jù)）和向下發(fā)育過程，；根據(jù)植物根系的多少劃分為Al層（根系多且粗）和A2層（根系較少）；AB為過渡層，因?yàn)橥瑫r(shí)受到腐殖質(zhì)和母質(zhì)的影響，且凍融作用形成淋失隔水層，造成局部還原環(huán)境，形成紅色鐵銹層；腐殖質(zhì)層可達(dá)66cm。剖面四處于陰坡坡中部位，隨海拔升高腐殖質(zhì)層深度變淺，BC過渡層有顏色較紅的部分，是受凍融作用引起的干濕交替使得局部處于氧化還原條件形成鐵銹?？梢灾庇^的看到腐殖質(zhì)層減少到44cm處。剖面五為陰坡中上部位，水分更少，植被條件較差，且坡度較陡腐殖質(zhì)不易堆積，所以腐殖質(zhì)層薄。AC層是腐殖質(zhì)和母質(zhì)的混合層，因?yàn)轱L(fēng)化作用較弱，所以含有較多礫石。腐殖質(zhì)層只在深處為26cm處

6、堆積。剖面六為陰坡坡頂，海拔高，溫度低，風(fēng)力大，植被少，對(duì)土壤的固定作用弱，腐殖質(zhì)積累不易，礫石較多。因此只出現(xiàn)了AC層即腐殖質(zhì)與母質(zhì)的過渡層。由此可以看出土壤剖面從坡底到坡頂隨坡位變化呈現(xiàn)出垂直土壤差異。總體來說是土壤剖面越來越淺，腐殖質(zhì)層自坡底到坡頂逐漸變淺。且AB、BC層也逐漸消失。其原因是流水侵蝕作用和流水沉積作用在不同地形部位的不同影響。（二）植物根系：由上述圖表可以看出，由于地形坡位和坡度引起的水分變化，使得植物根系重量呈現(xiàn)垂直變化差異，山底水分條件好，植物根系扎得較淺且根系密度較小，山坡上水分條件較差且土壤性質(zhì)不太理想，因此植物根系茂密發(fā)達(dá)，因此質(zhì)量較重，呈現(xiàn)出植物根系隨海拔升高

7、而逐漸增加的趨勢(shì)。最后一個(gè)根系采點(diǎn)處由于植被覆蓋狀況不好，所以根系不發(fā)達(dá)，采樣根系質(zhì)量減少。（三）土壤孔隙度5±類黑土卩黑沙土4灰色森林土4坡底存0.5470.4390.734坡中小0.5550.474P0.6&2坡頂小0.56DP0.61GP0.583平均p0.552,0.4790.679土壤孔隙度是指單位體積土壤內(nèi)孔隙所占體積的百分比。陰坡類黑土坡底至坡頂孔隙度逐漸增多而且增大，其原因是剖面厚度相應(yīng)變薄，且根系增多，加之表面礫石含量逐漸增多，所以孔隙度隨海拔的升高而增多。而灰色森林土由于土質(zhì)疏松，植物根系密集。坡底植被生長較好，喬木和灌木多，根粗，且土壤發(fā)育好，土壤結(jié)構(gòu)比

8、坡頂更好，所以坡頂土壤孔隙度小于坡底土壤孔隙度。（四）土壤結(jié)構(gòu)同樣以陰坡為例，由于坡腳侵蝕較弱，堆積較強(qiáng)，保存著很厚的腐殖質(zhì)層，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)明顯，強(qiáng)度等級(jí)為中團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，某些發(fā)育更好的坡底地區(qū)土壤達(dá)到強(qiáng)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。而從坡腳到坡頂，侵蝕加劇，堆積減弱，腐殖質(zhì)層不易累積易流失，所以團(tuán)粒結(jié)構(gòu)越來越弱，土壤結(jié)構(gòu)體越來越粗。到坡頂處，A層已經(jīng)消失，且AC層無結(jié)構(gòu)。（五）土壤顏色與質(zhì)地坡向剖面編號(hào)海拔剖面層次顏色質(zhì)地F-12-1-011571m泥炭層潴育層5YR/2-1黑棕7.5YR/4JI棕F-12-1-O21577mAl草根為主）A2（樹側(cè)根為主）AB過渡層）函c（母質(zhì)層）7.5YR/3-3黑棕10YR/33

9、暗棕10YR/5-4濁黃棕7.5YR3/3暗棕10YR/4-6棕10YR/6-4濁黃橙F-12-1-O31611mA1（草根為主）畑（樹側(cè)根為主）BC（淀和層與母質(zhì)層過渡層）1OYR/3-4暗棕7.5YR/2-3極暗棕1OYR/5-3濁黃棕F-12-1-O41620mA腐殖質(zhì)層）BC（淀和層與母質(zhì)層過渡層）口1OYR/2-3黑棕1OYR/5-3濁黃棕F-12-1-O51642mAC（淋溶層與母質(zhì)層過渡層）1OYR/2-3黑棕10YR/4-6棕F-12-1-O61654mAC7.5YR/3-3暗棕7.5YR/5-4濁棕陰坡6.27壤壤壤壤B壤土壤重砂輕中中中粘砂壤壤壤中中砂輕砂輕砂砂砂土土土土土

10、土土土土土肚土以陰坡為例，上圖中坡底腐殖質(zhì)層顏色最深為黑棕，坡中和坡頂有暗棕也有黑棕，沒有明顯的垂直分異規(guī)律。是因?yàn)樗淖兓耸芷挛坏挠绊懀蟪潭壬鲜艿狡露鹊挠绊?。在坡度較緩的地區(qū)，腐殖質(zhì)層顏色較深，而坡度較陡的地區(qū)，土壤腐殖質(zhì)受侵蝕最嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)含量低，因此顏色稍微淺一些。而土壤質(zhì)地則表現(xiàn)出了明顯的垂直分異規(guī)律。坡底排除古河道的重壤土，在坡腳上腐殖質(zhì)層以中壤土為主，到了坡中逐漸演變?yōu)檩p壤土，直到坡頂處被砂壤土取代。主要受坡位的影響。在坡底，土壤表面不斷接受著來自坡上土壤的堆積，而且水分條件較好，植被狀況也比坡上發(fā)育更好，因此腐殖質(zhì)堆積最厚，有機(jī)質(zhì)含量多，土壤黏粒較多，因此土壤質(zhì)地為中壤土

11、。而越往山坡頂上演變，侵蝕加劇，堆積作用減少，因此腐殖質(zhì)層變淺，有機(jī)質(zhì)含量減少，土壤黏粒物質(zhì)被沖洗，土壤質(zhì)地慢慢演變?yōu)檩p壤土到砂壤土。坡度坡度對(duì)地形的影響主要參考2014年6月29日灰色森林土土壤調(diào)查數(shù)據(jù)。一）土壤剖面-c一cnr胡12,1剖面一的坡度是27。海拔1655m；剖面二的坡度是28。海拔1671m；剖面三的坡度是30°海拔1686m；剖面四的坡度是16°海拔1736m。剖面一，二，三，四是隨著海拔的升高而選定的剖面，前面三個(gè)剖面的坡度正好隨著海拔的升高而增大。因此在考慮坡度對(duì)土壤的影響時(shí)也不能排除坡位對(duì)其的影響。以下為具體分析。剖面一的枯枝落葉層為8cm厚；腐殖

12、質(zhì)層深達(dá)54cm，厚度為46cm；淀積層深達(dá)112cm，厚度為58cm。剖面二的枯枝落葉層為6cm厚；腐殖質(zhì)層深達(dá)45cm，厚度為39cm；淀積層深達(dá)57cm，厚度為12cm。剖面三的枯枝落葉層為5cm厚；腐殖質(zhì)層深為48cm，厚度為43cm；淀積層無，僅有BC過渡層。剖面四的枯枝落葉層為3cm厚；腐殖質(zhì)層深達(dá)56cm，厚度為53cm；淀積層深達(dá)115cm，厚度為59cm；并且還具有剖面一、二沒有的BC過渡層。由此可以清楚的分析出枯枝落葉層由8cm逐步減少到3cm不僅受到坡度的影響還受到坡位的影響，所以暫不分析；但是在樹林頂部的最后一個(gè)剖面的腐殖質(zhì)層竟然比樹林底部的腐殖質(zhì)層足足多出7cm，本該

13、隨海拔逐漸減少的腐殖質(zhì)在最后一個(gè)剖面竟然增多，而且深度也增加了2cm；并且本該隨著坡位的升高而消失的淀積層B,在剖面三種就已經(jīng)消失，但是卻又在剖面四中出現(xiàn)，而且厚度為增加了1cm，并且多出一個(gè)BC過渡層。分析出現(xiàn)這種看似不規(guī)律的異常情況，我們可以知道影響土壤剖面變化的不僅僅只有坡位的變化，而且坡度也具有重大影響。因此現(xiàn)在可以得出結(jié)論，隨著海拔的逐漸升高，如果坡度沒有變化，那么枯枝落葉層，腐殖質(zhì)層，淀積層等將會(huì)逐漸減少。但是如果坡度發(fā)生了變化，并且它的影響強(qiáng)度要大于坡位變化對(duì)土壤形成的影響的話，就會(huì)如剖面四一樣發(fā)生土壤剖面的突變：腐殖質(zhì)層由慢慢變淺到突然變深，淀積層由逐漸消失到突然出現(xiàn)并且變厚，

14、土壤剖面整體由逐漸變薄到突然變厚。森林頂部由于坡度變緩，水從坡頂流下帶來了物質(zhì)的堆積，土層會(huì)明顯變厚，并且水分向下入滲增多，淀積粘化作用增強(qiáng)，出現(xiàn)土層緊實(shí)的淀積層。（二）土壤結(jié)構(gòu)灰色森林土一般腐殖質(zhì)層為較弱的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，隨著海拔和坡度的升高，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)越來越弱；粘化層在坡腳表現(xiàn)為極細(xì)的弱塊狀結(jié)構(gòu)，并且隨海拔升高和坡度的增大越來越不典型；接近森林頂部時(shí)，由于坡度變緩，水分下滲增多，又出現(xiàn)粘化層，表現(xiàn)為中塊狀結(jié)構(gòu)。腐殖質(zhì)層仍是弱團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，BC過渡層是弱塊結(jié)構(gòu)。總結(jié)雖然總體來說土壤的形成因素是生物，地形，時(shí)間，氣候，母質(zhì)和人為影響等六大因素，因此考察土壤差異時(shí)也應(yīng)該將這六大因素考慮在內(nèi)，才能將土壤分類出各種各樣的土壤類型。但是在小尺度土壤考察時(shí)，尤其是壩上土壤實(shí)習(xí)調(diào)查中，由于壩上屬于半干旱氣候，因此影響植物生長的主導(dǎo)限制因素就是水分。又因?yàn)閴紊系貐^(qū)位于山區(qū)，是河北省平均海拔最高的地區(qū)，所以地