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)土壤差異的成因一一地形指導(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(yáng)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(zhǎng)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

2、。而影響土壤的因素中，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 影響因素即是一一地形。察內(nèi)考察內(nèi)容察內(nèi)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(guò)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(lái)分析地形對(duì)小尺度范圍內(nèi)土壤形成的影響。通過(guò)直觀的 現(xiàn)象來(lái)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(lèi)型的過(guò)程。地形因素坡

3、向（陰坡，陽(yáng)坡；夏季風(fēng)迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡；冬季風(fēng)迎風(fēng)坡、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(lèi)型為類(lèi)黑土，其剖面一般可分為腐殖質(zhì)層 （A）、過(guò)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(guò)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(wú)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(yáng)坡土壤類(lèi)型主要為黑砂土，土壤基本無(wú)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)很弱，陽(yáng)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(yáng)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

4、被生長(zhǎng)的主 導(dǎo)限制性因子，陽(yáng)坡光照較強(qiáng)，蒸發(fā)量大，多生長(zhǎng)旱生植物和多年生 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(guò)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(yáng)坡好，從而伴隨著土壤孔隙度在陽(yáng)坡比在陰坡 較少。從這些方面可以分析出陰坡土壤無(wú)論從肥力，結(jié)構(gòu)，質(zhì)地還是 孔隙度等方面都優(yōu)于陽(yáng)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:壤（一）土壤剖面:壤剖面二為陰坡坡底

5、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(lái)的土壤而同時(shí)有向上（以 出現(xiàn)礫石侵入體為依據(jù)）和向下發(fā)育過(guò)程，；根據(jù)植物根系的多少劃 分為A1層（根系多且粗）和A2層（根系較少）；AB為過(guò)渡層，因 為同時(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(guò) 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

6、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(guò)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(lái)說(shuō)是土壤剖面越來(lái)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：1海拔 坡度土層奔度福系重量+塑料袋 累計(jì)重重2T. ST4S. 260. G871.4583. 4391.

7、2T. ST4S. 260. G871.4583. 4391.56110. 9123. 134. 0159. 9474. 346Z. 7692. 94106.41131.154.05ST. 685. 8999. 42114.19125.04131.S4147.73163.1444. 5S59. IT71.479. 0587. 8799. S121.43130.93T30T8342134Z8T44693T5S91S935 S34T913 -09 -4142 - -2570 -S45526 - - - - -2 -iL- - - - - - - - - - T 2 1 s -a 1 4 s 1 a

8、 3 5 2 58 34 5 5 4 4 2 7 1 11 q 112335 89FI.-_y 811125 0 5 0 5 o F- o 5 o 51122346 110 5 OF-05050505050505050 22 34 6 112234 6 112 2 34 644444444000000005555555544444444Z2222222Z22Z22222222222222222222y-d _y 9 _y _y-H- _y oo o T7 T T7T77 111 5 5 5 5 5 5 5 5 & & &Z222222200000000111112222222244444444

9、 ElFl&Fl一Fl一 &Fl一Fl一& &Fl一 &6B &FlB &3456T891011121314151S1T1S1920212223242525272S2930313233根系重量隨海拔變化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）土壤孔隙度項(xiàng) 土美黑土黑沙土日灰色森林土習(xí)坡底“0.439

10、0.734P城中4財(cái)泠&,訪叫妨伽（X皿；(X58卻平丹,D.55N0.479j(X衍W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(lèi) 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(zhǎng)較好，喬木和灌木多，根粗，且土壤發(fā)育好，土壤結(jié)構(gòu)比坡頂更 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

11、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(lái)越弱，土壤結(jié)構(gòu)體 越來(lái)越粗。到坡頂處，A層已經(jīng)消失，且AC層無(wú)結(jié)構(gòu)。（五）土壤顏色與質(zhì)地或向吾M編號(hào)剖面鼬.陣麻hF-12-1-011571m泥炭層滯育層5YR/2-1 黑棕 7.5YR/44砂溪二陰坡T七1也？1577mAl（71-）A2 （樹(shù)側(cè)根為主）AB （理扁田q胃質(zhì)M仰/珀里驚 1OYR/J-3 定驚 1OYR/5-4 E黃株 7.5YR3/3 暗棕 10YR/4-6 粽 lOVft/61 E 再齡輕1 匚瘁 匚障二 中壤土 的二 伸是二6.27F-12-1-03IfiUrnA1 （草根為主噸（樹(shù)側(cè)根為主）B

12、C （淀積層與母質(zhì)層迎渡層） ?7.5R/2 3|1OYR/5-3 =匚溪二 砂埋:土項(xiàng)4A （解質(zhì)層）BC （淀積層與母周劇地層） ?1 1OYR/2-3 年驚1OYR/M ；三畝驚眼二 撅R-12-14J5AAC （f#溶層與母質(zhì)層哪層）1QWH至驚1W4床曙二MlF-12-1-O61654m技7.5YR/3-3 辛垸7.5YRM砂二以陰坡為例，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(méi)有明顯的垂直分異規(guī)律。是因?yàn)樗淖兓耸?坡位的影響，更大程度上受到坡度的影響。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

13、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(lái)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。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）土壤剖面剖面一的坡度是27。海拔165

14、5m；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(wú)，僅有BC過(guò)渡層。剖面四的枯

15、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(méi) 有的BC過(guò)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(shù)林頂部的 最后一個(gè)剖面的腐殖質(zhì)層竟然比樹(shù)林底部的腐殖質(zhì)層足足多出7cm， 本該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(guò)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

16、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(méi)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(huà)，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，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(lái)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(lái)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(lái)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(guò)渡層是弱塊結(jié)構(gòu)?？偨Y(jié)雖然總體來(lái)說(shuō)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(lèi)出各種各樣的土壤類(lèi)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(zhǎng)的主導(dǎo)限制因素就是水