雷清江 于曉秋 李曉梅
(1.五大連池市林業(yè)局,黑龍江 五大連池 164100;2.齊齊哈爾市梅里斯區(qū)林業(yè)局,黑龍江 齊齊哈爾 161000)
長白山地處中緯度,歐亞大陸東岸,屬溫帶濕潤地區(qū)針闊混交——暗棕色森林土地帶。因受東南季風和地勢影響,冬季漫長而寒冷,夏季短暫且涼爽,年平均氣溫3~5℃(天池氣象站年平均氣溫為-5℃以下),年降水量700~1 000mm。隨著地勢的增高,氣候、土壤、植被呈明顯的垂直分布,構成自下而上由針闊葉混交林——暗棕色森林土帶、山地暗針葉林——暗色針葉林土帶、山地岳樺林——生草森林土帶和高山苔原帶所構成的溫帶大陸東岸典型的山地垂直景觀帶譜。
土壤樣品每層取0.5~1kg,布袋盛裝。室內自然風干后挑除植物根和大于1mm的砂礫,混勻、研細,室內經(jīng)粉碎并用瑪瑙缽研細,通過100目尼龍篩。以硝酸、高碌酸消解,經(jīng)氫氟酸消解,經(jīng)氫氟酸脫硅后溶于稀鹽酸,用火焰原子吸收法測定銅、鋅、鉛、鉻、錳、鈷、鎳、鍶,用石墨爐原子吸收法測定鎘,回收率均在80%以上,用催化波極普法測定鉬,標準誤差±6%。
在對長白山垂直帶各種植被類型下的土壤性質及分布規(guī)律等進行全面調查的基礎上,按土壤類型和成土母質的差異,確定在有代表性的采樣點,共采集土壤21個剖面,其中包括暗棕色森林土剖面6個,棕色針葉林土4個,山地生草森林土3個,高山苔原土8個。采樣區(qū)以長白山北坡為主,兼有西坡。自600~2 650m,全部采樣點均在玄武巖臺地面以上。絕大部分是原始植被下的土壤,其余為次生林。
將土壤樣品測定值進行匯總和計算之后,得出長白山四個主要土類十種化學元素的含量(見表1~表4)。
表1暗棕色森林的土壤元素(PPM)
表2棕色針葉林土的土壤元素(PPM)
表3山地生草森林土的土壤元素(PPM)
續(xù)表
元素剖面數(shù)樣品數(shù)范圍元素含量平均值標準差變異系數(shù)鋅Zn310123~184144.221.860.15鎘Cd140.023~0.0600.0370.0180.49鉛Pb3920~3931.85.420.17鉻Cr31023~3730.64.920.16錳Mn310600~12709282290.25鈷Co31019~3224.44.340.18鉬Mo361.67~3.872.760.790.29鎳Ni31014~3422.16.440.29鍶Sr3104~4219.913.220.66
表4高山苔原土的土壤微量元素(PPM)
應當指出的是,土壤微量元素含量的研究雖已受到國內外許多學者的重視,并陸續(xù)發(fā)表了不少有關著述,但對微量元素含量的標識方法,國內外還很不一致。在工作中,由于是按發(fā)生層次分層取樣,每一剖面都有3~5個樣品的分析數(shù)據(jù),所以先用測定值計算出各元素的剖面平均含量,再用各剖面的平均含量求其算數(shù)平均值和標準差,微量元素的含量范圍則以平均值加減一個標準差來表示。筆者認為,用各土壤剖面平均含量的平均值比用實測值直接求取的平均值更能代表該地區(qū)土壤層的實際情況。
將長白山地區(qū)土壤微量元素含量和世界土壤微量元素含量加以比較,可以看出,長白山地區(qū)土壤中各元素的含量范圍大都在現(xiàn)有的世界土壤元素含量范圍之內,只有鉬、鈷、鉛、鋅稍高一些。
土壤中的微量元素含量與成土母質類型有較密切的關系。地形部位和母巖風化后的物質淋溶、遷移、累積狀況,以及植被類型和某些成土過程,如腐殖質積累過程、潛育化過程等,都會影響土壤中的微量元素含量。但在多數(shù)情況下,以母質對土壤微量元素含量的影響為顯著。在長白山自然保護區(qū)的原始林中,土壤很少人為干擾,土壤元素含量的變化也證明了這一點。
在各土壤類型中,高山苔原土分布的海拔高度最高,又都發(fā)育在晚期火山噴發(fā)物上,母巖類型較一致,質地又都比較粗,至熔巖臺面上的暗棕色森林土,成土母質雖多屬沖積——淤積物,但其巖石組成多種多樣,質地也有較大差別。因此,土壤微量元素含量的變化范圍以暗棕色森林土最大,高山苔原土最小,山地生草森林土和棕色針葉林土介于其間。
為了進一步探討母質對土壤微量元素的影響,分別對火山灰及凝灰?guī)r風化物和沖積——淤積物及與其相應土壤的元素含量,以及不同母質上發(fā)育的暗棕色森林土的元素含量進行了比較,結果表明,母質的元素含量對長白山土壤的制約性非常明顯,在同類土壤中,質地細的土壤中多數(shù)元素的含量比質地粗的土壤高得多。
自然環(huán)境各要素是相互制約、互相聯(lián)系的,因此在長白山主要土壤微量元素的研究中,也應開展巖石、植物和天然水的微量元素研究。研究中所取得的資料也是探求微量元素在環(huán)境中遷移、轉化規(guī)律及其機理的寶貴資料。
影響土壤微量元素的諸因素中,土壤類型和成土母質類型起決定作用。所以進行土壤微量元素調查時,在考慮土壤類型的同時,還應著重考慮母質類型。只有土壤類型和母質類型都一致的情況下獲得土壤微量元素含量值,才具有較高的可比性和應用價值。
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