舒 錕，張家春，張珍明，張瑞慶

(1.陜西省土地工程建設(shè)集團有限責任公司，西安 710075；

2.貴州省植物園，貴陽 550004；3.貴州省生物研究所，貴陽 550002)

不同海拔梯度下梵凈山土壤機械組成及養(yǎng)分特征

舒 錕1，張家春2，張珍明3*，張瑞慶1

(1.陜西省土地工程建設(shè)集團有限責任公司，西安 710075；

2.貴州省植物園，貴陽 550004；3.貴州省生物研究所，貴陽 550002)

【目的】研究不同海拔梯度下梵凈山土壤主要物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，為梵凈山森林植被恢復與生態(tài)系統(tǒng)管理提供科學依據(jù)。【方法】以不同海拔梵凈山土壤為研究對象，通過野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，對梵凈山不同海拔主要土壤性狀特征進行研究?！窘Y(jié)果】梵凈山從山腳至山頂土壤類型分別為山地黃紅壤、山地黃壤、山地暗黃棕壤、高山草甸土；山地黃紅壤大部分為輕黏土，山地黃壤土壤質(zhì)地主要為重壤，高海拔地區(qū)表土層土壤疏松，土壤多為重壤土。不同海拔下土壤C/N比隨著海拔的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，而土壤C/P、N/P比隨著海拔的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。不同海拔土壤活性碳和緩效碳含量變化范圍分別為6.32～9.11g/kg和1.15～9.16g/kg，在海拔500～2 570m范圍內(nèi)，隨海拔升高，土壤活性碳呈現(xiàn)降低的趨勢，而緩效碳含量呈現(xiàn)增加的趨勢。土壤有機碳礦化率的最大值出現(xiàn)在海拔1 301～2 100m，為13.20％。土壤微量元素Cu變化趨勢表現(xiàn)為在海拔1 301～2 100m平均含量最大，海拔500～1 300m時元素含量降低，隨著海拔梯度降低，元素含量先增大后減??；土壤其余元素(Fe、Mn、Zn、Mo)含量隨海拔梯度變化規(guī)律不明顯。巖石裸露率與礦化率之間相關(guān)性極顯著，土壤緩效有機碳及活性有機碳均與土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀等大部分肥力指標表現(xiàn)出顯著或極顯著相關(guān)?！窘Y(jié)論】不同海拔梯度下梵凈山土壤類型和土壤性狀特征差別較大。

不同海拔；土壤性狀；垂直分布；梵凈山

土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)中生物賴以生存的載體，儲存著豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，而土壤的營養(yǎng)物質(zhì)高低決定了植物的生長發(fā)育狀況[1-2]。海拔是影響土壤性狀特征的重要因素，隨著海拔的垂直變化，植物類型與土壤養(yǎng)分等都隨之改變。海拔帶來垂直分布的同時，也能強烈反映各環(huán)境因素之間的變化。不同海拔影響不同植被的根系分布，進而影響生物群落的分布及土壤養(yǎng)分的差異，最終改變森林生態(tài)系統(tǒng)的功能[3-4]?；谕寥涝谏稚鷳B(tài)系統(tǒng)中的重要作用，國內(nèi)學者展開了廣泛的研究。馬維偉等[5]研究了不同海拔草甸濕地土壤理化性狀的變化規(guī)律，探明了氣溫、降雨、植物群落與土壤肥力之間的差異；郭永龍等[6]分析了華北典型山區(qū)土壤的肥力和鹽分變化與海拔變化之間的差異，并指出海拔變化對土壤理化性狀有顯著影響；張黎明等[7]研究了海南五指山不同海拔土壤的養(yǎng)分，并指出土壤碳、氮含量隨著海拔的升高而呈明顯的下降趨勢；張巧明等[8]研究表明，秦嶺火地塘林區(qū)土壤有機質(zhì)、全氮含量隨著海拔的升高而升高，而有效磷則是相反的規(guī)律。

梵凈山有著地球上同緯度保存最完好，最典型的原始森林，有5個垂直土類和林帶，最高海拔2 572m，與山麓的垂直高差達2 000m以上。近年來隨著當?shù)芈糜螛I(yè)的快速發(fā)展，同時人類活動的強烈破壞，使脆弱的生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重的干擾。由于水熱因子的差異，梵凈山不同海拔下發(fā)育形成了不同類型的山地垂直帶。由于氣候因子、環(huán)境因子和人為活動不同，導致不同海拔下土壤機械組成和養(yǎng)分特征差異較大。長期以來，對于梵凈山的研究多集中于植物資源分布及部分樹種的土壤理化性質(zhì)方面[9]，而對于梵凈山垂直帶土壤性質(zhì)，特別是對其垂直變化具有反饋作用的土壤理化特征方面工作開展較少。為此，我們以不同海拔下梵凈山山地土壤垂直帶為對象，研究了不同海拔下梵凈山土壤機械組成及其養(yǎng)分特征與環(huán)境因子的關(guān)系，試圖在不同海拔梯度下揭示山地土壤物理性質(zhì)及主要養(yǎng)分的變化規(guī)律，探討不同海拔梯度下土壤特點、生態(tài)系統(tǒng)功能之間的關(guān)系等，為梵凈山旅游開發(fā)及生態(tài)系統(tǒng)修復提供基礎(chǔ)資料。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

梵凈山位于貴州東北部的印江、松桃、江口三縣交界處，是武陵山脈的主峰，植被種類豐富。最高峰鳳凰山海拔2 572m，與山麓的垂直高差達2 000m以上。梵凈山為中亞熱帶季風山地濕潤氣候，冬無嚴寒、夏無酷暑，溫度隨海拔而下降，海拔每升高100m，氣溫下降0.5～0.8℃，年降雨量為1 800～2 000mm，是貴州省3大多雨中心之一。由于梵凈山垂直高差大，使水熱條件在山體不同海拔上重新分配，從而形成了典型的中亞熱帶山地植物垂直分布規(guī)律，1 300m以下為常綠闊葉林帶，1 300～2 100m為常綠闊葉、落葉闊葉混交林帶，2 100～2 350m為亞高山針葉林帶，2 350m以上為亞高山灌叢草甸。

1.2 樣品采集與制備

采用垂直樣帶法于2013年10月在梵凈山自然保護區(qū)進行調(diào)查，采集不同海拔下土壤樣品。依據(jù)土壤發(fā)生學原理和土壤垂直分異規(guī)律，結(jié)合保護區(qū)地形特征，以30m×30m設(shè)置標準樣方24個，海拔500～2 570m之間的6個梯度分別設(shè)置了4個樣方，每塊樣地按S型設(shè)5個土壤取樣點，深度為0～20cm土壤樣品混合作為一個混合樣。

將采集的土壤樣品帶回實驗室風干，剔除植物殘體及大礫石等非土壤物質(zhì)，同時避免酸、堿等污染。取風干樣品按四分法充分混合后，用木棍輾壓、過尼龍篩，而后進一步用瑪瑙缽研細，過孔徑1mm篩后用于測定土壤速效養(yǎng)分；另取土樣風干研磨，過0.25mm篩后測定土壤全量養(yǎng)分。將過篩樣品置于密封袋中作好標簽，放入干燥器中保存?zhèn)溆?，供分析測試用。

1.3 測試方法

土壤pH：電極電位法[10]275(土水比1∶2.5)；陽離子交換量：乙酸銨交換法[10]95；土壤機械組成：比重計速測定法[10]27；有機質(zhì)：高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法[10]33；土壤全氮：凱氏法[10]41；堿解氮：堿解擴散法[10]49；土壤全磷：酸溶-鉬銻抗比色法測定[10]66；土壤全鉀：氫氟酸高氯酸消煮-火焰分光光度法[10]85；速效鉀：乙酸銨浸提-火焰光度法[10]87。土壤全 Fe、Mn、Cu、Zn、Mo測定：稱取0.100 0g土樣(精確到0.000 2g)，于25mL聚四氟乙烯坩堝中，加少許水濕潤，小心加入3mL濃硝酸，再加1mL高氯酸[10]171，將其放入高壓密封罐中，置于烘箱中，調(diào)節(jié)180℃，消解3h；消解完畢后，通風冷卻至室溫后，將其轉(zhuǎn)移至50mL離心管中，以超純水定容至刻度，搖勻上電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)。土壤有機碳礦化過程中CO2釋放量：室內(nèi)恒溫培養(yǎng)、堿液吸收法，培養(yǎng)時間為98d[11]。分析樣品重復數(shù)30％，平行測定的結(jié)果用算術(shù)平均值加減標準差表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

土壤碳礦化速率[12]計算公式為

式中：Cmin為土壤碳礦化速率；C為測試時間內(nèi)CO2濃度變化的直線斜率；V為培養(yǎng)瓶和管線的總體積；m為培養(yǎng)瓶內(nèi)干土質(zhì)量；α為CO2氣體體積轉(zhuǎn)化為質(zhì)量的系數(shù)；β為時間轉(zhuǎn)化為天數(shù)的系數(shù)。

實驗數(shù)據(jù)首先剔除異常值，把分布于平均值±3倍標準差之外的異常數(shù)值去除，然后用Excel 2003統(tǒng)計整理，并將計算結(jié)果匯總繪制成總數(shù)據(jù)表，再對各指標數(shù)據(jù)進行平均。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔下梵凈山土壤機械組成

受土壤母質(zhì)特征的影響，加上所處區(qū)域生物氣候條件的差異，在不同的水熱條件下，母質(zhì)風化程度發(fā)生了強弱的差異[13-14]，山地黃紅壤大部分為輕粘土(表1)，土壤中粒徑＜0.01mm的物理性粘粒占50％左右，各粒徑機械組成中普遍以粒徑<0.001mm的顆粒含量高。山地黃壤土壤質(zhì)地主要為重壤，剖面結(jié)構(gòu)上，各粒徑土壤所占比重以粒徑0.05～0.01mm、＜0.001mm顆粒為主，兩者共占50％～60％。物理性粘粒(＜0.01mm)含量占49％。高海拔地區(qū)植被覆蓋度較高，殘留的大量枯枝落葉腐殖質(zhì)層，表土層土壤疏松，土壤多為重壤土，由于質(zhì)地粘重，熱量釋放低，土壤中養(yǎng)分散失率小，表層土壤中有機質(zhì)和養(yǎng)分含量較高；山地暗黃棕壤分布區(qū)域海拔高，森林保護好，林下機械淋溶作用弱，粘粒含量從上而下的變化不大，質(zhì)地比較均勻，土壤機械組成中粒徑1～0.25mm的顆粒含量很少，僅占1％～2％，粒徑＜0.001的顆粒含量偏高。梵凈山高山草甸土出現(xiàn)的地形多為高海拔的山頂?shù)貏萆云骄彽纳郊沟囟?，土壤風化減弱，淋溶作用亦不明顯，山地灌叢草甸土經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)，土體通透性能良好，由于水濕條件變化的影響，部分山地灌叢草甸土具有氧化還原交替作用。隨著海拔的增加，巖石裸露率、0.01～0.05mm的顆粒含量及物理性粘粒的差異達到極顯著水平，其他隨著海拔的增加的差異均不顯著。

2.2 不同海拔下梵凈山土壤養(yǎng)分特征

土壤酸堿度對土壤養(yǎng)分的有效性有重要影響，對土壤肥力狀況有很大的影響[15-16]。在強酸性土壤中容易引起鉀、鈣、鎂、磷等元素的短缺，而在強堿性土壤中容易引起鐵、硼、銅、錳和鋅的短缺，土壤酸堿度還通過影響微生物的活動而影響植物的生長[17-18]。由表2可知，土壤pH會隨著植被所處的海拔不同而有所差異，差異達到極顯著水平，且隨著海拔的增加pH先增加后減少；且隨著成土母質(zhì)不同而不同，其中山地土黃壤到高山草甸土的pH介于3.65～4.82之間，而山地黃紅壤的pH最大為4.82，明顯高于其他4個土壤類型的pH；同種母質(zhì)發(fā)育土壤的地帶性分異分析，表明土壤性質(zhì)差異受氣候帶影響較為明顯[19]。山地黃紅壤的CEC最低，為6.48 cmol/kg，并且隨著海拔增加，CEC的含量也逐漸增加；高山草甸的達到最大14.80 cmol/kg，CEC在不同土壤類型之間差異較大，受地帶性影響較大。

表1 梵凈山不同海拔高度土壤物理性質(zhì)Table 1 The different altitude soil physical properties of Fanjing Mountain

梵凈山不同海拔下土壤氮、磷、鉀含量差異不同(表2)，根據(jù)全國第二次土壤普查分類標準：土壤全氮＞2.0g/kg為一級，總體上梵凈山不同海拔下全氮含量較為豐富，除了500～1 300m的海拔低于一級標準，其他海拔梯度都達到最優(yōu)水平，尤其是海拔為2 101～2 350m的土壤全氮含量明顯高于其他3個海拔梯度；堿解氮也表現(xiàn)為類似規(guī)律，其大小關(guān)系表現(xiàn)為先增加后減少的趨勢；根據(jù)我國南方森林土壤全磷含量一般低于0.56g/kg，全鉀含量一般為16.6g/kg左右，高可達24.9～33.2g/kg，低可至0.83～3.3g/kg[20]，梵凈山自然保護區(qū)林下土壤全磷、全鉀含量均較為豐富，其中全磷最大值為(4.61±1.37)g/kg，出現(xiàn)在1 301～2 100m；全鉀最大值為(4.65±1.32)g/kg出現(xiàn)在2 101～2 350m。土壤全氮、有效磷及堿解氮受海拔的影響較大，在不同海拔下土壤全氮、有效磷及堿解氮的含量表現(xiàn)為極顯著差異。

梵凈山不同海拔下土壤化學計量特征有所差異(圖1)，本研究不同海拔下土壤C/N比值變化范圍分別為6.94～15.35，平均值為9.90；C/P比變化范圍為7.79～14.09，平均值為12.03；N/P比變化范圍為0.15～2.15，平均值為1.42變異系數(shù)為48.82％；土壤C∶N比8.02～21.03，平均值為11.88；整體來看，土壤C/N比隨著海拔的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，而土壤C/P、N/P比隨著海拔的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。

2.3 不同海拔下土壤有機碳礦化特征

土壤有機碳在土壤中的地位尤為重要，它是土壤中各種營養(yǎng)元素，它與土壤礦物質(zhì)共同作為林木營養(yǎng)的來源，是衡量土壤健康的重要指標之一，土壤有機碳來自植物分泌物及殘體的歸還，其儲量主要受氣候、土壤、人類活動等因素的影響[21-22]。由表2可以看出：在不同海拔上，土壤有機碳含量存在著差異，差異水平達到極顯著。其中海拔為2 101～2 350m的土壤有機碳含量明顯高于其他4個海拔的，在2 101～2 350m是固氮喬灌木的主要分布地帶，其植被分布較茂盛，植物生長量較大，能夠有效地減弱雨水對土壤的侵蝕，而且地表凋落物較厚以及部分動物、微生物的殘體的分解[23]，保持土壤有機碳含量處于較高水平。

表3表明，4個海拔土壤活性碳和緩效碳含量在海拔上的變化趨勢和土壤有機碳含量變化趨勢相似，總體上在海拔上的變化趨勢的差異均不顯著。不同海拔土壤活性碳和緩效碳含量變化范圍分別為6.32～9.11g/kg和1.15～9.16g/kg，在海拔500～2 570m范圍內(nèi)，隨海拔升高，土壤活性碳呈現(xiàn)降低的趨勢，而緩效碳含量呈現(xiàn)增加的趨勢。土壤有機碳礦化率在海拔500～2 100m相對較高，最大值出現(xiàn)在海拔1 301～2 100m，為13.20％，從海拔2 101～2 570m起開始明顯降低，最低值出現(xiàn)在2 351～2 570m的海拔范圍內(nèi)，為7.57％。隨海拔梯度的升高，土壤有機碳礦化率有減少的趨勢。

2.4 不同海拔下土壤微量元素特征

隨海拔梯度增加，空氣散熱快，溫度逐漸降低，降水及空氣濕度增加，氣候變得濕冷，土壤的水熱條件和植被均發(fā)生變化，不同的垂直地帶土壤有機質(zhì)的礦化程度、土壤的機械組成以及微生物數(shù)量等均不同，微量元素含量也不同[24]。通過研究不同海拔對梵凈山土壤微量元素含量分布特征，發(fā)現(xiàn)：大于2 300m(高海拔)，2 101～2 350m(較高海拔)，1 301～2 100m(中海拔)，500～1 300m(較低海拔)，梵凈山自然保護區(qū)土壤微量元素在不同海拔垂直空間含量分布有差異，且微量元素Mn、Cu隨著海拔的增加的差異達到極顯著水平。

表2 梵凈山不同海拔高度下土壤主要養(yǎng)分特征Table 2 The main nutrient characteristics of soil in Fanjing Mountain

由表4可知，Mo平均含量為0.57～1.09mg/kg，最高含量為最低含量的1.91倍，最高值出現(xiàn)在海拔2 101～2 350m，最低值出現(xiàn)在海拔500～1 300m；Zn平均含量為24.33～43.19mg/kg，最高含量為最低含量的1.77倍，最高值出現(xiàn)在海拔1 301～2 100m，最低值出現(xiàn)在海拔500～1 300m；Mn平均含量為167.74～311.42mg/kg，最高含量為最低含量的1.85倍，最高值出現(xiàn)在海拔2 101～2 350m，最低值出現(xiàn)在海拔2 351～2 570m；Fe平均含量為21 532.42～25 442.36mg/kg，最高含量為最低含量的1.18倍，最高值出現(xiàn)在海拔1 301～2 100m，最低值出現(xiàn)在海拔500～1 300m；Cu平均含量為8.74～14.63mg/kg，最高含量為最低含量的1.67倍，最高值出現(xiàn)在海拔2 351～2 570m，最低值出現(xiàn)在海拔500～1 300m；土壤Cu變化趨勢表現(xiàn)為在高海拔，即海拔1 301～2 100m平均含量最大，海拔500～1 300m時元素含量降低，隨著海拔梯度降低，元素含量先增大后減?。煌寥榔溆嘣?Fe、Mn、Zn、Mo)含量隨海拔梯度變化規(guī)律不明顯。

圖1 不同海拔下土壤化學計量特征Figure 1 Characteristics of soil chemical measurement at different altitude

表3 不同海拔土壤有機碳礦化組分Table 3 Mineralization fractions of soil organic carbon at different altitudes

2.5 不同海拔下土壤主要養(yǎng)分間的相關(guān)分析

土壤作為植物生長的基質(zhì)，其養(yǎng)分特征具有空間和時間上的異質(zhì)性[25]。土壤養(yǎng)分含量是海拔梯度主導下地形、氣候以及生物因素相互作用的結(jié)果。海拔是山地重要的地形因子之一，海拔的不同會引起氣候特征、林分類型、土壤類型的改變，進而導致土壤理化性質(zhì)的差異[26]。主要土壤化學性質(zhì)之間的相關(guān)性分析見表5，結(jié)果表明，巖石裸露率與礦化率之間相關(guān)性極顯著，但與土壤有機質(zhì)、土壤養(yǎng)分全量和有效態(tài)含量之間相關(guān)性不顯著，表明其對土壤養(yǎng)分含量影響不大。而土壤緩效有機碳及活性有機碳均與土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀等大部分肥力指標表現(xiàn)出顯著或極顯著相關(guān)，表明土壤養(yǎng)分之間的各化學指標可以顯著影響和改變土壤有機碳含量，從而影響土壤有機碳礦化過程。除此之外，pH只與有機質(zhì)有顯著負相關(guān)，和礦化率及其他各理化指標的相關(guān)性不顯著，表明pH對梵凈山土壤肥力狀況影響不大。

表4 不同海拔土壤微量元素含量(平均值±標準差)Table 4 Trace element contents in soil at different altitudes(mean ±standard deviation)

3 討論與結(jié)論

對土壤類型的劃分，本文采用土壤屬性和垂直生物氣候帶相結(jié)合的方法，研究了梵凈山土壤類型及其分布規(guī)律。梵凈山從山麓到山頂，隨著山體海拔的升高，空氣散熱快，溫度逐漸降低，降水及空氣濕度增加，產(chǎn)生了生物氣候的垂直分布差異，從而形成了各種山地土壤，有規(guī)律地排列成山地土壤垂直帶譜。不同垂直高度的生物氣候差異較大，導致表現(xiàn)出的土壤屬性不同，由于從山麓到山頂不論成土條件還是土壤屬性都是漸變的，除山頂和山麓的土壤明顯不同外，其中間地段在垂直梯度上往往具有過渡性，梵凈山土壤從山腳至山頂土壤類型主要為4種類型：海拔500(600)～1 300m為山地黃紅壤，海拔1 301～2 100m為山地黃壤，海拔2 101～2 350m為山地暗黃棕壤，海拔2 251m以上為高山草甸土。山地黃紅壤大部分為輕粘土，山地黃壤土壤質(zhì)地主要為重壤，高海拔地區(qū)表土層土壤疏松，土壤多為重壤土。

在野外調(diào)查和室內(nèi)化學分析結(jié)果基礎(chǔ)上，比較了梵凈山垂直梯度上土壤剖面特征和理化性質(zhì)，得出在不同海拔上土壤屬性是不同的。不同海拔土壤活性碳和緩效碳含量變化范圍分別為6.32～9.11g/kg和1.15～9.16g/kg，在海拔500～2 570m范圍內(nèi)，隨海拔升高，土壤活性碳呈現(xiàn)降低的趨勢，而緩效碳含量呈現(xiàn)增加的趨勢，最大值出現(xiàn)在海拔1 301～2 100m，為13.20％。土壤Cu變化趨勢表現(xiàn)為在高海拔，即海拔1 301～2 100m平均含量最大，海拔500～1 300m時元素含量降低，隨著海拔梯度降低，元素含量先增大后減?。煌寥榔溆嘣?Fe、Mn、Zn、Mo)含量隨海拔梯度變化規(guī)律不明顯。梵凈山土壤不僅具有上述明顯的垂直分布規(guī)律，而且還受地形地貌和其他因子的影響，它們的發(fā)生和分布是在水平地帶性的基礎(chǔ)上發(fā)展的，由于水平地帶性與垂直地帶性有著密切的關(guān)系，但因水熱條件、植物群落、地形及母質(zhì)等特性，因而也有別于相應的水平地帶性土壤。通過研究發(fā)現(xiàn)，巖石裸露率與礦化率之間相關(guān)性極顯著，土壤緩效有機碳及活性有機碳均與土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀等大部分肥力指標表現(xiàn)出顯著或極顯著相關(guān)。

表5 不同海拔高度下土壤主要理化性質(zhì)相關(guān)關(guān)系Table 5 Relationship between soil physical and chemical properties at different altitudes

土壤的生態(tài)化學計量比主要受區(qū)域水熱條件和成土作用特征的控制，由于氣候、地貌、時間、土壤生物、母質(zhì)類型以及人類干擾的影響，土壤碳、氮、磷、鉀總量變化差異較大，進而使C∶N∶P的空間變異性很大[27]。研究表明：我國濕潤溫帶土壤的C∶N穩(wěn)定在10～12之間，熱帶與亞熱帶土壤C∶N高達20∶1，全球土壤 C∶N 平均為13.33[28]，而全球森林 0～10cm土壤均值為12.4[29]。本研究不同海拔下土壤C/N比值變化范圍分別為6.94～15.35，土壤C/N比隨著海拔的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，平均值為9.90，接近于熱帶亞熱帶黃壤的C∶N比。C/P比變化范圍為7.79～14.09，平均值為12.03，遠遠低于全球森林 0～10cm 土壤 C∶P 均值(81.9)[30]，這從另一個方面驗證了梵凈山森林生態(tài)系統(tǒng)土壤磷的缺乏，P是限制梵凈山生態(tài)系統(tǒng)的主要限制因子。N/P比變化范圍為0.15～2.15，平均值為1.42變異系數(shù)為48.82％；土壤C∶N 比 8.02～21.03，平均值為11.88。

整體來看，土壤C/N比隨著海拔的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，而土壤C/P、N/P比隨著海拔的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。梵凈山地區(qū)低海拔濕熱，高海拔濕冷，濕熱地區(qū)有利于地表植被的生長，從而促進土壤碳氮的累積。相對于高海拔地區(qū)，低緯度地區(qū)降雨和溫度較大，導致磷的淋溶和風化作用較強，不利于磷的累積[27]。土壤 C∶P、N∶P 比 在2 001～2 350m 較高，該海拔梯度在野外調(diào)查中采樣點坡度較平緩，植被種類豐富，草本植物生長較好；林地光照與通氣狀況良好，高大喬木造成的遮光現(xiàn)象不多；在凋落物與根系分解過程誘導形成的微生物區(qū)系豐富，導致該海拔梯度內(nèi)土壤生物活性強，使得土壤碳、氮含量相對較高，以至于該海拔梯度內(nèi)生態(tài)化學計量特征明顯高于其他海拔梯度[31]。

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Soil Mechanical Composition and Nutrient Properties Along an Elevational Gradient in Fanjing Mountain

SHU Kun1，ZHANG Jia-chun2，ZHANG Zhen-ming3*，ZHANG Rui-qing1
(1.Shanxi Land Engineering Construction Refco Group Ltd.，Xi'an 710075，China；2.Guizhou Botanical Garden,Guiyang 550000，China；3.Guizhou Institute of Biology,Guiyang 550009，China)

【Objective】The objective of the study was to investigate soil physical and chemical properties along an elevational gradient in Fanjing Mountain，and to provide a scientific basis for forest restoration and ecosystem management.【Method】Soil samples were collected from different elevationsof Fanjing Mountain.Soil properties was studied by field investigation and laboratory analysis.【Results】The soil types along an elevation of Fanjing Mountain were mountain yellow red soil，yellow soil，dark yellow brown soil and meadow soil，respectively.Mountain yellow red soil mostly contained light clay but mountain yellow soil had much more heavy loam.The surface soil in the higher altitude was loose and it generally belonged to be heavy loam soil.Soil C/N decreased with the increase of altitude but the opposite was true for soil C/P and N/P was.Soil active carbon ranged from 6.32g/kg to 9.11g/kg and slow active carbon varied from 1.15g/kg to 9.16g/kg along the elevation gradient.Soil active carbon decreased with increasing elevatioin of 500m to 2 570m but slow active soil carbon exhibited a contrasting pattern.The mineralization rate of soil organic carbon(13.20％)was highest in the elevation of 1 301m to 2 100m.The average soil trace element of Cu was greatest in the 1 301m 2 100m.Moreover，Cu content decreased during the elevation of 500～1 300m.Cu content firstly increased then decreased with altitude.The variation of other soil elements(e.g.，F(xiàn)e，Mn，Zn and Mo)was not obvious along altitude.The correlations between bare stone rate and mineralization rate were significant.In addition，soil slow-release organic carbon and labile organic carbon showed significant relationships with most fertility indexes，including soil organic matter，total nitrogen，available phosphorus and available potassium.【Conclusion】There were obvious differences in soil types and soil properties among different elevations.

different elevation；soil properties；the vertical distribution；Fanjing Mountain

S153.6

A

1000-2650(2017)01-0052-08

10.16036/j.issn.1000-2650.2017.01.008

2016-09-18

貴州省省院合作項目[黔科合院地合(2013)7002]；貴州省社發(fā)攻關(guān)項目[黔科合SY(2013)3152]。

舒錕，碩士研究生。*責任作者：張珍明，在讀博士研究生，高級工程師，主要從事土壤化學與生態(tài)學方面研究，E-mail：zhang6653579@163.com。

(本文審稿：劉 洋；責任編輯：鞏艷紅；英文編輯：徐振鋒)