萬 丹, 梁 博,聶曉剛,喻 武,張 博

1 西藏農(nóng)牧學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,林芝 860000 2 西藏農(nóng)牧學(xué)院高寒水土保持研究中心,林芝 860000

土壤作為生態(tài)系統(tǒng)中重要的生態(tài)因子,在水平及垂直地帶性上受到外界不同環(huán)境的影響,物理性質(zhì)空間異質(zhì)性明顯。一般認(rèn)為,土壤物理性質(zhì)受到氣候、母巖、地形、植被、動物以及區(qū)域差異的影響[1],這些影響因素使土壤形成各種類型,并且使其性質(zhì)存在明顯的差異[2- 4]。對于山地自然綜合體來說,土壤物理性質(zhì)在很大程度上受到各種因素的垂直性規(guī)律分布影響,導(dǎo)致山地土壤在海拔梯度上呈現(xiàn)明顯的垂直分布特征[5-7],進而使不同海拔土壤蓄水保水能力及抗侵蝕能力存在差異。諸多的研究結(jié)果也表明,土壤物理性質(zhì)在垂直地帶性上存在明顯分異特征。湯萃文等[5]研究了迭部扎尕那地區(qū)山地土壤的垂直分帶性,認(rèn)為扎尕那地區(qū)土壤山地特征非常明顯,隨海拔升高呈現(xiàn)出規(guī)律性垂直分布特征；何方永等[8]研究了岷江冷杉原始林土壤物理性質(zhì)與海拔梯度的關(guān)系,認(rèn)為土壤物理性質(zhì)隨海拔梯度變化突出。陳雙林等[9]分析了海拔對毛竹林土壤物理性質(zhì)和水分特性的影響,也得出不同海拔梯度間土壤物理性質(zhì)存在一定差異性的結(jié)論。然而由于土壤物理性質(zhì)本身的異質(zhì)性,以至環(huán)境和人為因素對土壤物理性質(zhì)影響的規(guī)律或變化趨勢仍不明確[10]。隨著計算機技術(shù)的進步,運算能力增強,模型的廣泛應(yīng)用,對土壤空間異質(zhì)性問題的研究越來越重視。

西藏東南部的色季拉山,分布著廣袤的未經(jīng)開發(fā)的原始森林,是我國生態(tài)系統(tǒng)的天然屏障,對整個青藏高原的大氣環(huán)流、水汽輸送、氣候變化和生態(tài)平衡起著巨大的調(diào)節(jié)作用,對形成藏東南森林氣候起主導(dǎo)作用[11]。區(qū)域內(nèi)高山峽谷交錯,山高坡陡,地貌錯綜復(fù)雜,氣候多樣,雨量充足,導(dǎo)致土壤質(zhì)地狀況分布不均且穩(wěn)定性差,極易發(fā)生水土流失,嚴(yán)重影響到該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來,我國學(xué)者對色季拉山的生態(tài)、植被、水文等進行了大量的研究[12-17],但對土壤物理性質(zhì)垂直地帶性規(guī)律的研究鮮有報道。因此,本文試圖對色季拉山不同海拔梯度和土層深度間的土壤物理性質(zhì)進行分析,以期為藏東南高原山地的生態(tài)、植被、水文等方面的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),特別是為建立高原山地土壤侵蝕預(yù)測預(yù)報模型研究工作奠定基礎(chǔ),為該區(qū)開展水土保持工作提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

色季拉山位于藏東南林芝縣境內(nèi),雅魯藏布江大拐彎西北側(cè),屬念青唐古拉山余脈。地理坐標(biāo)為93°12′—95°35′E,29°10′—30°15′N,北高南低,海拔落差大,海拔分布為2200—5300m。該區(qū)受印度洋暖濕季風(fēng)氣候影響較大,屬亞高山溫帶半濕潤氣候。冬溫夏涼,干濕季分明,年均相對濕度78.8%,年均降水量1134.1mm,蒸發(fā)量544.0mm,占年均降水量的48.0%,雨季(6—9月)降雨充沛,占全年降水的75.0%—82.0%,尤以8月降雨最多,平均294.2mm,占全年降水的30.0%。年平均氣溫-0.7℃,最高月平均氣溫9.2℃,最低月平均氣溫-14.0℃,極端最低氣溫-31.6℃,極端最高氣溫24.0℃,年均日照時數(shù)1150.6h,日照百分率26.1%；日照時數(shù)最高月為12月的151.7h,日照百分率為40.0%。色季拉山現(xiàn)有植被屬原始森林,覆蓋良好,種類比較豐富,主要建群樹種為急尖長苞冷杉(Abiesgeorgeivar.smithii)、高山松(Pinusdensata)、林芝云杉(Picealikiangensisvar.linzhiensis)、方枝柏(Sabinasaltuaria)、西藏箭竹(Fargesiasetosa)等,林下灌木杜鵑(Rhododendronsimsii)、忍冬(Lonicerajaponica)繁茂,苔蘚層發(fā)達(dá)。土壤以酸性棕壤土為主,土層較厚。

圖1 采樣路線圖Fig.1 Sampling roadmap

2 研究方法

2.1 采樣方案

2015年9月,在色季拉山西坡沿海拔3200—4600m,以200m為一個梯度,共設(shè)置8個樣地,每個樣地選擇3個樣點重復(fù)。在每個樣點分0—10cm、>10—20cm、>20—30cm3個土層深度,每層取1個鋁盒土樣和4個環(huán)刀土樣,進行編號,分別用以測定持水量(田間持水率、飽和含水率、毛管含水率)、土壤容重、土壤孔隙度(總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)以及土壤滲透性等各項物理指標(biāo)。

表1 樣地基本情況

2.2 測試方法與數(shù)據(jù)處理

土壤容重測定采用環(huán)刀法(環(huán)刀體積為100cm3)。土壤總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、飽和含水率、毛管含水率的測定采用環(huán)刀法和浸水法；田間持水率采用環(huán)刀法；土壤滲透性測定采用等水頭雙環(huán)刀法。各物理性質(zhì)測定與計算參照中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林土壤分析方法》[18]。數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理采用經(jīng)典統(tǒng)計處理方法,計算土壤物理性質(zhì)的平均值、最大值、最小值和標(biāo)準(zhǔn)差。顯著性分析采用ANOVA完成,相關(guān)性分析通過雙變量Pearson相關(guān)分析完成,圖表制作采用Excel 2010和SPSS 17.0統(tǒng)計軟件完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤容重

土壤容重是土壤最基本的物理性質(zhì)之一,對土壤的通氣性、滲透性、持水性、植被生長以及溶質(zhì)遷移特征和土壤侵蝕能力的影響非常重要[19-20]。由表2可見,土壤容重隨土層加深有增大趨勢,但在海拔3600m處,0—10cm土壤容重最大,>10—20cm層次最小,海拔4200m處與其相反。除人為干擾頻繁的3200、3600m和山頂4600m處,其余海拔不同土層深度土壤容重均有顯著差異(P<0.05)。同一層次不同海拔上,0—10cm土壤容重3200m與3600m差異不顯著(P>0.05),但均顯著大于(P<0.05)其他海拔,4000—4600m顯著大于(P<0.05)3800、3400、3800m在同一個水平(P>0.05),3800m土壤容重最小。>10—20cm層次,海拔3200、3600、4200、4400m處無顯著差異(P>0.05),但均顯著大于(P<0.05)其他海拔,其余各海拔間無顯著差異(P>0.05)。>20—30cm層次,海拔3200、3600、4400m顯著大于(P<0.05)其他海拔,3400、4000m海拔顯著大于(P<0.05)剩下的3個海拔,4200m和4600m海拔土壤容重顯著大于(P<0.05)3800m。

土壤容重總均值,不同海拔變化明顯,變化范圍在0.58—1.10g/cm3之間，其中3200m最大；3400—3800m整體較小(3600m除外),海拔3800m處最小；4000—4600m居中,且4個海拔間差異較小,土壤容重總均值由大到小分別為：3200、3600、4400、4000、4200、4600、3400、3800m。土壤容重總均值，受人為影響較強的3200、3600m和4400m處于同一水平(P>0.05),但均顯著大于(P<0.05)其他海拔,受人為干擾少的3400、3800m與4000—4600m具有顯著性差異(P<0.05)。

3.2 土壤孔隙度

土壤孔隙直接影響土壤通氣、水分保持與運移、根系穿插等因素,反映土壤潛在蓄水和調(diào)節(jié)降水的能力[21-22]。由表2可知,隨土層加深,總孔隙度、毛管孔隙度均有減小趨勢,與容重呈相反規(guī)律。非毛管孔隙度除3600m外,0—10cm土層均大于>10—20cm和>20—30cm層次,深層次土壤(>10—30cm)中非毛管孔隙度隨土層深度增加而加大?？偪紫抖群兔芸紫抖?4000m和4400m處均隨土層加深顯著減小(P<0.05)。非毛管孔隙度除3200、3600、4400m,其余各海拔土層間變化顯著(P<0.05)?？偪紫抖群兔芸紫抖仍?—10cm土層中,除3200m和3600m處均顯著小于(P<0.05)其他海拔外,其余各海拔差異不顯著(P>0.05),總孔隙度變幅為66.56%—76.61%,毛管孔隙度變幅為63.30%—70.39%。>10—20cm層次中,土壤總孔隙度、毛管孔隙度隨海拔變化規(guī)律相似,即3400m和3800m最大,顯著大于(P<0.05)3200、3600m,且3200m和3600m最小,其余各海拔間基本處于同一水平,差異不顯著(P>0.05)。>20—30cm層次中,土壤總孔隙度3400、3800、4200m最大,顯著大于(P<0.05)3200m和4400m,且4400m最小,其余各海拔間差異不顯著(P>0.05)。非毛管孔隙度,0—10cm土層,海拔3800m顯著(P<0.05)大于其余7個海拔,4600m海拔顯著大于(P<0.05)其余6個海拔,3400、4000、4400m顯著大于(P<0.05)3600m和4200m,3200m顯著大于(P<0.05)3600m,3600m最小。>10—20cm土層,4600m顯著大于(P<0.05)其他各海拔,4000、4200m顯著小于(P<0.05)其他海拔,其余各海拔處于同一水平(P>0.05)。>20—30cm層次,4000、4200m最大,顯著大于(P<0.05)其他海拔,3400m和4600m顯著小于(P<0.05)其他6個海拔,其余各海拔間差異不明顯(P>0.05)。>10—30cm深層次土壤中,除4600m外,非毛管孔隙度隨深度加深呈增加趨勢。從總均值來看,總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度三者變化范圍分別為：57.00%—72.47%、53.33%—67.59%和3.20%—4.87%?？偪紫抖群兔芸紫抖戎涤纱蟮叫【鶠椋?800、3400、4200、4600、4000、4400、3600、3200m；非毛管孔隙度由大到小依次為3800、4400、4600、3400、3200、4200、4000、3600m?？偪紫抖?、毛管孔隙度,3200、3600m均顯著小于(P<0.05)其余海拔梯度,3400、3800m顯著大于(P<0.05)4000—4600m。非毛管孔隙度3800、4400、4600m顯著大于(P<0.05)除4000m外的其他4個海拔,3200、3400m和4200m顯著大于(P<0.05)3600m,但與4000m無顯著差異(P>0.05)。對不同海拔梯度土壤容重與總孔隙度、毛管孔隙度進行逐步回歸分析,得出Y1(總孔隙度)=0.874-0.265X1(容重)(R2=0.774,P<0.01)；Y2(毛管含水率)=0.822-0.250X1(R2=0.724,P<0.01)。分析說明：總孔隙度、毛管孔隙度均與容重呈負(fù)相關(guān)。

3.3 土壤水分

土壤對各種水分的調(diào)節(jié)與控制性能(飽和含水率、毛管含水率、田間持水率)能較好地反映林地土壤的保水、供水能力,也能直接影響土壤抗水蝕能力。

3.3.1 飽和含水率與毛管含水率

由表3可知,總體上,各海拔土壤飽和含水率和毛管含水率均隨土層深度增加而減小,除3200m和3600m外,其余各海拔均顯著減小(P<0.05)。0—10cm、>10—20cm土層飽和含水率、毛管含水率最小值分別在海拔3600m和3200m,>20—30cm土層兩者最小值出現(xiàn)在海拔4400m處。表層土(0—10cm)中飽和含水率變化范圍為50.77%—205.08%,毛管含水率變化范圍為48.21%—187.70%；>10—30cm深層次土壤中飽和含水率變化范圍為45.81%—110.75%,毛管含水率變化范圍為41.47%—103.31%。可見表層土壤(0—10cm)在持水性能力上優(yōu)于深層次土壤(>10—30cm)。受土壤容重和孔隙度的影響,0—10cm、>10—20cm兩個層次土壤飽和含水率、毛管含水率均為3400、3800m顯著大于(P<0.05)其他6個海拔,3200m和3600m顯著小于(P<0.05)其余6個海拔。>20—30cm層次土壤飽和含水率、毛管含水率,均為3800m顯著大于(P<0.05)除4200m以外的所有海拔,3200、3600m除與4000、4400m無顯著差異(P>0.05)外,均顯著小于(P<0.05)其他4個海拔。從總均值來看,飽和含水率、毛管含水率具有相同規(guī)律,即3400m和3800m間不顯著(P>0.05),但顯著大于(P<0.05)其余6個海拔,3200m與3600m差異不顯著(P>0.05),但顯著小于(P<0.05)其余6個海拔,其余各海拔間差異不明顯(P>0.05)。由此看出,在不同海拔梯度上,飽和含水率與毛管含水率均呈明顯垂直分異規(guī)律,兩者總均值均為3800m處最大,3200m處最小,4000—4600m值居中。飽和含水率和毛管含水率總均值從大到小均依次為：3800、3400、4000、4600、4200、4400、3600、3200m。

經(jīng)過對不同海拔梯度飽和含水率、毛管含水率進行逐步回歸分析,得到回歸方程Y3(飽和含水率)=3.340-1.996X1(容重)-1.279X2(毛管孔隙度)(R2=0.895,P<0.01)；Y4(毛管含水率)=2.142-1.567X1(R2=0.890,P<0.01),表明飽和含水率、毛管含水率受到容重影響最大,其次為土壤孔隙度。

3.3.2 田間持水率

田間持水率大小與土壤的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機質(zhì)含量以及土地利用狀況有關(guān)[23]。表3顯示,田間持水率除海拔4600m外,均隨土層加深顯著減小(P<0.05),土層深度0—10cm至>10—20cm田間持水率的減小程度比>10—20cm至>20—30cm減小程度更為明顯。土層深度0—10cm和>10—20cm,田間持水率均為海拔3800m處最大；>20—30cm層次,田間持水率在海拔4000m處最大。表層土壤(0—10cm)田間持水率變化范圍在42.15%—136.72%,深層次土壤(>10—30cm)變化范圍在29.21%—75.37%。表層土壤變化范圍遠(yuǎn)大于深層次土壤變化范圍,這是因為表層土壤更新速度快,受地表植物的影響,土壤結(jié)構(gòu)良好,容重偏低,孔隙比率高,導(dǎo)致土壤通透性和持水能力強。從同一土層不同海拔來說,0—10cm層次,除海拔4400m外,田間持水率海拔3200、4600m處均顯著小于(P<0.05)其余5個海拔,其余各海拔間處于同一水平(P>0.05)。>10—20cm層次,田間持水率僅3200m處顯著小于(P<0.05)3800m,其余各海拔無明顯差異(P>0.05)。>20—30cm層次,田間持水率3200m處顯著小于(P<0.05)3400、3800、4000、4600m,其余各海拔間無明顯差異(P>0.05)。從總均值來看,田間持水率3800m處顯著大于(P<0.05)3200、4600m,其余各海拔無顯著差異(P>0.05),各海拔間,3800m最大,3200m最小。田間持水率隨海拔梯度變化呈M型波動性趨勢,在海拔3200m至海拔3800m階段,呈增大趨勢,且增加幅度較大,到海拔4000m處又急劇減小,隨后上升,再下降。田間持水率由大到小依次為：3800、3600、3400、4200、4000、4400、4600、3200m。

3.4 土壤滲透性

土壤滲透性是土壤重要的水分物理性質(zhì)之一,也是對土壤的保水蓄水以及抗水蝕能力反映的重要指標(biāo)。土壤滲透性的好壞,與地表產(chǎn)生徑流的大小有著直接的關(guān)系,滲透性越好,地表徑流越少,土壤侵蝕量也會相應(yīng)減少[24-26]。

圖2 0—30cm土層土壤滲透性能隨海拔變化特征 Fig.2 Characteristics of soil permeability(0—30cm)at different altitudes

土壤滲透性是土壤垂直方向上物理結(jié)構(gòu)最直接的描述指標(biāo)之一,更注重整體性的比較。因此通過對0—30cm不同土層土壤滲透性指標(biāo)值進行均化處理,得出土壤平均滲透性結(jié)果值,如圖2。初始滲透率、穩(wěn)定滲透率、平均滲透率均隨海拔呈明顯垂直地帶性規(guī)律,除3600m海拔較為特殊外,三個指標(biāo)值均為3400—3800m>4000—4600m>3200m。其中3200—3800m變化幅度較大,在4000—4600m變化幅度最小,三者最大值均出現(xiàn)在3800m,最小值出現(xiàn)在3200m,最大值分別高出最小值95.91%、93.45%、94.34%。初始滲透率,海拔3800m顯著大于(P<0.05)3200、4000、4200、4400、4600m；穩(wěn)定滲透率,3200m顯著小于(P<0.05)3400m和3800m,其他海拔間無顯著差異(P>0.05)；平均滲透率,3800m海拔顯著大于(P<0.05)3200、3600、4200、4400、4600m，而3200、3600、4200、4400、4600m之間無顯著差異(P>0.05)。3400—3800m滲透速率總體上高于4000—4600m,這就使得在高海拔處未能及時入滲的水量在地表形成徑流后在山腰處能夠得到有效的攔截,減少水土的流失。

3.5 各土壤物理性質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性

為研究色季拉山土壤各項物理指標(biāo)隨海拔梯度變化的垂直分異特征及各項指標(biāo)相互影響程度,對土壤的各項物理性質(zhì)指標(biāo)進行了相關(guān)性分析。表4給出了各項指標(biāo)間的相關(guān)性指數(shù)以及顯著程度。結(jié)果表明：66對相關(guān)關(guān)系中有35對達(dá)到了顯著或極顯著相關(guān)水平,53%的較高頻率與張曉存評價土壤質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)集的相互關(guān)聯(lián)程度一致[27],表明所研究土壤物理性質(zhì)指標(biāo)間具有一定的相關(guān)性,可為進一步選取土壤質(zhì)量評價指標(biāo)提供依據(jù)。由表4可知,總孔隙度、毛管孔隙度與土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),非毛管孔隙度與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),這與以往大多數(shù)研究結(jié)果[28-29]相同。容重與海拔呈不顯著(P>0.05)負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)僅為0.156。土壤總孔隙度和毛管孔隙度與海拔呈顯著(P<0.05)正相關(guān)。飽和含水率以及毛管含水率與容重呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),說明土壤含水率受到土壤容重影響較大,容重越小,證明土壤質(zhì)地越疏松,越能夠存儲大量的水分。

飽和含水率、毛管含水率、田間持水率與海拔有一定的正相關(guān)關(guān)系,與土層之間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01),這證明此3要素在垂直海拔梯度上有一定的分異規(guī)律,淺層次土壤比深層次土壤的保水蓄水能力更強。初始滲透率、穩(wěn)定滲透率均與容重呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與海拔呈非顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P>0.05)。平均滲透率與土壤容重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,但不顯著(P>0.05)。初始滲透率、穩(wěn)定滲透率和平均滲透率均與總孔隙度、毛管孔隙度呈正相關(guān)關(guān)系,而初始滲透率與非毛管孔隙度呈顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.05),說明滲透性能受非毛管孔隙度影響較大。由此看出,在海拔梯度上,土壤總孔隙度、毛管孔隙度垂直分異規(guī)律最強,在土層深度上,除非毛管孔隙度、滲透性能外,其余各項指標(biāo)均呈現(xiàn)出較強的分異特征。

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

因高原山地海拔垂直變化較大,導(dǎo)致綜合生態(tài)環(huán)境差異,使坡面土壤各基本物理指標(biāo)垂直分布特征明顯。研究結(jié)果表明：表層(0—10cm)土壤物理基本指標(biāo)優(yōu)于深層次(>10—30cm)土壤,這是因為表層土壤植被根系發(fā)達(dá),微生物活動量大,枯枝落葉分解較多,腐殖層厚,使表層土壤比深層土壤更為疏松,孔隙度較高,蓄水保水能力較強,這與以往大多數(shù)研究結(jié)果一致[30- 32]。但在海拔3600m處,由于高強度且頻繁的人類活動干擾,表層土壤被反復(fù)踩踏,使土壤變得緊密,從而使其容重偏大,孔隙度、飽和含水率、毛管含水率偏小。

山頂?shù)貛?植被稀疏,林分向單一林種過度,植被多以灌草結(jié)合為主,腐殖層較薄,且隨海拔的增高,地表接受的太陽輻射增強,晝夜溫差較大,物理風(fēng)化盛行,土壤表面覆蓋大量的礫石,土壤微生物活動趨弱,土壤趨于原始發(fā)育階段變化,從而使山頂?shù)貛Ц黜椢锢碇笜?biāo)均弱于山體中部地帶。山體中部除3600m海拔處外,人為干擾強度極低,分布有大量郁閉度極高的云冷杉林,林內(nèi)潮濕,大量枯落物在微生物作用下,分解成腐殖質(zhì),土壤疏松,更新較快。同時,山頂坡面徑流攜帶大量土壤顆粒及有機質(zhì)運移至山腰地帶,使區(qū)域內(nèi)土壤黏粒增加,這些都有效地改善了土壤結(jié)構(gòu),很好地攔截和儲蓄了水土,起到保持水土的作用。3200m和3600m位置,很明顯受高強度的人為活動影響,土壤緊實,通透性差,土壤各項物理指標(biāo)值較差。研究結(jié)果較為真實地反映了人與自然環(huán)境對土壤結(jié)構(gòu)、性狀的影響。植被和氣候環(huán)境等自然因素是土壤保持良好結(jié)構(gòu)的重要原因,人類活動也是影響土壤物理性質(zhì)的重要因素之一。以色季拉山為代表的藏東南森林地帶,土壤結(jié)構(gòu)極為脆弱,易破壞,難恢復(fù)。因此在旅游開發(fā)、森林生產(chǎn)經(jīng)營過程中,應(yīng)特別注意保護好地表覆蓋物,減小擾動強度。

4.2 結(jié)論

(1)隨土層加深,土壤容重有增加趨勢,總孔隙度、毛管孔隙度均有減小趨勢。非毛管孔隙度,除3200、3600、4400m外,其余各海拔土層間有顯著差異(P<0.05)。從海拔上來說,容重總均值、總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度變化范圍分別為0.58—1.10g/cm3、57.00%—72.47%、53.33%—67.59%、3.20%—4.87%。不同海拔土壤容重由大到小依次為：3200、3600、4400、4000、4200、4600、3400、3800m；總孔隙度和毛管孔隙度值由大到小依次為：3800、3400、4200、4600、4000、4400、3600、3200m；非毛管孔隙度由大到小依次為3800、4400、4600、3400、3200、4200、4000、3600m。

(2)飽和含水率和毛管含水率各海拔均隨土層深度增加而減小,除3200m和3600m外,其余各海拔隨土層深度增加均顯著減小(P<0.05)。表層土壤(0—10cm)在持水性能力上優(yōu)于深層次土壤(>10—30cm)。田間持水率除海拔4600m外,均隨土層加深顯著減小(P<0.05),土層深度0—10cm至>10—20cm田間持水率的減小程度比>10—20cm至>20—30cm減小程度更為明顯。從總均值來看,飽和含水率、毛管含水率具有相同規(guī)律,即3800、3400m處最大,3200m和3600m處最小,4000—4600m居中,田間持水率隨海拔梯度變化呈M型波動性趨勢。初始滲透率、穩(wěn)定滲透率、平均滲透率均隨海拔呈明顯垂直地帶性規(guī)律,除3600m海拔值較為特殊外,3個指標(biāo)值均為3400、3800m處>4000、4200、4400、4600m>3200m。

(3)色季拉山在海拔和土層上,土壤物理性質(zhì)具有較強的空間異質(zhì)性。顯著性檢驗和相關(guān)性分析結(jié)果表明：土壤各項物理指標(biāo)表層(0—10cm)異質(zhì)性要大于深層次土壤(>10—30cm)。在海拔梯度上,山體中部異質(zhì)性大于山體上部,人為干擾也明顯導(dǎo)致了土壤物理性質(zhì)空間異質(zhì)性,比如：3200m和3600m是干擾強度極高的地帶,土壤物理性質(zhì)出現(xiàn)了極顯著的變異特征。此外,土壤物理性質(zhì)各指標(biāo)間有明顯的空間自相關(guān)現(xiàn)象。

(4)綜合各海拔土壤物理性質(zhì)分析結(jié)果,各海拔處土壤物理結(jié)構(gòu)性狀表現(xiàn)出較強的規(guī)律性,即3400、3800m優(yōu)于4000—4600m,3200m和3600m處結(jié)構(gòu)最差。茂密的植被覆蓋是維持良好土壤結(jié)構(gòu)的重要原因,自然環(huán)境自我維護機制得以充分證明,即使在高寒的山頂,氣候惡劣,在無人或輕微人為干擾下,自然環(huán)境的修養(yǎng)生息也能使土壤保持較好的結(jié)構(gòu),防止更多水土流失的發(fā)生；而頻繁、高強度的人為干擾是導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)退化的重要原因,也容易打破脆弱生態(tài)系統(tǒng)平衡。

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