成土母质对土壤的作用范文
时间：2023-12-21 16:19:03
成土母质对土壤的作用篇1
[关键词] 隆化县；耕地地力；指标分析
耕地是土地的精华，是人类物质产品的来源地。耕地地力评价是根据所在地特定气候区域以及地形地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施等耕地系统的各组成要素之间的相互作用而表现出来的综合特征，来评价耕地生物生产力的高低。耕地地力评价的任务就是通过对耕地资源的科学评价，了解耕地资源的利用现状和存在的问题，从而合理利用现有的耕地资源，治理或修复退化、沙化以及受污染的土壤，为农业结构调整、无公害农产品生产等农业决策提供科学依据，保障农业的可持续发展。目前在全国开展的县级耕地地力评价，是在GIS技术系统的支持下，运用相关分析、层次分析和模糊评价等数学方法和数学模型进行的。其中参评因子的选取、权重的计算、单因子隶属度的确定是决定评价成功与否的关键，也是重点研究的内容。
一、研究区概况
隆化县位于河北省北部，地理坐标116°47′45″～118°19′17″E，北纬41°08′47～41°50′09″N，地貌区划为冀北山地，海拔410～1670m，属中温带半湿润季风型气候。土壤类型以棕壤、褐土、潮土为主。全县总面积5462k㎡，其中耕地57333h㎡，为农业部第三批测土配方施肥项目县。按照项目要求，用GPS定位取土、调查，进行常规测试分析，查清了全县土壤肥力状况。采用GIS技术，建立了县级1：50000土壤空间数据库。在此基础上，对耕地质量进行了定量化和科学、准确的评价。
二、参评因子的选取和分析
根据主导因素原则、差异性原则、综合性原则和稳定性原则，在全国共用的47项指标体系框架中选择了气候、立地条件，土壤剖面性状、土壤理化性状4大类10项指标，作为隆化县耕地地力评价的依据。
1.气候因子分析
在耕地生产潜力评价中，反映气候条件的主要是水热条件。水热条件是自然地理环境中最活跃的因素，它是系统能量的源泉，决定着自然地理环境的复合，农业生产的潜在水平和实际水平。
影响隆化县耕地生产潜力的气候因子主要是无霜期和降水量，且无霜期比降水量更重要。
（1）无霜期。隆化县无霜期西北部100d、东南部160d，>10℃积温1800～3200，与无霜期分布趋势一致。这样温度条件，对当地主栽作物产量影响很大。无霜期短的地区，只能种植生育期短的玉米品种和杂粮，而且往往因晚霜造成毁种，秋季霜冻造成减产。无霜期长的中南部则可以种植水稻。
（2）降水量。隆化县年降水量400～550mm，呈西北低、东南高的趋势。150mm的差距虽然很小，但由于恰处于半湿润和半干旱气候的过渡地带，旱作农业区，降水量与时空分布的差异，仍对耕地的生产能力造成明显的影响。
2.立地条件分析
隆化县耕地立地条件中，地貌类型和成土母质对耕地地力影响较大，其中地貌类型的影响相对重要一些。
（1）地貌类型。地貌是通过地表物质和能量的再分配，对耕地的生产能力产生影响的。这里所说的地貌类型，是指中小地貌类型。当地耕地所处的地貌类型主要有：低山、黄土地貌、起伏洪积高台地、平坦河流高阶地、河流低阶地、河漫滩。
①低山：耕地多为坡耕地，分布零散，有不同程度的土壤侵蚀，跑水跑肥。阴坡温度低，阳坡干燥，对作物生长发育均有不良影响。
②黄土地貌：主要为黄土梁峁、沟谷及缓坡地，多数修筑为梯田，田面较平缓，有轻度侵蚀或无侵蚀。
③起伏洪积高台地：分布于低山河谷，多为古代洪积阶地，切割破碎，地面微倾斜，地下水位较低，对土壤无影响。
④平坦河流高阶地：分布于低山宽谷，地势平坦开阔，地下水位3～5m，多为潮褐土，无侵蚀，一般有灌溉条件。
⑤河流低阶地：一般分布于河流两岸，受地下水侵润，多为潮土，且灌溉条件较好，有的地方可以引洪淤灌。
⑥河漫滩：多为河漫滩阶地，分布于低山河谷底部，多于时令河两岸呈条带状，土壤多为冲积土或堆垫土，有时受洪水威胁。
（2）成土母质。成土母质是土壤的物质基础和其他物质的来源，不同成土母质的矿物组成和化学性质各异，其直接影响土壤性质和肥力水平。隆化县成土母质主要划分为8个类型：酸性结晶岩类残积物、基性结晶岩类残积物、泥岩类残积物、砂岩类残积物、黄土母质、洪积物、冲积物、人工堆垫物。
①酸性结晶岩类残积物：微酸至中性，钾素较丰富，土壤质地较粗，结构疏松。
②基性结晶岩类残积物：一般磷素丰富，质地适中，结构较好，土层较厚。
③泥岩类残积物：土层较深厚，质地较细，矿质营养较丰富，一般呈中性反应。
④砂岩类残积物：土层较薄，土壤砾石含量较多，营养元素比较低，多属微酸性反应。
⑤黄土母质：多为第四纪风成黄土，土层深厚，结构较紧实，质地适中，矿物质营养丰富，保水保肥能力强。
⑥洪积物：质地、层次不够均匀，土层中普遍含有砾石，矿物质营养相对贫乏。
⑦冲积物：冲积母质的耕地土壤地形平坦，水分条件较好。质地、土体构型多样，土壤结构疏松，一般容易培肥改良和利用。
⑧人工堆垫物：多为黄土状物，厚度30～50cm，下面为砂砾质洪、冲积物。
3.剖面性状分析
土壤剖面性状是影响耕地生产能力的最重要、最直接的因子。其作用是多方面的，包括机械的、物理的、生物化学的。
隆化县土壤剖面性状对耕地生产能力影响最大的是障碍层类型和有效土层厚度，其次是土壤质地。
（1）土壤质地。土壤质地影响土壤水分和化学品的保持和传输，表现为通透性、保肥性和供肥性。它与土壤耕性、养分有效性、养分保持能量都有密切关系，并且对水分运动也有直接影响。
隆化县耕地土壤质地分为砂质、砂壤质、轻壤质、中壤质和粘质五种，其中轻壤质和中壤质占面积比例较大，砂壤质次之，砂质和粘质面积很小。
①轻壤质和中壤质：土性良好、砂粘含量适宜的土壤。其特性是松而不散，粘而不硬，结构如绵。即通气透水，又保水保肥，肥力较高，适于种植各种作物。在当地的气候和耕作条件下，土壤结构和耕作性能方面，轻壤略优于中壤。
②砂壤质：土质疏松，通气透水，不粘不硬，易于耕作，但保水保肥能力较差。
③砂质：土质松散，通气透水，春季土温上升快，易于发芽出苗，但保肥力差，易干旱，本身养分少。
④粘质：有较高的保水保肥能力，含植物营养较多，但通气透水性不良，湿粘干硬，土块大，不易耕作。
（2）障碍层类型。隆化县土壤障碍层主要是砂砾层，存在于残积母质和洪、冲积、人工堆垫母质的土壤剖面中，由粗砂、砾石或卵石组成，厚度多大于30cm。根据出现部位，分为体（20～50cm）砂砾和底（50cm以下）砂砾两种。砂砾层严重漏水漏肥，影响作物根系发育，不利于耕作，而且很难改良。
（3）有效土层厚度。有效土层厚度决定作物生产力所必须的根系容量、水分和养分有效性。隆化县土层厚度划分为四种类型：＜30cm、30～50cm、50～100cm、＞100cm。一般来说，其他条件相同的情况下，土层厚度越深，耕地生产潜力越大。
4.土壤理化性状分析
（1）有机质。隆化县耕地土壤有机质含量9.3～32g/kg，有机质含量高低主要与土壤类型关系密切。土壤有机质是土壤肥力基础之一，能改善土壤的物理、化学、物理化学、生物学特性。有机质是决定土壤多种功能表现的重要成分，对土壤结构的形成、土壤养分的释放、土壤吸附和缓冲功能、土壤微生物活动等都起着至关重要的作用。其他条件相同的情况下，耕地生产潜力与有机质含量高低呈正相关。与有效磷和速效钾相比，有机质对耕地生产潜力的影响更重要。
（2）有效磷。隆化县耕地土壤有效磷含量 4.0～54mg/kg，但大部分耕地为较低水平。土壤中有效磷包括水溶性磷、弱酸溶性磷，是可以被作物直接吸收利用的大量营养元素。同时有效磷的含量取决于土壤反应、总磷含量、有机质含量和颗粒组成等多种因子。因此有效磷也是最能反映土壤对作物供给水平的一个综合指标。
（3）速效钾。隆化县耕层土壤速效钾含量 58～271mg/kg，大部分耕地为中等以上含量水平，速效钾含量与成土母质类型、土壤质地相关。土壤速效钾是指水溶性钾和粘土矿物晶体外部吸持的交换性钾。这一部分钾素与作物吸收的钾有密切关系，对作物生长及品质起着重要作用，其含量水平不仅反映土壤的供钾能力，而且在一定程度上是土壤质量的主要指标之一。
三、单因素权重
单因素权重即各评价因子对耕地地力的影响程度，采用层次分析法确定，把各评价因子按照相互之间的隶属关系排成从高到低的若干层次，根据同一层次相对重要性相互比较的结果，决定层次各元素重要性先后次序，构建判断矩阵，利用统计工具计算参评因素的权重。
四、单因子隶属度
根据模糊数学的概念与方法，对不同类型的模糊子集，即选定的评价指标，建立不同类型的隶属函数关系。其中土壤理化性状为戒上型函数，其他均为概念型隶属函数。戒上型隶属度的计算，是根据一组分布均匀的实测值评估出对应的一组隶属度，在计算机中绘制这两组数值的散点图，再根据散点图进行曲线模拟，寻求参评因素实际值与隶属度关系方程，从而建立起隶属函数。
概念型隶属函数，其隶属度由专家评定判断得出。隶属度是指元素χ符合这个模糊性概念的程度。完全符合时隶属度为1，完全不符合时为0，部分符合即取0与1之间一个中间值。
1.降水量隶属函数及其描述
400～450mm隶属度0.4，450～500mm隶属度0.8，500～550mm隶属度1.0。
2.无霜期隶属函数及其描述
100～120d隶属度0.4，120～140d隶属度0.7，140～160d隶属度1.0。
3.地貌类型隶属函数及其描述
低山隶属度0.1，黄土地貌隶属度0.4，河漫滩隶属度0.5，起伏洪积高台地隶属度0.7，平坦河流高阶地隶属度0.9，河流低阶地隶属度1.0。
4.成土母质隶属函数及其描述
砂岩类残积物隶属度0.2，酸性结晶岩类残积物隶属度0.3，基性结晶岩类残积物隶属度0.4，人工堆垫物隶属度0.5，泥岩类残积物隶属度0.5，黄土母质隶属度0.6，洪积物隶属度0.8，冲积物隶属度1.0。
5.土壤质地隶属函数及其描述
砂质隶属度0.2，粘质隶属度0.4，砂壤质隶属度0.8，中壤质隶属度0.9，轻壤质隶属度1.0。
6.土层厚度隶属函数及其描述
＜30cm隶属度0.2，30～50cm隶属度0.6，50～100cm隶属度0.8，＞100cm隶属度1.0。
7.障碍层类型隶属函数及其描述
砂砾层隶属度0.4，无障碍层隶属度1.0。
8.土壤理化性状隶属函数的及其描述
速效钾a值=0.000431，b值=0，c值=171.54，ut值=0；有机质a值=0.014048，b值=0，c值=26.58，ut值=0；有效磷a值=0.004967，b值=0，c值=32，ut值=0。
五、结论
根据以上层次分析模型和隶属函数模型，通过GIS软件计算出每个评价单元的综合得分，利用累计曲线法进行地力等级的划分，其结果完全符合当地实际情况，这说明对各项评价因子的分析和判断是正确的。
参考文献
[1] 田有国，辛景树等.耕地地力评价.北京：中国农业科学技术出版社.2009
[2] 徐建明，张甘霖，谢正苗等.土壤质量指标与评价.北京：科学出版社.2010
成土母质对土壤的作用篇2
衡山的植被、土壤和地质地貌发育都比较典型，我们在2008年5月25日～2008年5月30日对衡山进行了实习考察，学到了许多有关生态、土壤和地质地貌方面的知识，我们还亲身体验了祝融峰之高、水濂洞之奇、藏经殿之秀以及方广寺之深。
1.衡山土壤形成的自然条件
衡山主体为燕山期花岗岩，属于受一定程度变质的黑云母斜长花岗岩。由于断层发育，前山多悬崖峭壁，地势陡峻，后山较平缓。矿物组成长石约50%，石英30%，黑云母10%，还有白云母、斜长石和金红石等。由长石、石英和云母组成的伟晶质花岗岩，节理发育，抗风化能力弱，形成几米到数十米厚的风化层。衡山大部分地区的土壤土层深厚，质地较轻，为砂壤或砂土。花岗岩分布有第三纪红色岩系和前泥盆纪的浅变质岩，这些地区发育的土壤土层较薄，质地粘重。衡山山麓地区，东部主要为花岗岩，具三组节理，常有石英脉。西部主要为第三纪红色岩系和志留奥陶纪石英砂岩及千枚状面岩，在岩性方面，红色岩系比较软弱。自喜马拉雅运动以后，衡山东西两侧发生巨大断层，形成许多高峰、断崖和峡谷等。在上述地质地貌条件下，土壤成土母质多为花岗岩风化后的残积物和堆积物，剖面多砾石。
衡山土壤形成的气候和植被条件
海拔500米以下低山和山麓
海拔70米处年平均温度17.5℃，最冷月平均温度5.0℃，最热月平均温度29.7℃，年降水量1509.5毫米，以3～6月雨量最多，无明显干季，年蒸发量1200毫米，年相对湿度在80％以上，其中2～5月相对湿度高于90％
常绿阔叶林的苦槠、甜槠、面槠、青栲、石栎；针叶林的马尾松、杉木、毛竹；人工植物有油茶、油桐
红壤化过程不断进行，发育为山地红壤
海拔500～1200米
本地区年平均温度约15℃，最冷月平均温度3℃，最热月平均温度26℃，年降水量为1500～1800毫米，年相对湿度在85％以上，海拔560米处的半山亭年平均降水量为1659.8毫米
常绿阔叶林的青栲、石栎、冬青、厚叶山矾、云绵杜鹃、苦槠、甜槠、面槠；次生灌丛草地的茅栗、箭竹、映山红、美丽胡枝子、野珠兰、湖南连翘、大青、芒草、野古草
生物气候条件很适合山地黄壤和山地准黄壤带，土壤受水分影响呈黄色，发育山地黄壤和准黄壤
海拔1200米以上
本地区气温低、湿度大、云雾多、日照短、风力大，祝融峰年平均温度为11.3℃，最冷月平均温度0℃，最热月平均温度21.3℃，年降水量2130毫米，年蒸发量1000毫米，年相对湿度在85％以上，其中3～5月相对湿度高于90％，全年雾日多达240天，年平均风速6.8米/秒
草甸植物有芒草、野古草、鹅冠草、蓟、星宿菜、前胡、山莓、湖南连翘
高峰气候凉湿，风力很大，木本植物难于生长，被草甸植物取代，发育为草甸土
衡山属中亚热带季风气候，温暖湿润，南北来往气流频繁，降水丰富，干湿季节不明显，温度和湿度垂直变化明显。气象记录显示，海拔70米处的山下年平均温度17.5℃，最冷月平均温度5.0℃，最热月平均温度29.7℃，年降水量1509.5毫米，以3～6月雨量最多，无明显干季。海拔560米处的半山亭年平均降水量为1659.8毫米，海拔 1230米处的山顶年平均温度11.3℃，最冷月平均温度0.08℃，年降水量最高可达2342.6毫米。由于沟谷深远，云雾弥漫，全年雾日多达253天，海拔800米以上，云海茫茫，峰峦时隐时现，衡岳烟云名闻天下。山上风速大，望日台年平均风速6米/秒，为山下三倍，最大风速高达40米/秒，主峰全年七级以上风速达126天，最大达10级。
衡山植被受气候、地形和土壤等自然因素影响明显，由于人为干扰，植被屡遭破坏。衡山是中亚热带常绿阔叶林分布的典型地区，从残存植物来看，衡山过去阔叶林分布面积较大，而且是连续的。虽然植物种类成份不尽相同，但从山麓到山顶均有分布。常绿阔叶林是衡山地带性植被类型，常见树种有苦槠、甜槠、多脉青冈、石栎和樟树等。常绿阔叶林破坏后，逆向演替，被马尾松所替代。灌丛主要优势种有继木、映山红、美丽胡枝子、茅栗和花竹等，草丛优势种为野古草和芒草等。常绿阔叶林现残存约
800亩，大多分布在寺庙周围，人工植被有黑松林、杉木林、柳杉林、毛竹林、油桐林和油茶林等。
2.衡山主要土壤类型
特殊的自然条件对衡山土壤的发育产生了深刻影响，在不同的海拔高度上发育着不同的土壤类型，从山下到山顶呈现出有一定规律的土壤类型分布。
2.1红壤:主要分布在低山丘陵，生物气候条件与水平地带相似
根据衡山县气象记录，红壤分布的低山丘陵年平均温度17.5℃，年降水量1509.5毫米，主要植被是马尾松林和人工栽培的油桐油茶林，也有不少山丘是灌丛草坡，水土流失严重。成土母质和母岩有花岗岩、第三纪红色岩系、前泥盆纪浅变质岩系和第四纪红色粘土等。典型剖面位于南岳白龙潭东北山坡海拔200米处，其成土母质是花岗岩风化物，植被是马尾松林，林下有继木、箭竹和草类等，其剖面性态如下
0～20厘米
浅黄红色砾质重壤土，中间夹有不少石英砂粒，块状，稍紧实，马尾松粗根中等，有蚁穴，腐殖质少，ph4.9
21～38厘米
红棕色砾质重壤土，块状，紧实，根系和腐殖质均较少，有蚁穴，ph5.0
38～59厘米
棕红色砾质轻粘土，大块状，紧实，根系甚少，ph5.4
59～100厘米
鲜棕红色砾质重壤土，大块状，紧实，根系甚少，土体中夹有半风化的长石，ph5.7
红壤特点
剖面上部呈浅黄红色，下部棕红色，表明其在温暖湿润的气候条件下，母岩风化强烈，原生矿物遭受破坏，产生铁铝氧化物
石砾含量高，剖面上下变化不大，20%左右，有机质含量低，表土只有1.68%，向下显著降低
阳离子交换量不高，10.93～12.35μeq/kg土
活性铝含量较高，2.81～3.90μeq/kg土，ph随深度微增
2.2山地红壤：主要分布在海拔650米以下地区
主要植被有马尾松林、杉木林、灌丛和草坡，成土母质以花岗岩风化体的坡积物为主，其次是前泥盆纪浅变质岩系和第三纪红色岩系的风化体。衡山东南坡延寿亭附近发育有典型的山地红壤，其海拔400米，坡度25°，母质为花岗岩风化体的坡积物，植被是马尾松林，其剖面性态如下
o枯枝落叶层0～1厘米
半腐烂的枯枝落叶层
a淋溶层1～10厘米
灰棕色砾质重壤土, 粒状结构, 稍紧实, 中量根系，粘粒矿物向下淋溶
ab过渡层10～20厘米
暗红棕色砾质重壤土, 小块状结构, 紧实,少量根系
b淀积层20～60厘米
红棕色砾质轻粘土, 核状结构, 很紧实, 少量马尾松粗根,粘粒淀积，铁质胶膜
bc过渡层60～80厘米
红棕色砾质轻粘土, 杂岩石碎屑, 含正长石和白云母等矿物
c母质层80厘米以下
浅红棕色深度风化的花岗岩体，压实作用，铁游离
山地红壤特点
山地红壤具有明显的淋溶过程和富铝化过程，具有一个棕色到红棕色的剖面，层次明显
表土层厚约20～30厘米，为灰棕色砾质重壤土，粒状及块状结构
心土层厚30厘米以上, 为红棕色砾质轻粘土, 核状及块状结构
80厘米以下, 为浅红棕色花岗岩风化体, 其中尚能见到白云母和长石等原生矿物
山地红壤质地粘重, 粘粒有明显的下移现象，全剖面呈酸性反应, 代换性酸含量较高, 其中以活性铝为主，交换量较低, 盐基高度不饱和, 有机质含量很低
地点
延寿亭公路边
日期
2008.05.27
天气
晴
海拔
400米左右
土壤命名
山地红壤
气候
年平均温度
17.5℃
地形
地貌类型
中山
年降雨量
1509毫米
部位
中坡
无霜期
坡度
25°
冰冻期
坡向
阳坡
特殊气候
坡型
植被
类型
马尾松林
母质
松散母质
坡积物
优势种
马尾松
母岩
花岗岩
覆盖度
风化度
半风化
衡山山地红壤在高温高湿的气候条件下，成土母质是花岗岩，其母岩成分为石英、长石、云母和角闪石。挖好土壤剖面后，要用小刀自上而下修剖面，以恢复在挖掘过程中被破坏了自然状态的土壤，这样才可以观察到真实的剖面情况。记录完剖面形态特征后，为了避免上层土壤与下层土壤混在一起，可以自下而上逐层采集样品，通常采集各土层中部位置的土壤，而不是整个发生层都采。
在野外进行土壤调查的时候，可从剖面上刮下一些土壤，然后利用搓条的方法初步判断该土壤是砂土、壤土还是粘土。若该土壤不能够搓成条则为砂土，若可以搓成条，但是会断成一截一截的则为壤土，而可以搓成很光亮且能成环而不断的则为粘土。要判断土壤干湿程度可以刮下一些土壤握在手中，若可捏出水则该土壤为湿，没水但可以捏成团的为润，若该土壤摸上去凉且松散则为潮。
在母质、气候、地形、生物、时间和人为六大成土要素中，衡山的主体是花岗岩，母质单纯，造成衡山土壤垂直分布差异的主导因素是气候，通过地形影响气候，调节水热再分配。由于地形抬升造成水热再分配，山顶比山脚的年降水量约增加600毫米，气温约下降6℃，使得衡山土壤呈现出明显的垂直地带性。在不同的海拔高度上，风力对植被类型分布也有一定影响，进而通过提供有机质对土壤的垂直分布产生影响，人为因素破坏植被也起到了一定作用。
2.3山地黄壤：主要分布在海拔700～950米，山地红壤带排水不良和植被茂密的阴湿处，与下面的山地红壤和上面的山地准黄壤呈交错分布
主要植被有马尾松与杉木混交林、柳杉林以及箭竹灌丛等，成土母质主要为花岗岩风化体的残积坡积物，地势陡峻，平均坡度在30°以上，土壤厚度比山地红壤浅薄一些。典型剖面位于藏经殿附近，海拔1000米左右，主要植被是常绿阔叶林壳斗科，其剖面性态如下
o枯枝落叶层0～7厘米
半腐烂的枯枝落叶层
a淋溶层7～21厘米
暗灰色砾质中壤土, 细粒状结构, 疏松, 根系多量，游离铁，针铁矿、含水
ab过渡层21～37厘米
灰棕色砾质中壤土, 粒状到碎块状结构, 稍紧实,中量根系
b淀积层37～61厘米
棕黄色砾质重壤土, 块状结构, 紧实, 少量根系,云母含量高，含针铁矿
bc过渡层61～93厘米
棕黄色砾质重壤土, 杂有花岗岩碎屑,铁的游离度没有那么高，红色稍浅，母质
c母质层93厘米以下
浅白色，未见风化长石
山地黄壤特点
山地红壤也具有明显的淋溶过程和富铝化过程，全剖面呈酸性反应
山地黄壤腐殖质含量比山地红壤高
表土层为灰黄色砾质中壤土，细粒状结构，心土层为棕黄色砾质重壤土，块状结构，底土岩屑
山地黄壤粘粒有向心土层聚积的现象，全剖面呈酸性反应, 代换性酸含量较高, 其中以活性铝为主，交换量较低, 盐基饱和度低, 有机质含量不高
地点
藏经殿
日期
2008.05.29
天气
晴
海拔
1000米左右
土壤命名
山地黄壤
气候
年平均温度
15.3℃
地形
地貌类型
中山
年降雨量
2047毫米
部位
中等切割
无霜期
坡度
上坡
冰冻期
坡向
阳坡
特殊气候
坡型
植被
类型
箭竹灌丛
母质
松散母质
坡积物
优势种
母岩
花岗岩
覆盖度
风化度
成土母质对土壤的作用篇3
脆的独特口感,在川东北水果市场有较高的美誉度。
选择西充县香桃种植区,研究区内表层土壤和深层土壤中重金属元素、营养元素以及有机质的含量情况,土壤地球化学环境特征对香桃品质的影响,为开发香桃产业提供科学依据。
1 研究区概况
西充县位于四川盆地中偏北部,嘉陵江与涪江的分水岭。属典型的紫色丘陵区,西北高,东南低,由西北向东南倾斜。研究区属中丘中谷,地形较宽展平缓,以丘陵、低山带坝为主的地形地貌特征。气候属四川盆地中亚热带湿润季风气候,具有温和湿润、四季分明、雨量充沛,大陆性季风气候显着。
2 研究方法
根据中国地质调查局《多目标地球化学调查规范(1∶25万)》(DD2005201)、《区域生态地球化学评价指南》(DD2005202)要求,利用国家标准地形图(1∶10万)的方里网,将工作区按0.25 km×0.25 km规格划分为网格状,野外调查时在基本网格内采集表层土壤样品,采样密度为16个样/km2,采样深度均为20 cm表层土壤,在采样点周围20.0 m半径范围内采集5个点(放射状)的土柱组合为1件样品,各采样点的土壤类型和用地类型为单元内具有代表性的类型,以最大限度地代表基本网格内土壤的地球化学特征。样质量大于1.5 kg,样品经干燥、20目筛分后重量均大于或等于800 g。深度为桃树根系土的深度范围,采样深度为30~50 cm,区共采集了16件表层土壤样。
按照不同成土母质和不同坡洪积区布置土壤垂向剖面采样点,垂向剖面深度为2.0 m,坡地以见到基岩为准,平坝区以见到地下水面为准。土壤分层显着的剖面,以腐殖层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩进行样品采集,分层不显着的剖面以1个样/20 cm等间距采样,揭露到基岩处采集了岩石样品。
有机调查样,采样工具为不锈钢材料制成的挖泥铲。盛装样品的容器为聚乙烯自封袋,采样介质为20 cm土柱,每个采样点在设计点周围约50.0 m范围内相同土壤类型和用地类型中等量采集5个点组合为一件样品,样品重量约1 000 g,样品采集后即用聚乙烯自封袋盛装封存,贴上样品标签后再用自封袋封装,然后用布样袋套装,放入不透光的暗色样品箱中,低温保存,装箱的样品做到不随意搬动。
表、深层土壤和剖面土壤样品均分析了砷、镉、汞、铅、铜、锌、铬和镍8个重金属元素,氮、磷、氧化钾3个营养元素,以及有机质共12项指标。
3 结果与分析
3.1 土壤重金属地球化学特征 香桃种植的母本园区规模约13.33 hm2,采用加密采样,采集表层土壤样品8个,深层土壤样品8个,分析结果见表1.
分析表1可知,香桃种植区表、深层土壤中重金属元素含量差异较小,镉在表层土壤中平均含量略高于深层土壤,砷、铬、铜、镍、铅和锌在表层土壤中平均含量略低于深层土壤,说明本地区土壤受人为扰动较小,土壤环境基本保持原生状态,适合无公害绿色食品生产。
3.2 土壤营养元素与有机质特征地球化学特征
表、深层土壤营养元素与有机质含量统计结果见表2。
由表2可知,营养元素氮、磷、钾有机质的平均含量在表层土壤中丰富,在深层土壤中略贫,未出现较大差异。
3.3 元素在垂向剖面上的分布特征 在香桃种植区布设的两个垂向剖面分别编号为CM02、CM05,CM02深度2.5 m,垂直取样三个, CM05深度1.2 m,垂直取样四个,各剖面土壤中元素分布特征见图1~2.
由图1可知,表层土壤重金属元素镉、汞、铅含量明显高于母岩中的含量,大量元素氮、磷、有机质含量表层土壤明显高于母岩。
由图2可知,CM05剖面土壤由深层到表层,重金属元素镉、汞含量变化较明显,其他元素变化不明显,铬元素在表层含量较高;大量元素氮、磷表层比深层富集,钾含量变化不明显,有机质含量表层比深层明显富集,此种植区域曾施用有机肥。
4 讨论
1)香桃种植区域均为缓坡地带,管理均较精良,地质背景差异不大,土壤元素含量变化在表层50 cm以上变化不明显。
2)土壤垂向剖面分析是土壤地球化学研究的重要内容和有效方法,识别自然表生作用和人类活动污染叠加影响,有研究表明绝大多数微量元素在土壤垂向剖面上呈现规律性的变化趋势,即由地表向深处含量逐渐降低,从本文两个剖面元素分布特征来看,由地表至50 cm以下,元素分布呈现有规律的增减,一方面说明本区土壤受地质背景影响,土壤的成熟度不高,另一方面也说明人为影响的叠加扰动了土壤元素分布。
3)受人为施肥供给的影响,营养元素元素氮、磷、钾机质含量在表层土壤明显增多。
成土母质对土壤的作用篇4
2、气候因素：通过土壤与大气之间经常进行水分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、化学成分改变，通过影响岩石风化过程以及植被类型等间接地影响土壤的形成和发育。
3、生物因素：植物有选择地吸收母质、水体和大气中的养分元素，并通过光合作用制造有机质，然后以枯枝落叶和残体的形式将有机养分归还给地表，生物与岩石之间的相互作用，使岩石表面慢慢地形成了土壤。
4、地形因素：在山区，由于温度。降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的气候和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直地带分化。
5、人类因素：人类通过耕耘改变土壤的结构，改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等。
成土母质对土壤的作用篇5
1材料和方法
1.1样品采集和化学分析本研究采用的基本数据资料来源于“七五”全国土壤元素背景值调查项目—广东部分。采样点位均匀分布于调查区内（图1C）。每个采样点均挖掘土壤剖面采样，剖面的规格一般为长1.5m，宽0.8m，深1.2m。每个剖面采集A、B、C三层土壤。所采土壤样品硒（Se）的化学分析采用氢化物发生-原子吸收光谱法(HG-AAS)，具体分析步骤和过程详见文献[19]。
1.2数据分析基本数据统计分析利用SPSS?12.0统计软件进行。由于数据符合对数正态分布的特征（表1和图2），几何平均值（GM）和几何标准偏差（GSD）分别可以较好的表现数据的中心态势和数据的变异特征。因此，我们采用土壤样品硒质量分数的GM/GSD2和GM×GSD2值计算硒元素的基线质量分数值（包括了>95%的样品数量）[20]。空间插值分析采用普通Kriging方法。对于低密度的背景采样，普通Kriging方法是一种最好的空间分布线性无偏的预测方法[21]。所有数据的空间插值和各层土壤硒质量分数等值图的绘制在地统计学软件Surfer?8.0平台上完成。
2研究结果
2.1土壤硒的浓度表层土壤硒的质量分数变异范围为0.03~1.42mg•kg-1，几何平均值（GM）和算术平均值（AM）分别为0.23和0.28mg•kg-1。B层质量分数范围为0.03到1.3mg•kg-1，几何平均值和算术平均值为0.33和0.41mg•kg-1。C层质量分数范围在0.02到1.67mg•kg-1之间，几何和算术平均值为0.27和0.36mg•kg-1。土壤剖面中最高的土壤硒质量分数（1.67mg•kg-1）出现在C层中，且每层土壤的硒质量分数均呈正的偏态分布（表1和图2）。
2.2土壤特性A层土壤中有机质的质量分数范围为0.17%到9.94%（GM为2.37%，AM为2.75%）。B层和C层的质量分数范围分别为0.07%~3.83%（GM，0.82%；AM，0.99%）和0.03%~3.56%（GM，0.49%；AM，0.65%）。最高值和最低值分别出现在A层和C层。土壤剖面中每层的粒径分布基本符合正态分布。从A层到C层的砂粒的算术平均值含量分别为50.4%，43.4%和44.6%，黏粒含量为18.4%，20.4%和20.1%。广东省土壤剖面中从A—C层，土壤pH值表现为从5.14，5.34到5.43弱的增长趋势。最高值和最低值均出现在C层（表1）。
3讨论与结论
3.1表层土壤中硒的浓度自然背景质量分数通常被定义为在不受人为扰动的情况下土壤元素的化学质量分数。但是，由于污染物长距离的迁移和沉降作用，几乎不可能建立真实的自然背景水平。因此，基线质量分数作为一个判别洁净土壤的参考值常用来表达土壤元素在特定时间段和地区的质量分数值，并不代表真实的自然背景质量分数。本项目的研究指出广东表层土壤中硒几何质量分数平均值为0.23mg•kg-1，大于典型硒缺乏区的含量水平，如美国加州[22]土壤硒质量分数0.028mg•kg-1，波兰[23]土壤硒含量水平0.145mg•kg-1，接近我国[24]土壤硒含量水平0.21mg•kg-1。低于美国[25]土壤硒含量平均水平0.26mg•kg-1和世界[26]土壤硒平均质量分数0.4mg•kg-1。利用土壤硒元素的几何平均值（GM）和几何平均方差（GSD）计算GM/GSD2和GM×GSD2，得出基线质量分数为0.13~0.41mg•kg-1。为了合理的评价土壤硒元素的浓度变化和空间分布特征。我们对所取得数据进行了正态分布检测。土壤硒（log(Se)）所有的数据点基本上均沿预测直线分布（图3）。这种分布方式说明了我们所取得土壤硒数据来源于一个单一的数据群，能够很好的代表这一地区的土壤背景含量。同时也表明了，同时也指示了本次研究获得土壤硒元素质量分数数据能够最大限度地代表土壤背景质量分数，硒元素主要来源于自然源区，人为活动对其含量的变化在区域尺度上对背景含量的影响不大。
3.2土壤硒含量与土壤特性相关分析前人的研究已经证明土壤中有机质的含量与土壤中全硒的含量是相关的，黏土矿物也强烈影响土壤硒的迁移转化[27-29]。但是我们通过对广东省260个土壤剖面的研究发现，各层土壤中全硒含量与土壤有机质含量并无明显的相关，与砂土含量呈弱的负相关。硒的含量变异与土壤pH有明显的负相关特征（表2）。这种现象的存在于研究区表层土壤有机质平均含量水平较低(27.5g•kg-1)和区域成土母岩的分布关系密切。在对全国不同成土母岩的土类中研究中得出，华南地区含硒较高的成土母质为石灰岩（0.26mg•kg-1）、砂页岩（0.25mg•kg-1），花岗岩中的硒含量相对较低（0.18mg•kg-1）。由石灰岩和砂岩分化产生的黏土矿物类型主要为蛭石和蒙脱石类黏土矿物，而在花岗岩地区，黏土矿物主要以高岭石为主[30]。已有研究[24]表明黏土矿物对土壤硒的吸持能力一般是氧化铁>高岭石>蛭石>蒙脱石。因此对于广东省土壤，在硒的低含量地区（花岗岩地区）由于其粘土矿物主要为高岭石并且富含氧化铁对土壤硒有较强的吸持能力；而在硒含量高的地区（石灰岩和砂岩地区）其黏土矿物类型多为蒙脱石类，对土壤硒的吸持能力较低。因此，这种黏土矿物类型的差异，导致了总体上土壤全硒的含量与土壤中黏土含量不具有明显的相关特征。研究表明，土壤pH值是影响土壤全硒含量的重要因素。研究表明，当土壤溶液呈酸性到中性时，土壤硒的有效性最低，随土壤pH增加，硒的有效性也提高[31]。由于研究区强烈的淋溶作用，土壤剖面中强烈亏损可溶性盐，土壤剖面富集Fe、Al和H+离子，此外酸雨对广东省土壤剖面中普遍呈现酸性亦有一定贡献。因此，在这种强烈的淋溶作用下，土壤中有效硒较多的流失。致使在总量上，表现出与土壤pH值负相关的特征。
3.3土壤硒的空间分布于垂直变异分析土壤中硒元素的背景值主要决定于岩石、地形、生物和气候条件的综合作用，在不同的成土条件下发育的土壤，具有一定的硒元素背景水平，并表现出显著的分异特征和分异规律。我们利用地统计学方法Kring空间插值法，对广东省土壤剖面中硒元素含量进行了空间变异分析。所得土壤剖面中硒元素质量分数空间变异图见图4。表层土壤反映了大气圈、生物圈和岩石圈的相互作用；B层通常用于研究土壤的成土过程；而C层较大程度的代表了各样点的岩石圈成分，即地质背景值。总体上，A、B和C层土壤表现为相似的空间分布模式（图4），并表现出与区域母岩硒含量呈明显的空间相关特性。这种相似性的分布模式也进一步证实了，对于广东地区人为硒的输入并非一个重要的控制因素。成土母岩的硒含量是土壤硒元素背景值变异的决定因素。土壤剖面（A、B和C层）中硒元素的含量表现为：B层最高（0.33mg•kg-1），C层次之（0.27mg•kg-1），A层最低（0.23mg•kg-1）。这种B层富集的现象可能因为表层土壤中有机质含量较低，不能抵制硒元素随渗滤水向下迁移，然而，硒的地球化学迁移能力不强，此外，酸雨作用加速了表层土壤中活性硒的淋出。因此，在土壤剖面中表现为B层相对富集的现象，继续向下迁移的能力较弱。
成土母质对土壤的作用篇6
有人说：生命起源于海洋；有人说：生命源于外太空；但我毋宁信曰：生命源于土壤。不是么，我们常常说“大地母亲”，也只有这种如慈母般博大的胸怀才能孕育出我们这个星球上的万千生灵。许慎（东汉）在《说文解字》中阐述道：“土，地之吐生万物者”；而春秋时的管仲则曰：“土壤孕育万物，土为万物之母”。我们的先人以他们的智慧认识到了土壤之于生命的重要意义，让我们以现代科学的更为理性的目光来审视这方孕育生命的神奇热土，它给予我们的不仅仅是对生命本原意义的思考，而更多的是哲学层面所显蕴的包容的智慧。土壤——它就是这样一个包容体，它包容万千生灵以一种和谐的生态关系共存于一体中，而呈现给我们这个星球以精彩纷呈。
在地球生态系统中，土壤圈自成一体，同时也是联系大气圈、岩石圈和水圈的核心一环；对此，俄国著名土壤学家道库恰耶夫认为：土壤是气候、生物、母质、地形和陆地年龄等五种因素相互作用的产物，是一个独立的历史自然体。这也是迄今为止各国土壤学家最为公认的土壤学定义。在这个相对独立的自然体中，生命以多种形式存在，同时以严格的生态分工各居其位，各司其职，形成一个相互依赖、制约、承转的有机生命系统，维持着一种相对稳定的生态关系并籍此促进我们这个星球上的物质循环和各种生命形式的有序转化。综上所述，土壤生命系统也即生活于土壤中的各种生命体的总和，包含植物的根系、土壤微生物和土壤动物，它们是土壤中最为活跃的组分。土壤、大地的生命还体现在其与人类、自然系统的呼应，也只有保持这种相互间的呼应，真正意义上的生命体才能赖于土壤的包容而呈现给我们一个和谐而充满生机的、精彩纷呈的世界。
土壤生态系统
土壤生态系统是土壤中的生命系统与非生物环境相互作用并通过能量转换和物质循环而构成的一个有机整体。土壤生态系统是陆地生态系统的一个亚系统，其结构组成包括：生产者——高等植物根系、藻类和化能营养细菌；消费者——土壤中的草食动物和肉食动物；分解者——细菌、真菌、放线菌和食腐动物等；参与物质循环的无机物质和有机物质；土壤内部水、气、固体物质等环境因子。健康、良性的土壤生态系统具有稳定的结构，我们可以从垂直结构和水平结构两个维度来了解它的结构特征。
垂直结构。一般由三个层次构成：第一层为生物群体层，它是植物进行光合作用的主要场所；第二层是生物地被层，包括地面的生物群体及植物根系所及的土层，其中土壤动物和土壤微生物丰富，是生物物质的累积、分解、转化，矿质元素的淋溶、淀积以及水分蒸发蒸腾的活跃场所；第三层是土壤底层和岩石风化层，生物有机体少，是土壤矿质养分元素与水分补给的基地。
水平结构。一般有三种格局：均匀分布，生物种群的分布是均匀的，在二维空间上各占有一定的面积；簇生分布，生物种群在空间上间断地成群分布；随机分布，土壤生态系统中多数生物种的分布都呈随机分布。
土壤生态系统的功能是土壤生物与土壤环境相互作用的结果。生态学家从生物地球化学观点出发，认为土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富，生物地球化学的能量交换、物质循环（转化）最活跃的生命层。环境科学家认为土壤是重要的环境因素，是环境污染物的缓冲带和过滤器。农业科学工作者和广大农民认为土壤是植物生长的介质，更关心影响植物生长的土壤条件，土壤肥力供给、培肥及持续性。
土壤生命系统中的的生产、消费与还原
“我在森林深处捕鹿，山的心脏在激烈地跳动，我的手在悄然发抖，我终于杀死了鹿儿，我踩坏了嫩绿的野草，我蹂躏了活泼的蚂蚱。原谅我的鲁莽，我的生命需要我这样。总有一天我也会死亡，我将把我的身体献上，凡哺育过我的，都将从我身上得到报偿，只有这样，生命才会放出光芒！”这首深蕴印第安人生命智慧和自然观的歌谣，教会我们了解自然、尊重我们脚下土壤生命系统中的每一个小精灵。这首朴素的诗歌也告诉了我们土壤生态系统包括了土壤生命系统的生产者、消费者与分解者一起解构生命，最终又万化归一的朴素规律。
土壤生态系统乃至地球生态系统中，土壤生态系统生产者处于食物链的底端，是能利用简单的无机物合成有机物的生物，包括光能自养型生物和化能异养型生物两大类。土壤生命系统中的光能自养型生物主要是指能进行光合作用将光能转化为化学能并合成有机物的绿色植物；土壤生命系统中的化能异养型生物主要是指能以二氧化碳或无机含氮化合物为碳源和氮源合成细胞物质并通过氧化外界无机物获得生长所需能量的化能异养型微生物，如硝化细菌、反硝化细菌、硫细菌和铁细菌等。
成土母质对土壤的作用篇7
一、土壤改良与培肥的主要目的
是为了创造最适宜水稻秧苗生长的“肥、松、厚”环境。“肥”是指培肥后秧田养分充足，营养成分全面；“松”是指苗床松软，富有弹性，达到干旱不易裂口，有水不板结；“厚”是指土壤耕作层厚，以利种子扎根生长。在选好地势平坦、背风向阳、离水源近、土壤肥沃、杂草少、无病虫害的田块做秧田的同时，还应认真做好秧田的土壤培肥与改良，这样才能达到为秧苗创造良好生长环境的目的。
二、秧田的土壤改良
1. 土壤质地改良。土壤一般分为砂土、壤土和黏土，由当地成土母质形成，不同成土母质形成不同的土壤质地。做秧田的土壤以壤土（干时手握成团，用手小心拿不会散开；湿时手握成团后，一般性触动不至散开）为好，当用砂土或黏性土田块做秧田时，最好进行改良。
砂土一般能见到或感觉到单个砂粒，干时抓在手中稍松开后即散落，湿时可捏成团但一碰即散的土壤称为砂土。砂质土本身所含养分比较贫乏，而且含水量少，热容量较小，昼夜温差变化大，保肥性差，不利于水稻秧苗生长。这类田块的改良方法有掺入黏土、河泥、塘泥等；翻淤压砂；施用腐熟的细质有机肥；育秧期间勤追肥、勤浇水等。
黏土通常有黏着性，手指间搓捻可塑成长土条的土壤称为黏土。黏质土通气性、透水性差，不利于好气性微生物的活动，起秧和耕作比较困难。对这类土壤秧田，应通过掺入30%左右的砂土、翻砂压淤（在冲积母质中，黏土层的下面一般有砂土层，可采用深翻措施）、施有机肥等方法改良。
2. 土壤熟化度改良。翻耕晒垡，是促进土壤熟化度最有效的方法。各种类型的土壤在冬季进行翻耕晒垡，都能提高土壤的熟化度，改良土壤质地，促进土壤养分腐熟与分解，提高其通气性并增强供肥保肥能力，同时还能减少病虫害的发生。秋收后，对留做秧田的田块应抓紧翻耕，耕深达到15厘米左右，以实行冬季晒垡冻土，开春后再耕耖拌匀肥土。
3. 土壤通透性改良。若秧田长期积水过多、通气减少，就会导致土壤有毒物质大量积累，对秧苗生长不利。对排水不良、地下水位高的秧田，要挖好田间横直沟，降低地下水位，使土壤干爽疏松，提高其通透性。
4. 土壤酸碱度改良。水稻幼苗适宜在微酸性（pH值为6～7）土壤上生长，过酸或碱性土壤条件不利于秧苗的生长。对酸性过强的土壤，可每年每亩施入20～25千克生石灰，并施足农家肥（切忌只施生石灰不施农家肥，这样土壤反而会变黄变瘦）；也可亩施草木灰40～50千克，中和土壤酸性；减少酸性化肥的施用等。对碱性土壤，可每亩施用石膏30～40千克；多施钙质化肥如过磷酸钙、硝酸钙等，以及酸性化肥如硝酸铵等。
三、秧田的培肥
水稻秧田培肥可分3次进行，即冬前培肥、春季培肥和播前培肥。
1. 冬前培肥。培肥时间在冬至前，且以有机肥为主。操作上应注意3点：一是要施足有机肥，通常每亩施用1000～1500千克较腐烂的稻、麦草等；二是要全层施肥且拌和均匀，即采取分次投肥，将肥土拌和均匀后施在15厘米左右土层中；三是配合施用速效氮肥（如碳酸氢铵、尿素、人畜粪尿等），以加速有机物分解。
2. 春季培肥。培肥时间在立春后至水稻栽植前，施用充分腐熟厩肥，每亩施入量为1500～2000千克。施用时间宜早不宜迟，越早越好，以利少量未腐熟的厩肥进一步腐化，并将其与床土拌和均匀。
3. 播前培肥。在播种前，施用45%三元复合肥40～50千克/亩和壮秧营养剂等，以迅速提高供肥强度。施肥时应注意：三元复合肥的施用时间要掌握在播种前15天以上，严防氨中毒导致肥害烧根死苗；壮秧剂应在播前1～2天，按照产品使用说明确定的使用量施用，不能随意增减。
成土母质对土壤的作用篇8
关键词：土壤养分；有机质；全氮；全磷；相关分析；宜昌
中图分类号：S151．9＋5 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2012）24－5628-05
土壤有机质是表征土壤质量的重要因子，在调节土壤理化性质、改善土壤结构、培育土壤肥力等方面有着重要作用［1，2］。作为土壤生态系统中重要的限制性元素，土壤氮素和磷素是土壤养分的重要指标和作物生长发育所必需的营养元素，因此在生产实践中也受到广泛关注［3，4］。受母质、气候、地形、水文、植被、生物等多种因素影响，土壤养分在不同尺度上具有显著的空间异质性特征［5－7］，从区域尺度上研究土壤有机质、全氮、全磷的空间分布特征对于开展土壤质量管理、因地制宜进行农业生产布局是有必要的。
目前开展的相关研究多集中在小尺度上，一般针对某种土壤类型或特定生态系统［8－12］，而区域性研究较少，并且研究结论也因研究区域和对象不同存在较大差异，使得研究成果在应用上具有一定局限性。为此，以宜昌为研究区，选择典型土壤剖面分析土壤有机质、全氮、全磷的空间分布特征及与环境因子的相关关系，以期为开展土壤养分的分区管理及土地资源持续利用提供一定参考。
1 材料与方法
1．1 研究区概况
宜昌市位于湖北省西部，地理坐标为110°15′－111°52′E、29°56′－31°35′N，面积21 250．79 km2。宜昌地处我国地势第二阶梯向第三阶梯的过渡地带，地势西高东低，西部与中部分别以山地、丘陵为主，山地、丘陵占土地总面积的89．33％，东部平原占土地总面积的10．67％。宜昌属于温暖湿润的季风气候区，多年平均气温16～18 ℃，多年平均降水量983～1 406 mm。境内地貌类型多样，地势起伏大，水系发育充分。形成黄壤、黄棕壤和棕壤、红壤4个地带性土类以及紫色土、石灰（岩）土、潮土、（山地）草甸土和水稻土5个非地带性土类，其中黄壤、黄棕壤和石灰岩土的面积较大，共占宜昌市土壤面积的61．34％，红壤和草甸土的面积很小，共占宜昌市土壤面积不到1％。植被以亚热带常绿阔叶林为主，并有落叶阔叶林、针叶混交林以及灌草丛分布［13］。
1．2 样品采集与处理
试验分析数据来源于宜昌市境内13个典型土壤剖面，样品采集完成于2010年8月。样点涉及黄壤、红壤、黄棕壤、棕壤4类地带性土壤，以及非地带性土壤中的石灰岩土、潮土和水稻土。多数样点为未受人工扰动的原状土，而农田样点避开道路与田埂（图1）。样点选好后，沿着垂直方向开挖100 cm的土壤剖面，然后分别对0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm等不同深度土壤进行分层采集，并从地表往下整层均匀地采集混合样品。共获取分层样品91个，混合样品13个，每个样品重量约为300 g。土壤样品装袋密封，贴上标签，并做好样点信息记录，样点位置由GPS定位。另外，每层用铝盒采集土样用于土壤含水量的测定，并用100 cm3环刀采集原状土以测定土壤容重。
1．3 样品测定与分析方法
样品带回实验室后，先进行预处理。在室内阴凉通风处自然干燥，然后手工去除石块、残根等杂物后用球磨机磨碎，过100目筛后装袋待测。按照相关土壤理化指标分析标准［14］，全氮的测定采用凯氏定氮法，全磷的测定采用钼锑抗比色法，有机质的测定采用重铬酸钾氧化－硫酸亚铁滴定法。对每个测定项目测3个平行样，以保证测定结果的准确性。采用SPSS 18.0对样本的空间分布特征进行统计学描述和分析，采用Excel 2007及Origin 7．0进行相关图表绘制。
2 结果与分析
2．1 不同土类土壤有机质、全氮、全磷的分异特征
一般认为，土壤有机质的含量大小取决于有机物的输入与输出量。自然土壤的有机质来源主要是土壤母质中的有机矿物和植物凋落物及其残体。棕壤、黄棕壤的分布区与针绿阔叶混交林或常绿阔叶和落叶混交林重合，土壤发育的生物气候条件既有利于自然植被的生长，又会产生大量的有机物质输入。尤其是山地棕壤分布区，年均气温为7．4～7．8 ℃，≥10 ℃积温只有2 000～2 298 ℃，热量偏低，雨量丰富，湿冷的环境对于土壤有机质的积累更为有利。水稻土是经人工定性培育、熟化形成的非地带性土壤，由于较高水平的有机肥料投入和高茬禾秆还田以及良好的水分条件，水稻土表层土壤有机质含量也较丰富，仅次于棕壤和黄棕壤。石灰岩土一般分布于低山丘陵区，湿润的气候条件、灌丛草被以及钙的凝聚作用使得土壤有机质累积量较高。红壤、黄壤分布于山地向平原的过渡区，一般具有热量高、雨量多的特点，年均气温16．7 ℃，年均降水量在1 200 mm以上，≥10 ℃积温可达5 300 ℃。传统的沟谷农业对红壤、黄壤的土壤系统破坏较为严重，造成其土壤有机质含量偏低。土壤中的氮素主要来源于动植物的残体和生物固氮，与有机质有着相似的来源，因此全氮含量的分异特征与有机质的分布相似，并且随着植被根系分泌物以及残体输入的多少而表现出明显的差异。土壤中的磷素主要来自土壤母质中的含磷矿物、土壤有机质及人工施用的含磷肥料。在此次采样中，长江冲积物形成的潮土全磷含量最高，石灰岩发育形成的石灰岩土全磷含量次之，有机质含量最高的棕壤全磷含量排第三位。
2.2 不同层次土壤有机质、全氮、全磷含量及其变异性
2．3 土壤有机质、全氮、全磷的垂直分布特征
2．4 土壤理化性质间的相关性
3 小结
1）宜昌地区土壤表层有机质、全氮、全磷含量表现出显著的分异特征。按照不同土壤类型，0～20 cm土层土壤有机质的排序结果为棕壤＞黄棕壤＞水稻土＞石灰岩土＞红壤＞潮土＞黄壤，土壤全氮与有机质的排序结果基本一致，土壤全磷的排序结果为潮土＞石灰岩土＞棕壤＞水稻土＞黄壤＞红壤＞黄棕壤。
2）土壤有机质、全氮、全磷均在10～20 cm土层的变异程度最大，变异系数分别为94.2％、72.6％、63.1％，并且各土层土壤养分变异系数随剖面深度增加呈减小的趋势。
3）根据各采样点的环境特征及相关分析，宜昌地区不同类型土壤的有机质、全氮含量差异主要与地表植被、气候条件、土壤结构、人工有机肥料投入等因素有关，与土壤质地关系不大。土壤全磷含量与土壤有机质、全氮含量没有明显相关性，主要与土壤母质磷素矿物含量及土壤自身的发育过程有关。
4）不同类型土壤养分的垂直分布特征各异。除潮土外，其他类型土壤全氮与有机质的消长趋势基本一致。大部分土壤全氮与有机质均表现出从表层往下减少的趋势，以黄棕壤与棕壤较为典型，但各类型土壤养分含量变化的转折点不同。土壤全磷沿剖面没有明显的变化规律。
5）较差的自然条件以及人类不合理的利用活动，导致红壤与黄壤各土壤养分含量均较低。应因地制宜地安排农业生产活动，并通过分区治理和相关水保措施，遏制土壤退化趋势，提高红壤与黄壤分布区土壤的生产性能。
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