搜索
新疆阿尔泰山土壤主要类型及有机物质分布摘要：文章主要综述了新疆阿尔泰山土壤类型特征及系统分类，将11个研究剖面根据《中国土壤系统分类(修订方案)》,分为4个土纲、6个亚纲、9个土类、10个亚类，以及土壤有机碳、氮素、铁、锰的分布特点。关键词：土壤；有机质；系统分类阿尔泰山山体高大,土壤垂直带谱完整,东西差异显著,对于研究干旱中温带的山地土壤有一定代表性.笔者研究了该地区各土壤类型的诊断层和诊断特性,在此基础上根据《中国土壤系统分类(修订方案)[1]进行了系统分类研究,旨在阐明其在土壤系统分类中的地位和归属,以填补这方面的研究空缺,充实我国干旱地区山地土壤研究内容,便于和全国全疆的土壤系统分类接轨。一、土壤形成的环境阿尔泰山斜跨中、俄、蒙三国,呈北西方向展布,新疆境内的阿尔泰山为山脉中部的东南坡.山体为一在古生代褶皱断裂基础上受新构造影响而强烈隆起的断块状山地,在断裂构造运动中,西北部大于东南部、山势自西北向东南倾斜,西北部山区海拔4000m以上的高峰有10余座,主峰友谊峰海拔4374m,东南部山势渐低,山峰多在3300～3400m.有现代冰川,面积293km2,贮量165亿m3,古冰川的规模远比今日为大,第四纪以来共发育4次冰期,冰蚀冰碛地形保存完好,冰碛物广布.整个山体缺乏深厚的黄土状物质堆积。山地不同高度的变化,导致水热状况的垂直分异,阿勒泰市海拔高度735m,年平均气温3.9℃,年降水量180.6mm,年蒸发量1184mm,干燥度6.31;森塔斯海拔高度1900m,年平均气温-3.6℃,年降水量664mm,年蒸发量838mm,干燥度0.88;至3000m左右的高山带,年平均气温-9℃左右,年降水量约750mm,干燥度0.7.水热条件沿不同高度的变化,形成了土壤植被垂直规律性;海拔3000m以上为高山冰雪寒冻带,该带下部砾面上有地衣(Cetrariatilesiic.nivalis)、砾石间隙充填少量土壤,有雪白萎陵菜(Potentillanivea)、真藓(Bryumspp),土壤为高山原始石质土.西北部山区在海拔2400～2900m高度有高山苔原垫状植被带[2],植被有密厚的镰刀藓(Drepanocladusspp)、园叶桦(Betularotundifolia)、高山猫尾草(Phleumalpinum)、裸岩上遍布地衣,土壤为山地原始冰沼土.海拔2100～3000m,西北部山区2000～2400(阳坡2600m)为高山—亚高山草甸,主要植物上部有嵩草(Cobreciacapilliformis)、苔草(Carexstenocarpa)、珠芽蓼(Polygonumviviparum)、马先蒿(Pediculariselpinum)、高山猫尾草等,土壤为高山草甸土;下部有斗蓬草(Alchemillavulgaris)、羽衣草(Alchemillatianschanica)、金莲花(Trolliusaltaica)、糙苏(Phlomispratensis)等,草高30～40cm,覆盖率70%～80%,土壤为亚高山草甸土.海拔1300(1800,东部山区,下同)～2300(2400)m的阴坡,西北部山区1200～2400m的阴坡为由针叶树种西伯利亚落叶松(Larixsibirica)、西伯利亚冷杉(Abiessibirica)、西伯利亚云杉(Piceaobovaledeb)、西伯利亚红松(Pinussibirica)组成的阴暗针叶林,土壤为灰黑土和寒棕壤.阳坡上部为亚高山草甸,下部为山地草甸草原.草甸草原见于1500(1800)～2100(2200)m,西北部山区1300～2000m,灌木有蔷薇(RosacinnamoneaeR.acicularis)、忍冬(Lomceraaltaica)、木旬子(Cotaneasteruniflora),草本有焉火(Aconitumexcelsum)、千叶蓍(Achilleamillefolium)、早熟禾(Poaannua)、棘豆(Oxytropisspp)、针茅(Stpacapillata)、狐茅(Festucaovina)等,草高50cm以上,覆盖度80%～90%,土壤为山地黑钙土.海拔1100(1400)～1500(1800)m,西北部山区800～1300m为山地干草原,主要植被有绣线菊(Spiraeahypericifolia)、针茅、狐茅、蒿属(Artemisiaspp)等,覆盖度40%～60%,土壤为山地栗钙土.海拔1100(1400)m以下,西北部山区海拔800m以下,为由灰蒿(Artemisiaboratalensi)、羽茅(Stipaorientalis)、短叶假木贼(Anabasiabravfolia)、小蓬(Nanophytonerincenm)组成的山地荒漠草原,土壤为山地棕钙土.向下为山前平原,植被为由小半灌木假木贼(Anabasissalsa)、小蓬、羽茅、蒿属(Artemisiasublessngiam,A.gracilescens)所组成的山前半荒漠,土壤的棕钙土。二、土壤类型特性及系统分类现就11个研究剖面探讨其系统分类问题.2.1高山原始冰沼土仅见于西北部山区海拔2400～2900m,年平均土温0℃以下,寒冻土壤温度状况,高山苔原垫状植被.土层浅薄,无明显的泥炭层和潜育现象,有厚10cm的苔藓层,暗腐殖质表层厚26cm,有机碳含量57.2g/kg(暗腐质表层平均值,下同)(表1),pH值4.66,盐基饱和度37.4%(全剖面平均值,下同),为暗脊表层.淀积层粘粒比1.17,无粘化层,厚度14cm,粘粒含量128g/kg,碎块状结构,为一雏形层.宜分类为雏形土纲、寒冻雏形土亚纲,暗脊寒冻雏形土类,普通暗脊寒冻雏形土亚类。2.2高山草甸土分布于海拔2500(2600)(东部山区,下同)～3000m,西北部山区2400～2650m(阳坡)[2],表层有厚约10cm的草根密织盘结,根系约占体积的70%,容重很轻,润态明度、彩度较低,有机碳含量170.3g/kg,年平均土温0℃以下,寒冻土壤温度状况,为一草毡表层.暗腐殖质表层厚37cm,有机碳含量64.7g/kg,粒状结构,pH值4.56,强酸性反应,盐基饱和度27.0%,为一盐基不饱和的暗脊表层.有结构发育的B层,粘粒比0.93,非粘化层,粘粒含量143g/kg,质地为壤土,厚度23cm,为一雏形层.宜分类为雏形土纲,寒冻雏形土亚纲,草毡寒冻雏形土类,普通草毡寒冻雏形土亚层。2.3亚高山草甸脊土分布于海拔2100(2200)～2500(2600)m,西北部2000～2400m,干燥度0.82,湿润土壤水分状况,有机碳含量65.5g/kg,暗腐殖质表层厚31cm,粒状结构,较低的明度和彩度,pH值5.17,盐基饱和度52.4%,为一盐基饱和的暗腐殖质表层,是暗沃表层.Rh(土表至20cm与土表至100cm的腐殖质贮量比)0.32,有均腐殖质特性.粘粒比1.48,淀积层厚度52cm,为粘化层.宜分类为均腐土纲,湿润均腐土亚纲,粘化湿润均腐土类,普通粘化湿润均腐土亚类。2.4寒棕壤分布于海拔2000～2300m的阴坡,西北部1200～2400m的阴坡,年平均土温0℃左右,寒冻或寒性土壤温度状况.暗腐表层厚36cm,有机碳含量65.0g/kg,粒状结构,润态明度、亮度均3,pH值6.13,盐基饱和度68.54%,为暗沃表层.淀积层厚43cm,粘粒比1.30,为粘化层.宜分类为淋溶土纲,冷凉淋溶土亚纲,暗沃冷凉淋溶土类,普通暗沃冷凉淋溶土亚类。2.5灰黑土分布于海拔1300(1500)～2000(2300)m的阴坡,年平均土温0℃左右,寒冻或寒性土壤温度状况.剖面T04、剖面T12暗腐殖质表层厚度分别为31cm、41cm,有机碳分别为72.9g/kg、65.1g/kg,粒状结构,低的明度和彩度,pH值和盐基饱和度分别为5.22、6.13和61.28%、80.61%,皆为暗沃表层.剖面T12淀积层厚49cm,粘粒比1.39,为粘化层;剖面T04B层厚19cm,粘粒比1.08,无粘化层,粘粒含量168g/kg,碎块状结构发育,为雏形层.剖面T12宜分类为淋溶土纲,冷凉淋溶土亚纲,暗沃冷凉淋溶土类,普通暗沃冷凉淋溶土亚类;剖面T04宜分类为雏形土纲,寒冻雏形土亚纲,暗沃寒冻雏形土类,普通暗沃寒冻雏形土亚类。2.6山地黑钙土分布于海拔1500(1800)～2100(2200)m,西北部1300～2000m,干燥度1.21,半干润土壤水分状况.剖面F04、剖面T06暗腐残质表层厚分别为74cm、40cm,有机碳含量分别为57.7g/kg、50.7g/kg,粒状小团块状结构,润态明度、润态彩度皆2.0,pH值和盐基饱和度分别为7.42、6.29、89.39%、79.11%,皆为暗沃表层.Rh分别为0.38、0.37,皆为均腐殖质特性.淀积层厚和粘粒比分别为73cm、78cm、1.35、1.76,皆为粘化层.剖面T06为淋溶黑钙土,无CaCO3淀积;剖面F04为普通黑钙土,CaCO3含量193.7g/kg,厚度31cm,有较多石灰斑点,为钙积层.剖面皆宜分类为均腐土纲,干润均腐土亚纲,粘化干润均腐土类.剖面F04为钙积粘化干润均腐土亚类;剖面T06为普通粘化干润均腐土亚类。2.7山地栗钙土分布于海拔1100(1400)～1500(1800)m,西北部800～1300m,干燥度2.28,半干润土壤水分状况.暗腐殖质表层厚度30cm,有机碳含量30.9g/kg,粒状小块状结构,较低的明度和彩度,pH值8.45,为暗沃表层.淀积层厚度82cm,粘粒比1.37,粘粒含量198g/kg,为粘化层.有自生碳酸盐聚集特征,CaCO3含量30.7～111.6g/kg,B1层较A层CaCO3含量高80.9g/kg,有钙积现象.该剖面无其他附加过程,发育程度较低,可分类为淋溶土纲,干润淋溶土亚纲,简育干润淋溶土类,普通简育干润淋溶土亚类。2.8山地棕钙土分布于海拔1100(1400)m以下,西北部800m以下至山前倾斜平原.干燥度3.55,干旱土壤水分状况.有机碳含量8.3g/kg,土表有厚约1cm的多孔状结皮层,其下5～6cm厚的片状结构层,为干旱表层.淀积层(B1)厚16cm,粘粒含量171g/kg,粘粒比1.23,为粘化层.CaCO3含量55.3～109.9g/kg,有自生碳酸盐聚积特征,B1层较A层CaCO3含量高30.4g/kg,有钙积现象.剖面底部有少量石膏和盐的淀积.可分类为干旱土纲,正常干旱土亚纲,粘化正常干旱土类,弱钙粘化正常干旱土亚类。2.9棕钙土为阿尔泰山土壤垂直带谱的基谱类型,分布于山前倾斜平原.干燥度6.31～10.40,干旱土壤水分状况.有机碳含量5.6g/kg,地表有小沙土包分布,有多边形裂缝,有厚约1cm的孔状结皮层,下为5～6cm的片状层,为干旱表层.淀积层厚74cm,粘粒比1.75,为粘化层.6～19cm土层较表层CaCO3高11.2g/kg,有钙积现象,CaCO3有弱的淋移特征.剖面底部石膏含量61.45g/kg,厚度25cm,二者乘积1536,达到石膏层的标准,B1和B2层pH值高达9.62～9.77,ESP19%～27%,有弱发育的碱积层结构,有碱积现象.剖面底部含盐量9.67g/kg,有盐积现象,盐分组成SO4～Ca型,与石膏层的存在有关.宜分类为干旱土纲,正常干旱土亚纲,石膏正常干旱土类,粘化石膏正常干旱土亚类。三、有机物质积累及分布特点3.1有机氮素分布在垂直带谱中,以黑钙土带中腐殖质化度最高。而土壤和其胡敏酸的酸不溶态氮的相对量最高,氨基酸态氮量最低,土壤的氨基糖态氮和胡敏酸的未鉴定态氮相对量也为最低值。可见随着土壤腐殖质化的提高,一部分氨基酸等形态的氮素转化为腐殖质中酸不溶解态氮。即腐殖质熟化过程伴随着氮素的结构化作用。土壤中氨基糖态氮和氨基酸态氮等形态的氮素,在垂直带谱中的变化都表现为干早气候带和湿一冷气候带非连续的两个系列。在这两个系列之中,都共同地表现为海拔越低、平均气温越