阜平县土壤养分垂直地带性变化研究

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随着海拔高度变化,气候、植被等成土条件发生有规律的变化,从而引起土壤类型以及土壤性状发生变化。前人有关土壤垂直地带性规律研究有很多成果,近些年这方面的研究从大区域宏观规律研究逐渐进入中小区域细致研究,其目的是在宏观规律研究基础上为中小生态空间连续体土壤生态保护、土壤养护和土壤可持续利用提供科学参考依据。本文以太行山北段阜平县为研究区域,在县域内2000米海拔变化(分成6个海拔段)的条带上分地段设置典型样地,分三个土层采集土样,研究自然土壤情况下土壤养分、盐基饱和度等土壤性质随海拔变化的规律,采用统计、主成分分析等方法分析和评价相关土壤指标之间的关系,为该地区生态空间连续体保护和利用提供土壤方面的科学依据。研究结果如下:(1)在0~10cm 土层深度土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量均随海拔升高而升高;在10~20cm 土层深度土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量均随海拔升高而升高;在20~40cm 土层深度土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷含量均随海拔升高而升高,有效磷则随海拔升高而降低。0~10cm、10~20cm、20~40cm 土层深度全钾与速效钾均与海拔升高无明显规律。从土壤剖面角度得出土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量大体表现为0~10cm>10~20cm>20~40cm,随土壤深度增加而下降,均呈现出表聚现像。(2)土壤阳离子交换量(交换容量)随海拔升高而增加,土壤保肥、供肥和缓冲能力随海拔高度提升而增加;因阳离子交换容量变化,相应地研究区交换性镁离子含量随海拔升高而提高;土壤pH、交换性钠离子含量、交换性钠离子饱和度、交换性钙离子含量、交换性钙离子饱和度、交换性镁离子饱和度、交换性盐基总量以及交换性盐基饱和度均随海拔高度的提升而下降;土壤交换性钾离子含量和交换性钾离子饱和度随海拔变化无明显规律。(3)将 250m、700m、1000m、1400m、1800m、2000m 六个海拔高度土壤11个评价指标进行降维处理,得出三个主要成分。第一主成分承载系数较大的为有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾、交换性盐基总量、阳离子交换量、盐基饱和度,代表着土壤养分高低和保肥能力大小;第二主成分承载系数较大的为有效磷和全钾,代表磷素的有效性和钾素的总储存量;第三个主成分承载系数较大的为土壤pH,代表土壤酸碱程度。经模型推演计算,得出六个海拔的三个主要成分综合评价得分,得分排序为2000m>1400m>700m>250m>1000m>1800m。根据得分将六个海拔高度的土壤进行养分状况等级划分,2000m为较高养分状况,700m为中等养分状况,250m、1000m、1800m为低等养分状况。综上所述,本研究初步摸清了阜平县土壤养分垂直地带性(不同海拔、不同土层)的演变规律,从土壤全量养分、速效养分、阳离子交换量等方面进行了较全面分析,为阜平县生态空间连续体开发利用中土壤养分科学管理提高了初步依据。未来应该从典型样点研究向按海拔段落面状研究进一步深化,为段落分区土壤管理提供参考。
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