李文凤 张静 达娃旺杰

摘要：为了解森林土壤养分的空间特性，以西藏色季拉山为主要研究对象，根据野外调查采样和室内样品测定分析为基础，结合GIS空间插值方法分析森林土壤养分空间分布状况。结果表明，色季拉山属酸性土壤，其土壤有机质和全氮含量高于全国平均值，土壤有机质和速效磷随海拔增加而升高，速效钾与之相反，全氮含量在山体中部较高；山体东、西坡土壤养分指标差异显著，随海拔上升均有一定的变异规律。

关键词：色季拉山；不同坡向；土壤养分；空间分布

中图分类号：S714.8 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3361-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.008

Study on Spatial Distribution of Soil Nutrients in Sejila Mountain

LI Wen-feng， ZHANG Jing， DAWA Wang-jie

（Department of Resources and Environment， Agricultural and Animal Husbandry College of Tibet University， Linzhi 860000， Tibet， China）

Abstract： In order to analyze the spatial characteristics of forest soil nutrients in Sejila mountain， based on field investigation and laboratory sample measurement，spatial distribution of forest soil nutrients was analyzed with GIS spatial interpolation methods.The results showed that， the soil of Sejila mountain was acidic，the organic matter and total nitrogen content of soil were higher than the national average，soil organic matter and available phosphorus content rised with increasing altitude，available potassium decreases with increasing altitude，total nitrogen content was higher in the middle of the mountain.The soil nutrient indicators in east and west slope were significantly different，and there were some variation regularities as altitude rised.

Key words： Sejila mountain； different slope； soil nutrients；spatial distribution

土壤是重要的生态因子，也是植物养分元素的主要来源，并直接关系到作物的生长状况。土壤养分更是为植物提供生长发育所必须的营养元素，也是评价土壤肥力的主要内容[1，2]。土壤有机质及矿物质是土壤养分的重要来源，其中土壤有机质更是衡量土壤养分的重要指标之一，在全国第二次土壤普查中，将土壤养分划分为6个等级，分别根据土壤养分的指标内容进行等级划分[3]，其中有机质含量大于4%为一级，有机质含量小于0.6%为六级（极低）。因此，了解并分析土壤养分的空间分布特征，对于研究植被分布生长、植物群落组成和生态环境保护发展等都有着极其重要的作用。

森林土壤养分的空间分布特征和其地形、地质因子有直接的联系，对于林地的产量分析、环境保护和土地质量评价等都十分重要[4-6]，更体现了不同林地生态恢复状况和植被类型的影响。所以，了解其空间特征对于更好地实际应用于林业经济和生态环境保护都具有极其重要的作用。

1 研究背景及方法

1.1 研究区概况

色季拉山属念青唐古拉山脉，位于西藏自治区林芝地区林芝县（94°25′-94°45′E，29°35′-29°57′N），其山体海拔为2 100～5 300 m，气候呈带状垂直分布，因此形成类型多样的土壤分布[7]，且东、西坡呈对称分布。西坡较东坡温度稍高，但降雨量略低于东坡，随着海拔升高，两坡温度接近但湿度东坡略高。

由于地形和气候等因素，色季拉山植被类型多样且分布明显，自山顶到山脚主要为高寒带灌草、草甸，亚高山寒温带暗针叶林，山地温带暗针叶林，暖温带松林、针阔混交林[8]，东坡较为湿润，植被生长较西坡茂盛。

1.2 研究内容

本研究以色季拉山及其东、西坡为主要研究区域，在2014年5月根据不同的海拔高度，在东、西坡分别设置30 m×30 m的样地（表1），观察并记录土壤剖面状况，包括土层厚度、湿度、质地等物理性质，共采集52份土壤样品，在采集时避免石砾和植物根系等杂质，用密封袋装好回实验室自然风干过筛后进行测定。

土壤养分测定[9]包括土壤有机质、pH、土壤全氮、速效磷和速效钾的测定。

1.3 研究方法

采用 Excel 2003、SPSS 16.0 和ArcView 3.3软件对土壤养分的范围、均值、差异和变异系数等数据进行处理和制图。

2 研究结果

2.1 色季拉山土壤养分基本统计

此次采集并测定的土壤数据主要为0-20 cm的土壤样品数据，根据数据统计分析可知，色季拉山山体土壤呈酸性，其土壤养分指标变化较大，主要与其山体地势有关，随着海拔增高，在山顶测得的土壤养分指标数据较山底有较大差异。其中，土壤速效磷的变异系数较大，表明在整个山体中其含量相对较高，差异性显著。应用SPSS 16.0进行K-S检验，土壤有机质、pH、全氮、速效磷和速效钾的K-S值均大于0.05，属于正态分布。

根据中国土壤数据库中信息可知，色季拉山土壤有机质和全氮含量远高于全国平均测值（有机质含量1.8%，全氮含量0.146%），这与该地区的地形环境和森林郁闭度相关。整个山体随着海拔升高其土壤养分含量有明显差异，山顶的土壤有机质含量高于其他海拔高度测得的数据，个别差异较大数值主要为裸露山岩。同时，由于气候的垂直变化，植被类型各异，对氮素的转换和吸收也有所差异，但同一剖面的土壤性质变化不大，其分布规律基本一致。

2.2 色季拉山不同坡向土壤养分统计

由于受印度洋暖湿气流的影响，色季拉山东、西坡的温差相对较大，因此植被类型也不尽相同，其土壤养分含量也稍有差异。利用ArcView 3.3软件导入东、西坡不同海拔采样点土壤养分指标数据并生成水平直方图（图1），由图1可知，东、西坡土壤养分含量的基本规律一致，呈对称状。随着海拔高度升高，土壤有机质和速效磷含量的总体趋势是升高的，土壤速效钾随海拔升高而减少。土壤有机质、速效钾和全氮含量东坡略高，但速效磷的含量西坡高于东坡，个别显著差值受具体地质环境、植被和气候影响。

2.3 色季拉山土壤养分空间分布特征

应用ArcView 3.3采用Spline插值方法分别对样品指标作其含量空间分布图（图2）。由此可知，色季拉山土壤呈酸性，但在部分区域呈强酸性，土壤有机质含量较高，和全氮呈正相关性。土壤有机质随海拔升高而增加，部分裸露山岩偏低；土壤全氮含量在山体中部较高，山顶值较小；随海拔高度升高，土壤速效磷含量逐渐增加，速效钾含量则随海拔升高而减少。

3 结论与讨论

本研究通过GPS定位和空间插值的方法对色季拉山土壤养分的空间分布状况进行分析，并初步掌握其空间变异特性，根据不同海拔和坡面对山体的土壤养分情况进行研究，选取相关指标进行分析。结果表明，整个山体土壤养分含量较高，全氮含量在山体中部较高。随着海拔升高，土壤有机质和速效磷均呈增长趋势，只有个别山体裸露点测值较低。研究区土壤为酸性土壤，部分区域已达到强酸性。根据东、西坡土壤养分水平直方图可知，两坡土壤养分差异较大，土壤有机质、全氮和速效钾含量东坡略高于西坡，但速效磷含量东坡相对较低。

由于特殊的地形地貌和气候条件，色季拉山形成了独有的土壤和植被类型，因而其整个山体的土壤养分规律也不尽相同。本次研究还有可扩展性，在今后的研究中，可在此基础上选择不同季度、不同植被类型和典型植被不同地形、海拔的土壤养分进行分析研究，以便完善整个山体的土壤养分空间分布信息，并对今后森林土壤—植被—生态的系统管理提供更科学严谨的数据平台。

参考文献：

[1] 张鼎华，陈由强.森林土壤酶与土壤肥力[J].林业科技通讯，1987（4）：1-3.

[2] 徐剑波，宋立生，彭 磊，等.土壤养分空间估测方法研究综述[J].生态环境学报，2011，20（8-9）：1379-1386.

[3] 曹志洪，周健民.中国土壤质量[M].北京：科学出版社，2008.

[4] 郑姗姗，吴鹏飞，马祥庆.森林土壤养分空间异质性研究进展[J].世界林业研究，2014，27（4）：13-17.

[5] 刘 璐，曾馥平，宋同清，等.喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间变异特征[J].应用生态学报，2010，21（7）：1667-1673.

[6] 秦 松，樊 燕，刘洪斌，等.地形因子与土壤养分空间分布的相关性研究[J].水土保持研究，2008，15（1）：46-49.

[7] 方江平.西藏色季拉山土壤的性状与垂直分布[J].山地研究，1997，15（4）：228-233.

[8] 陈 歆.西藏东南地区色季拉山土壤养分空间变异性的研究[D].南宁：广西大学，2007.

[9] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.