鄧澤澍， 盛 浩， 黃得志， 尹澤潤， 田 宇， 李源釗

(湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院， 湖南 長沙 410128)

珍貴的土壤資源不僅是農(nóng)林產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，也是人類文明的“搖籃”。其中，山地土壤作為支撐山區(qū)人口生計、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其生態(tài)尤為脆弱，對氣候和土地利用變化敏感[1]。湖南省素有“七山一水二分田”之說，在湘鄂贛交界地帶，分布著一系列北東—南西走向呈“雁行式”排列的山脈——幕阜山脈。幕阜山脈為典型中亞熱帶花崗巖山體[2]，主峰一峰尖最高海拔1 598.6 m，植被和土壤垂直帶譜的區(qū)域代表性強。

近20年來，有關(guān)幕阜山巖石、植被群落和昆蟲已有一定研究[3-5]，但土壤發(fā)生性質(zhì)、土壤分類與肥力評價仍未見報道。幕阜山脈形成的地質(zhì)年齡相對較輕(燕山期，距今約6 500萬～1.5億年)，在現(xiàn)代構(gòu)造運動強烈作用下，山高坡陡溝深，容易產(chǎn)生水土流失、發(fā)育不成熟的土壤[6]。然而，有關(guān)地質(zhì)形成年齡相對較短的花崗巖中山山地土壤的形成、分類和分布、肥力性質(zhì)仍有待深入研究[6-8]。因此，本研究通過搜集幕阜山成土環(huán)境資料，結(jié)合野外土壤調(diào)查、室內(nèi)土壤理化性質(zhì)的綜合分析，幕阜山主峰垂直樣帶的土壤形成環(huán)境與條件、地理發(fā)生分類和土壤肥力性質(zhì)，為保護和合理利用幕阜山土壤資源提供基礎(chǔ)資料和科學依據(jù)。

1 成土因素與環(huán)境條件

1.1 地形地貌

幕阜山為典型侵蝕剝蝕構(gòu)造中山地貌，呈東北—西南走向。地勢西北高，由西北向東南呈階梯式傾斜。主峰一峰尖最高海拔1 598.6 m，山腳南江鎮(zhèn)最低海拔155 m，相對高差1 443.6 m。山地坡度陡，一般平均坡度30～40°，局部>45°。在西部、西北部、東部和南部、海拔>1 200 m的山頂，可劃分為峭壁區(qū)、陡峭區(qū)、緩坡區(qū)、丘夷區(qū)4個地貌類型區(qū)[9]。

域內(nèi)3條主脈呈魚叉狀延伸，第1條向東往天岳堂、流水庵、九龍池和天岳關(guān)；第2條向西南經(jīng)二尖峰、云騰寺、張果老再往五角山指向望城；第3條向南經(jīng)大梗上、山西嶺，沿鳳凰山而下伸向長平短陷。域內(nèi)共有海拔>1 000 m山峰12座，海拔>500 m山峰41座，平均海拔1 150～1 300 m[10]。

1.2 氣候和水熱

幕阜山地處中亞熱帶向北亞熱帶的過渡帶，山腳基帶氣候為典型中亞熱帶濕潤季風氣候，但隨海拔升高，山體中上部盛行山地溫涼濕潤氣候。山地年平均溫8.6～15.8 ℃，年降雨量1 460.9 ～1 978.8 mm，>10 ℃年積溫2 521～4 078 ℃，無霜期184～243 d[11]。幕阜山為湘東暴雨中心，夏季涼爽多雨，冬春季云霧較多。溪流縱橫，高達61條。水資源豐富，山地多年平均徑流系數(shù)0.375，4—7月為豐水期，11—12月為枯水期[9]。山腳有兩處溫泉，為當?shù)叵∮械責豳Y源。

1.3 母質(zhì)和時間

母巖成分單一。成土母質(zhì)主要為燕山晚期酸性巖漿巖侵入的二長花崗巖風化物[12-13]。二長花崗巖風化殼較厚，中粗砂粒較多，容易發(fā)生粒狀物理崩解，風化產(chǎn)物中原生礦物殘留較多，呈酸性[14]。在西北部的峭壁和陡峭區(qū)，母質(zhì)和土壤均難以保存，土體淺薄，發(fā)育很不成熟。

1.4 植被

中山植被垂直帶性顯著，以闊葉林、針葉林和灌草叢為主。在海拔<500 m地帶，分布次生常綠闊葉林、毛竹林和松、杉人工林；在海拔500～950 m地帶，分布次生常綠—落葉闊葉混交林、毛竹林和杉木人工林；在海拔950～1 500 m地帶，分布落葉闊葉林、針闊葉混交林和溫性針葉林；在>1 500 m的山頂，分布矮林、灌草叢。

1.5 其它因素

幕阜山是溪流縱橫，河流溪谷季節(jié)性洪水泛濫的平原，經(jīng)常在植物群落沒有明顯變化的條件下，土壤表面就增加了大量新的母質(zhì)。在新沖積、泛濫母質(zhì)基礎(chǔ)上，開始新的土壤形成過程?；◢弾r中山地質(zhì)災(zāi)害也是一個重要的土壤形成因素[15]。主要地質(zhì)災(zāi)害類型有滑坡、崩塌、泥石流和山洪暴發(fā)，影響山地局部土體發(fā)育。強烈的水土流失不僅帶走肥沃表土，極端情況下甚至侵蝕風化表層，直到母質(zhì)出露[16]。在地形抬升區(qū)，侵蝕基準面下切，土體受到不同程度的侵蝕、剝蝕和風蝕，在新的條件下開始成土過程。在地形下降區(qū)，堆積作用開始，原來土壤可能被新覆蓋層掩埋，演變?yōu)榈刭|(zhì)埋藏土壤[17]。水土流失在山地土壤形成過程中的地位和作用仍有待深入探索。此外，退耕還林、植樹造林和封山育林的人工生態(tài)恢復(fù)措施、長期酸沉降也影響山地土壤形成過程與演變方向[18]。

2 土壤類型與分布

土壤類型和演變是母質(zhì)、地形、生物、氣候、時間和其他成土因素綜合作用的結(jié)果。據(jù)實地調(diào)查與成土因素綜合分析，幕阜山主峰從山腳到山頂，主要分布鐵鋁土、人為土、淋溶土和半水成土4個土綱(表1)。

表1 幕阜山土壤的發(fā)生分類系統(tǒng)Tab.1 Soil genetic classification system in Mufushan剖面號海拔/m土綱土類亞類土屬土種1166鐵鋁土紅壤紅壤花崗巖紅壤中腐厚土花崗巖紅壤2263鐵鋁土紅壤紅壤花崗巖紅壤中腐厚土花崗巖紅壤3551人為土水稻土潴育性水稻土麻沙泥麻沙田4592鐵鋁土紅壤黃紅壤花崗巖黃紅壤厚腐厚土花崗巖黃紅壤5709鐵鋁土紅壤紅壤性土花崗巖紅壤性土中腐花崗巖紅壤性土6764鐵鋁土紅壤黃紅壤花崗巖黃紅壤中腐厚土花崗巖黃紅壤7901鐵鋁土黃壤黃壤花崗巖黃壤厚腐中土花崗巖黃壤81 083鐵鋁土黃壤黃壤性土花崗巖黃壤性土中腐花崗巖黃壤性土91 303淋溶土黃棕壤暗黃棕壤花崗巖暗黃棕壤厚腐厚土花崗巖暗黃棕壤101 441淋溶土黃棕壤暗黃棕壤花崗巖暗黃棕壤厚腐厚土花崗巖暗黃棕壤111 582半水成土山地草甸土山地灌叢草甸土花崗巖山地灌叢草甸土麻沙草甸土

土類的山地垂直分布規(guī)律如下：海拔800 m以下，分布紅壤、水稻土；海拔800～1 200 m，分布黃壤；海拔1 200～1 500 m，分布黃棕壤；海拔>1 500 m山頂夷平地，分布山地草甸土(圖1)。

3 土壤理化性質(zhì)與肥力

幕阜山土體發(fā)育淺薄，表土層較薄(10～32 cm)(表2)。土壤質(zhì)地多為砂壤土、壤土，土體中石英砂粒比例較高。土壤容重呈現(xiàn)隨海拔升高而降低的趨勢，土壤疏松有利于植物根系生長發(fā)育。土壤酸性，水的pH值介于4.67～5.96，其中水稻土pH最高(5.76)，其他土類pH偏低。

由于山地土壤生物富集作用較弱，腐殖質(zhì)層較薄，土壤有機質(zhì)、全氮和全磷含量較低。土壤全鉀含量較高(20.17～41.32 g·kg-1)，主要與花崗巖風化物富含鉀素有關(guān)。在不同土壤類型中，土壤有機質(zhì)和全氮含量以黃壤(129.32 g·kg-1；3.53 g·kg-1)最高，以紅壤性土最低(8.89 g·kg-1；0.25 g·kg-1)；土壤全磷含量以暗黃棕壤和山地灌叢草甸土相對較高(1.21～2.20 g·kg-1)，以紅壤和紅壤性土相對較低(0.34～1.20 g·kg-1)。此外，土壤有機質(zhì)、全氮和全磷含量均有隨海拔升高而增加的趨勢。

根據(jù)《中國土壤普查技術(shù)》[19]中土壤資源評價的等級劃分標準。幕阜山林地自然土壤質(zhì)地以壤質(zhì)和砂壤質(zhì)為主，屬于一等水平；土壤有機質(zhì)含量為8.98～129.32 g·kg-1，屬二級至五級水平。幕阜山花崗巖風化物發(fā)育的土壤幼年性強，抗水蝕能力較弱，土壤有機質(zhì)含量變異大，水平總體偏低，應(yīng)注重加強土壤資源保護，限制開墾耕作利用，特別注意防止水土流失。

表2 幕阜山表層土壤基本理化性質(zhì)Tab.2 Basic physiochemical properties of top-soil in Mufushan剖面號海拔/m土壤亞類土層厚度/cm容重/(g·cm-3)土壤質(zhì)地水提pH有機質(zhì)/(g·kg-1)全氮/(g·kg-1)全磷/(g·kg-1)全鉀/(g·kg-1)1166紅壤161.44砂壤土4.8116.530.450.3441.322263紅壤201.08砂壤土4.7032.120.940.5632.043551潴育水稻土121.16砂壤土5.7630.670.621.2223.404592紅壤321.02砂壤土4.9550.721.781.2021.385709紅壤性土151.12砂壤土5.288.890.250.4836.066764黃紅壤100.84壤土4.6777.270.690.7620.177901黃壤240.92砂壤土4.84129.323.531.4328.1481 083黃壤性土150.97砂壤土5.0929.710.640.7737.7391 303暗黃棕壤220.95壤土4.9327.321.401.2140.22101 441暗黃棕壤310.99壤土4.7773.402.902.2029.42111 582山地灌叢草甸土180.90壤土5.0869.602.732.0430.56

4 結(jié)論與討論

湘東幕阜山是地質(zhì)年齡相對較短的中亞熱帶花崗巖中山，土層較淺薄、整體發(fā)育不成熟。而同樣是中亞熱帶花崗巖中山的湘東大圍山，由于地質(zhì)年齡相對較長，其土層較為深厚、整體發(fā)育較為成熟[20]。這就證明時間因素影響土壤的形成。幕阜山土壤垂直帶譜具有很好的區(qū)域代表性，其自上而下土壤亞類的分布與湖南省內(nèi)大多數(shù)花崗巖中山極為相似，依次為：紅壤/紅壤性土—黃紅壤—黃壤/黃壤性土—暗黃棕壤/黃棕壤性土—山地草甸土[11,21]。表層土壤質(zhì)地以壤質(zhì)、砂壤質(zhì)為主，酸性，土壤氮素和磷素含量偏低，但鉀素豐富；這可能與花崗巖風化速率慢，土體內(nèi)部砂粒含量高，氮素和磷素極易隨表層流失，但其風化的礦物中又含有大量的鉀素有關(guān)[22-23]。土壤有機質(zhì)含量為二級到五級水平；它的礦化和累積是土壤與生態(tài)環(huán)境之間物質(zhì)和能量循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)；它與土壤的發(fā)生演變和土壤質(zhì)量水平有著密切關(guān)系[24]。在以后的研究中，幕阜山土壤質(zhì)量評價將是我們的重點任務(wù)。另外，幕阜山土壤生態(tài)脆弱，建議合理開發(fā)利用，注重土壤保護與水土保持。