棕色針葉林土

棕色針葉林土

棕色針葉林土是中國寒溫帶濕潤地區明亮針葉林或暗針葉林下形成的,具有灰白色亞表土的土壤。主要分布在內蒙古大興安嶺北段山地垂直帶上部,自然植被以針葉林為主,氣候條件的主要特點是寒冷而濕潤。剖面分化比較明顯,自上而下可分為苔蘚枯枝落葉層、腐殖質層、漂灰層、澱積層和母質層。苔蘚枯枝落葉層厚3~20厘米,下部呈半分解狀態,多白色真菌絲,靠近土壤部分常現泥炭化;腐殖質層厚5~15厘米,暗灰或暗棕灰色;漂灰層是漂灰土的代表性土層,灰白色,一般厚度為5~15厘米;澱積層呈棕色、黃棕色或暗褐色,稍顯核狀結構,緊實且較粘重,厚度變化大,薄的幾乎完全缺少此層,直接就與下邊的母質層連線。整個剖面土層大多在50~60厘米,而且常有較多石礫。

成土環境

棕色針葉林土棕色針葉林土
棕色針葉林土形成於酷寒而又漫長的冬季,並伴有多年凍土層寒溫帶地區。根據棕色針葉林土水平分布帶和西南高山垂直分布帶的差異氣候條件可分為兩個亞區,即東北大興安嶺(包括其南部的山地垂直帶)和新疆的阿爾泰山區,其特點是寒冷(年均溫-5℃左右)和較少雨雪(年平均降水量500毫米以下)。而在西南高山垂直帶上的年平均降水量多在600毫米以上。

棕色針葉林土的成土過程
1、針葉林氈狀凋落物層和粗腐殖質層的形成:針葉林及其樹冠下的灌木和蘚類,每年以大量枯枝落葉等植物殘體凋落於地表,凋落物缺乏灰分元素,在酸性環境,凋落物主要靠真菌的活動進行分解,形成富里酸,而且凍層本身又阻礙水分自凋落物中把分解產物排走。在一年中只有6~8月份的較短時期的真菌活動,不能使每年的凋落物全部分解,年復一年的積累,便形成氈狀凋落物層。在凋落物層之下,則形成分解不完全的粗腐殖質層,甚至積累成為半泥炭化的氈狀層。

2、有機酸的絡合淋溶:在溫暖多雨季節,真菌分解針葉林的凋落物時,形成酸性強、活性較大的富里酸類的腐殖酸下滲水流,稠密的灌木在土壤中具有龐大的根量,也可導致雨季土壤水分向下移動。含有富里酸類的下滲水流導致土壤鹽基及礦物質Fe、Al的絡合淋溶,使土壤鹽基飽和度降低,土壤呈穩定酸性。但由於氣候寒冷,淋溶時間短,淋溶物質受凍層的阻隔,這種酸性淋溶作用下不能有顯著的發展,與此同時澱積作用也不明顯。

3、鐵鋁的回流與聚積:當冬季到來時,表層首先凍結,上下土層產生溫差,本已下移的可溶性鐵鋁錳化合物等又隨上升水流回流重返被淋出部位,在土壤凍結脫水析出,成為穩定的鐵鋁錳化合物聚積在土壤表層,使土壤染成棕色。並在剖面上層的石塊底面及側面有大量暗棕色至棕褐色膠膜的澱積,活性鐵鋁在剖面上層的聚積尤為明顯。另外存在於棕色針葉林中的嫌氣細菌,還能導致部分還原。

4、在較低地形處,由於土壤水分過飽和而產生凍層凸起的圓丘,其直徑約1m左右,高10~20cm,使其圓丘周圍凹陷處經常積水而產生泥炭化和潛育化的附加過程。

形態特徵

棕色針葉林土棕色針葉林土的利用與改良
典型棕色針葉林土有以下各發生特徵土層:O層:厚1-5厘米,淡黃色凋落的松針,仍保持樹葉原形無改變,疏鬆、針葉堅韌。H層:厚度在10厘米以上,呈泥炭狀,有多量植物細根及樹根。自上而下可細分三個亞層:H。層,松針累疊而成,原形尚可辨認,但顏色已有改變,呈暗棕色;He層,已部分分解,呈黑色,但手感尚可查知針脈等較緊硬的部分;Hi層,呈腐泥狀,黑色,手槎有黑褐色粉末留於指上。H層很濕,具隔熱作用,因此棕色針葉林土的礦質土體部分常年處於低溫狀態。

向下層過渡明顯並較平整。AB層:為礦質土層,厚度5-30厘米,暗棕色(10YR3/3-3/4),一般為壤土粒狀至不穩定的小團塊狀結構。與H層接觸處顏色稍暗,濕至濕潤。多含角礫或石塊。細孔隙量中等,稍緊實。多植物根,向下層過渡到逐漸或模糊,常見炭屑。C層:母質層,色較上層淡,為礦質細粉本色(棕色至黃棕色),石礫及石塊量更多,主要為寒冬風化的岩石碎塊,潮至濕。棕色針葉林土全剖面均有亞鐵反應,尤以表層量最高。

理化性質

1.一般物理性狀。棕色針葉林土的質地大多輕、粗,含砂粒及石礫量多,砂粒含量在30%-85%,>2毫米的石礫量為3%-35%,同時石塊較多,石土比為30-80。而大興安嶺北部由第三世紀陸相沉積帶(古紅土)上形成的棕色針葉林土粘粒含量增高達34.5%,具積水潛育成土過程的棕色針葉林土,粘粒含量也較高,為25.0%-25.5%。

2.一般化學性質。棕色針葉林土呈酸性反應,pH4.5-6.5,上部土層較酸,下部土層呈微酸至中性。土壤鹽基交換量不高(4-7me/100g),其組成中占80%以上。交換性酸含量除表土層較高外(2-5me/100g),一般均小於1me/100g,鹽基飽和度除22011剖面底層發育於玄武岩火山灰母質外,均呈不飽和狀態。棕色針葉林土的養分狀況不同地區有較大的差異,但總的趨勢是養分貯量均較高。由於常年氣溫較低,分解與轉化有機物的微生物活動受到限制,加之凍融期與伏雨期土壤過濕,使養分的轉化與氧化過程減弱。棕色針葉林土的有機質含量雖高,但氮量與磷量均低,碳氮比值增大。微量元素的有效量,除鐵以外,其餘均較暗棕壤少,凡此說明棕色針葉林土的有效養分貧乏,而鐵卻較活化。

利用與改良

棕色針葉林土棕色針葉林土分布圖
1.棕色針葉林土現為中國重要木材生產基地以及森林中的可供食用、藥用、香精原料等多種珍稀植物和野生動物(如著名的飛龍)的資源庫。由於處於森林帶的上限,對松嫩平原、松遼平原、三江平原的自然生態起屏障作用與水源涵蓄作用。

2.由於棕色針葉林土區地處高寒,林木生長緩慢,加之泥炭化有機層的阻隔,林木天然更新困難,因此在採伐森林的同時,森林更新與營林措施必須同步進行。除此,因原有樹種單純,生態環境脆弱,一旦森林破壞後則難以恢復,特別是東北的大興安嶺地區,因降水量較少,如果森林一旦消失,草類侵入為再次生成林增加了困難。

3.為充分利用林區的土地資源與植物資源,改單一林業經營為綜合經營,在科學營林的同時,應對鄰近大面積生長薹草或大、小葉樟沼澤地改良為草場提高產草量,發展畜牧業。另外,山區的山果、山菜、山藥是無污染、無公害的綠色食品,應加工成商品,提高其經濟價值。

4.對小面積農田,應採取提高地溫,逐漸消除或降低多年凍土層的措施。整地方式應以高壟或窄床(苗田)等為好,既可充分利用當地的日光能提高地溫又能排洪。另外,在嚴防山火的同時,也應控制用火,達到以火提高地溫和增加有效養分的目的。

分布

棕色針葉林土在東北地區分布在大興安嶺北緯46º30¹~53º30¹之間,集中分布在北段,以楔形向南段延伸,最後以島狀退到中山頂部,分布在海拔800~1700m範圍內。北靠黑龍江畔,隔江與東西伯利亞針葉林相鄰,南達牛汾台與索倫—阿爾山地區,西北部到額爾古納河,東北部約至呼瑪;在長白山、小興安嶺,棕色針葉林分布與800m和1200m以上的山地土壤垂直帶土壤中。

總面積1165萬hm2,內蒙48.52%,黑龍江37.86%,四川雲南有少量分布。大興安嶺棕色針葉林土區的氣候屬於寒濕帶大陸性季風氣候,年平均溫低於-4℃。平均氣溫在0℃以下,可長達5~7個月。≥10℃積溫在1400~1800℃左右,年降水量約450~750mm,冬季積雪覆蓋厚度可達20cm。濕潤度小於1.0,氣候特點寒冷濕潤。

土壤凍結期長,凍層深厚,可達2.5~3m之間,並有島狀永凍層。凍層造成特殊水文條件,溫度梯度引起汽化水上升,在凍層中隨溫度下降而凝結,在凍融過程中可使水分大量積聚於表層,使表層呈現過濕狀態;另一方面凍層可阻礙物質向土層深處淋溶,甚至在凍層之上形成上層滯水而發生側向移動。低溫和凍層對棕色針葉林土形成有顯著影響。

主要植被為明亮針葉林、局部有暗針葉林。明亮針葉林的主要樹種為興安落葉松、樟子松,地被灌草層有興安杜鵑、杜香、越桔和各種蘚類,混有少量的樺、山楊等闊葉樹。暗針葉林的建群樹種是雲杉和冷杉。草本植物主要有大葉樟、紅花鹿蹄草等。植被組成較單純,屬於達呼里植物區系。樹葉灰分組成:針葉含矽量較高,鹽基含量較低。母質多為岩石碎塊;地形一般為中山、低山和丘陵組成,坡度較緩。棕色針葉林土幾乎全部是原始森林區,以興安落葉松面積最大,其次為樟子松。由於所處地勢起伏,土層淺薄,僅適於發展林業。

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