河北丰宁坝上土壤实习报告材料.docx

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河北丰宁坝上土壤实习报告材料

土壤实习报告

坝上地区土壤差异的成因——地形

指导老师：

张科利教授

廖桑永

201211171921

第一大组

地理科学

2014.07.07

概述

实习基地位于河北省丰宁县大滩乡二道河村，距离北京大约200公里，地处燕山北坡山麓，内蒙古高原南缘地带。

因为处在华北平原和内蒙古高原交接的地方，地形陡然升高，成阶梯状，故名“坝上”地区。

土壤实习时间为2014年6月27日阴坡土壤调查，2014年6月28日阳坡土壤调查，2014年6月29日森林土壤调查。

其中穿插了特殊地形对土壤影响的调查。

丰宁县属于中温带半干旱气候区，水分是植被生长的主导限制性因子。

因此在小尺度的土壤调查中，生物对土壤的影响间接取决于水分。

而影响土壤的因素中，不考虑人为因素，即生物、时间、气候、母质和地形，在一个小的区域中，引起土壤差异的因素一般只有生物和地形。

而我们知道地形对土壤的影响主要表现在地形对水热的再分配方面，而水分又影响了植被状况，因此在丰宁地区土壤差异的主要影响因素即是——地形。

考察内容

土壤剖面分层，土壤颜色，土壤根系，土壤孔隙度，土壤结构，土壤质地等。

通过观察每个剖面不同层面土壤颜色，根系，孔隙度，结构，质地的差异，来分析地形对小尺度范围内土壤形成的影响。

通过直观的现象来剖析成土因素施加的影响，帮助我们全面地了解一个成土因素的综合影响和综合成土因素造就一个土壤类型的过程。

地形因素

坡向（阴坡，阳坡；夏季风迎风坡、背风坡；冬季风迎风坡、背风坡）

坡位（坡底，坡中，坡顶）；

坡度（缓坡，陡坡）。

实例分析

坡向

调查发现阴坡的土壤类型为类黑土，其剖面一般可分为腐殖质层（A）、过渡层（AC）和母质层（C）。

腐殖质层团粒结构明显，富含有机质。

过渡层位于腐殖质层之下，团粒结构显著减少，基本无根系，块状结构。

阴坡土壤平均孔隙度为0.552。

土壤质地以中壤土和轻壤土为主。

阳坡土壤类型主要为黑砂土，土壤基本无结构或结构很弱，阳坡平均孔隙度为0.479。

土壤质地以砂土和砂壤土为主。

对比阴阳坡相同坡位的土壤颜色，阴坡的土壤颜色稍深且厚度较厚，这是因为河北丰宁坝上地区属半干旱地区，水分是植被生长的主导限制性因子，阳坡光照较强，蒸发量大，多生长旱生植物和多年生小灌木较多，而阴坡的水分条件较好，植被物种多样性和覆盖度较高，土壤腐殖质层较厚，颜色较深。

通过以上对比，我们可以发现因为土壤水分状况的差异，阴坡土壤结构和土壤质地较阳坡好，从而伴随着土壤孔隙度在阳坡比在阴坡较少。

从这些方面可以分析出阴坡土壤无论从肥力，结构，质地还是孔隙度等方面都优于阳坡。

坡位

坡位对土壤的影响也依然体现在土壤剖面分层，土壤颜色，土壤根系，土壤孔隙度，土壤结构，土壤质地等方面。

以2014年6月27日阴坡调查数据为例，对比不同坡位地形对土壤发育的影响。

（一）土壤剖面：

剖面二为阴坡坡底土壤剖面图，典型草原土壤特征，腐殖质层深厚，又由于处于坡脚，接受从坡顶淋失下来的土壤而同时有向上（以出现砾石侵入体为依据）和向下发育过程，；根据植物根系的多少划分为A1层（根系多且粗）和A2层（根系较少）；AB为过渡层，因为同时受到腐殖质和母质的影响，且冻融作用形成淋失隔水层，造成局部还原环境，形成红色铁锈层；腐殖质层可达66cm。

剖面四处于阴坡坡中部位，随海拔升高腐殖质层深度变浅，BC过渡层有颜色较红的部分，是受冻融作用引起的干湿交替使得局部处于氧化还原条件形成铁锈。

可以直观的看到腐殖质层减少到44cm处。

剖面五为阴坡中上部位，水分更少，植被条件较差，且坡度较陡，腐殖质不易堆积，所以腐殖质层薄。

AC层是腐殖质和母质的混合层，因为风化作用较弱，所以含有较多砾石。

腐殖质层只在深处为26cm处堆积。

剖面六为阴坡坡顶，海拔高，温度低，风力大，植被少，对土壤的固定作用弱，腐殖质积累不易，砾石较多。

因此只出现了AC层即腐殖质与母质的过渡层。

由此可以看出土壤剖面从坡底到坡顶随坡位变化呈现出垂直土壤差异。

总体来说是土壤剖面越来越浅，腐殖质层自坡底到坡顶逐渐变浅。

且AB、BC层也逐渐消失。

其原因是流水侵蚀作用和流水沉积作用在不同地形部位的不同影响。

（二）植物根系：

由上述图表可以看出，由于地形坡位和坡度引起的水分变化，使得植物根系重量呈现垂直变化差异，山底水分条件好，植物根系扎得较浅且根系密度较小，山坡上水分条件较差且土壤性质不太理想，因此植物根系茂密发达，因此质量较重，呈现出植物根系随海拔升高而逐渐增加的趋势。

最后一个根系采点处由于植被覆盖状况不好，所以根系不发达，采样根系质量减少。

（三）土壤孔隙度

土壤孔隙度是指单位体积土壤内孔隙所占体积的百分比。

阴坡类黑土坡底至坡顶孔隙度逐渐增多而且增大，其原因是剖面厚度相应变薄，且根系增多，加之表面砾石含量逐渐增多，所以孔隙度随海拔的升高而增多。

而灰色森林土由于土质疏松，植物根系密集。

坡底植被生长较好，乔木和灌木多，根粗，且土壤发育好，土壤结构比坡顶更好，所以坡顶土壤孔隙度小于坡底土壤孔隙度。

（四）土壤结构

同样以阴坡为例，由于坡脚侵蚀较弱，堆积较强，保存着很厚的腐殖质层，团粒结构明显，强度等级为中团粒结构，某些发育更好的坡底地区土壤达到强团粒结构。

而从坡脚到坡顶，侵蚀加剧，堆积减弱，腐殖质层不易累积易流失，所以团粒结构越来越弱，土壤结构体越来越粗。

到坡顶处，A层已经消失，且AC层无结构。

（五）土壤颜色与质地

以阴坡为例，上图中坡底腐殖质层颜色最深为黑棕，坡中和坡顶有暗棕也有黑棕，没有明显的垂直分异规律。

是因为它的变化除了受坡位的影响，更大程度上受到坡度的影响。

在坡度较缓的地区，腐殖质层颜色较深，而坡度较陡的地区，土壤腐殖质受侵蚀最严重，有机质含量低，因此颜色稍微浅一些。

而土壤质地则表现出了明显的垂直分异规律。

坡底排除古河道的重壤土，在坡脚上腐殖质层以中壤土为主，到了坡中逐渐演变为轻壤土，直到坡顶处被砂壤土取代。

主要受坡位的影响。

在坡底，土壤表面不断接受着来自坡上土壤的堆积，而且水分条件较好，植被状况也比坡上发育更好，因此腐殖质堆积最厚，有机质含量多，土壤黏粒较多，因此土壤质地为中壤土。

而越往山坡顶上演变，侵蚀加剧，堆积作用减少，因此腐殖质层变浅，有机质含量减少，土壤黏粒物质被冲洗，土壤质地慢慢演变为轻壤土到砂壤土。

坡度

坡度对地形的影响主要参考2014年6月29日灰色森林土土壤调查数据。

（一）土壤剖面

剖面一的坡度是27°海拔1655m；剖面二的坡度是28°海拔1671m；剖面三的坡度是30°海拔1686m；剖面四的坡度是16°海拔1736m。

剖面一，二，三，四是随着海拔的升高而选定的剖面，前面三个剖面的坡度正好随着海拔的升高而增大。

因此在考虑坡度对土壤的影响时也不能排除坡位对其的影响。

以下为具体分析。

剖面一的枯枝落叶层为8cm厚；腐殖质层深达54cm，厚度为46cm；淀积层深达112cm，厚度为58cm。

剖面二的枯枝落叶层为6cm厚；腐殖质层深达45cm，厚度为39cm；淀积层深达57cm，厚度为12cm。

剖面三的枯枝落叶层为5cm厚；腐殖质层深为48cm，厚度为43cm；淀积层无，仅有BC过渡层。

剖面四的枯枝落叶层为3cm厚；腐殖质层深达56cm，厚度为53cm；淀积层深达115cm，厚度为59cm；并且还具有剖面一、二没有的BC过渡层。

由此可以清楚的分析出枯枝落叶层由8cm逐步减少到3cm不仅受到坡度的影响还受到坡位的影响，所以暂不分析；但是在树林顶部的最后一个剖面的腐殖质层竟然比树林底部的腐殖质层足足多出7cm，本该随海拔逐渐减少的腐殖质在最后一个剖面竟然增多，而且深度也增加了2cm；并且本该随着坡位的升高而消失的淀积层B，在剖面三种就已经消失，但是却又在剖面四中出现，而且厚度为增加了1cm，并且多出一个BC过渡层。

分析出现这种看似不规律的异常情况，我们可以知道影响土壤剖面变化的不仅仅只有坡位的变化，而且坡度也具有重大影响。

因此现在可以得出结论，随着海拔的逐渐升高，如果坡度没有变化，那么枯枝落叶层，腐殖质层，淀积层等将会逐渐减少。

但是如果坡度发生了变化，并且它的影响强度要大于坡位变化对土壤形成的影响的话，就会如剖面四一样发生土壤剖面的突变：

腐殖质层由慢慢变浅到突然变深，淀积层由逐渐消失到突然出现并且变厚，土壤剖面整体由逐渐变薄到突然变厚。

森林顶部由于坡度变缓，水从坡顶流下带来了物质的堆积，土层会明显变厚，并且水分向下入渗增多，淀积粘化作用增强，出现土层紧实的淀积层。

（二）土壤结构

灰色森林土一般腐殖质层为较弱的团粒结构，随着海拔和坡度的升高，团粒结构越来越弱；粘化层在坡脚表现为极细的弱块状结构，并且随海拔升高和坡度的增大越来越不典型；接近森林顶部时，由于坡度变缓，水分下渗增多，又出现粘化层，表现为中块状结构。

腐殖质层仍是弱团粒结构，BC过渡层是弱块结构。

总结

虽然总体来说土壤的形成因素是生物，地形，时间，气候，母质和人为影响等六大因素，因此考察土壤差异时也应该将这六大因素考虑在内，才能将土壤分类出各种各样的土壤类型。

但是在小尺度土壤考察时，尤其是坝上土壤实习调查中，由于坝上属于半干旱气候，因此影响植物生长的主导限制因素就是水分。

又因为坝上地区位于山区，是河北省平均海拔最高的地区，所以地形是影响水分的主导因素，所以地形因素间接影响了生物因素，所以影响土壤的生物因素可以一部分归结到地形因素中去。

因此我们考察坝上地区没一个剖面土壤形成差异的时候一定要着重考虑地形对它的影响。

而在地形影响因素中，我们又要分析到底是坡向、坡位还是坡度对其起到主导作用，或者是三者兼顾。

总之，在进行土壤调查是要分清主要成土因素，对其进行着重考察，又要全面分析各种因素，不能片面分析某一个方面，夸大其对土壤形成的影响。

争取做到准确，细致，科学，全面地进行土壤调查。