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土壤地理學(xué)實習(xí)報告
一.實習(xí)概況
所謂讀萬卷書不如行萬里路,衡山土壤學(xué)實習(xí)報告。在課堂上,我們學(xué)習(xí)了很多的理論知識,但是如果我們在實際當中不能靈活運用,那就等于沒有學(xué)。而實習(xí)就是將我們在課堂上學(xué)的理論知識運用到實戰(zhàn)當中去。
衡山,又名南岳,是我國五岳之一,位于湖南省衡陽市南岳區(qū)。衡山地處湘江中游,位于北緯27°10′~27°20′,東經(jīng)112°34′~112°44′,北起福田鎮(zhèn),南至樟木市,東起南岳鎮(zhèn),西至界牌,面積約為342平方公里,自隋文帝起,衡山被譽為天下南岳。衡山的植被和土壤狀況都比較典型,我們在 2015年9月25日~2015年9月30日對衡山進行了實習(xí)考察,學(xué)到了許多有關(guān)土壤和生物地理方面的知識。
二.實習(xí)內(nèi)容
1.衡山土壤形成的自然條件
衡山主體為燕山期花崗巖,屬于受一定程度變質(zhì)的黑云母斜長花崗巖。由于斷層發(fā)育,前山多懸崖峭壁,地勢陡峻,后山較平緩。礦物組成長石約50%,石英 30%,黑云母10%,還有白云母、斜長石和金紅石等。由長石、石英和云母組成的偉晶質(zhì)花崗巖,節(jié)理發(fā)育,抗風(fēng)化能力弱,形成幾米到數(shù)十米厚的風(fēng)化層。衡山大部分地區(qū)的土壤土層深厚,質(zhì)地較輕,為砂壤或砂土;◢弾r外圍分布有第三紀紅色巖系和前泥盆紀的淺變質(zhì)巖,這些地區(qū)發(fā)育的土壤土層較薄,質(zhì)地粘重。衡山山麓地區(qū),東部主要為花崗巖,具三組節(jié)理,常有石英脈。西部主要為第三紀紅色巖系和志留奧陶紀石英砂巖及千枚狀面巖,在巖性方面,紅色巖系比較軟弱。自喜馬拉雅運動以后,衡山東西兩側(cè)發(fā)生巨大斷層,形成許多高峰、斷崖和峽谷等。在上述地質(zhì)地貌條件下,土壤成土母質(zhì)多為花崗巖風(fēng)化后的殘積物和堆積物,剖面多礫石。
衡山屬中亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤,南北來往氣流頻繁,降水豐富,干濕季節(jié)不明顯,溫度和濕度垂直變化明顯。氣象記錄顯示,海拔70米處的山下年平均溫度17.5℃,最冷月平均溫度5.0℃,最熱月平均溫度29.7℃,年降水量1509.5毫米,以3~6月雨量最多,無明顯干季。海拔560米處的半山亭年平均降水量為1659.8毫米,海拔 1230米處的山頂年平均溫度11.3℃,最冷月平均溫度0.08℃,年降水量最高可達2342.6毫米。由于溝谷深遠,云霧彌漫,全年霧日多達253 天,海拔800米以上,云海茫茫,峰巒時隱時現(xiàn),衡岳煙云名聞天下。山上風(fēng)速大,望日臺年平均風(fēng)速6米/秒,為山下三倍,最大風(fēng)速高達40米/秒,主峰全年七級以上風(fēng)速達126天,最大達10級。
衡山土壤類型分布有一定規(guī)律,自下而上依次分布著紅壤—山地紅壤―山地黃壤―山地黃棕壤―山地草甸土。
2.衡山主要土壤類型
特殊的自然條件對衡山土壤的發(fā)育產(chǎn)生了深刻影響,在不同的海拔高度上發(fā)育著不同的土壤類型,從山下到山頂呈現(xiàn)出有一定規(guī)律的土壤類型分布。
2.1紅壤:主要分布在低山丘陵,生物氣候條件與水平地帶相似
根據(jù)衡山縣氣象記錄,紅壤分布的低山丘陵年平均溫度17.5℃,年降水量1509.5毫米,主要植被是馬尾松林和人工栽培的油桐油茶林,也有不少山丘是灌叢草坡,水土流失嚴重。成土母質(zhì)和母巖有花崗巖、第三紀紅色巖系、前泥盆紀淺變質(zhì)巖系和第四紀紅色粘土等。
2.2山地紅壤:主要分布在海拔650米以下地區(qū)
主要植被有馬尾松林、杉木林、灌叢和草坡,成土母質(zhì)以花崗巖風(fēng)化體的坡積物為主,其次是前泥盆紀淺變質(zhì)巖系和第三紀紅色巖系的風(fēng)化體。衡山東南坡延壽亭附近發(fā)育有典型的山地紅壤,其海拔400米,坡度25°,母質(zhì)為花崗巖風(fēng)化體的坡積物,植被是馬尾松林。
我們在延壽亭公路旁做了土壤采樣,如右圖:
衡山山地紅壤在高溫高濕的氣候條件下,成土母質(zhì)是花崗巖,其母巖成分為石英、長石、云母和角閃石。挖好土壤剖面后,要用小刀自上而下修剖面,以恢復(fù)在挖掘過程中被破壞了自然狀態(tài)的土壤,這樣才可以觀察到真實的
剖面情況。記錄完剖面形態(tài)特征后,為了避免上層土壤與下層土壤混在一起,可以自下而上逐層采集樣品,通常采集各土層中部位置的土壤,而不是整個發(fā)生層都采。
剖面一 山地紅壤 數(shù)據(jù)
剖面一:山地紅壤 地點:衡山延壽亭往上的公路邊 天氣:雨 海拔:400m 母巖:第一期侵入花崗巖 地面植物:馬尾松
在野外進行土壤調(diào)查的時候,可從剖面上刮下一些土壤,然后利用搓條的方法初步判斷該土壤是砂土、壤土還是粘土。若該土壤不能夠搓成條則為砂土,若可以搓成條,但是會斷成一截一截的則為壤土,而可以搓成很光亮且能成環(huán)而不斷的則為粘土。要判斷土壤干濕程度可以刮下一些土壤握在手中,若可捏出水則該土壤為濕,沒水但可以捏成團的為潤,若該土壤摸上去涼且松散則為潮。
在母質(zhì)、氣候、地形、生物、時間和人為六大成土要素中,衡山的主體是花崗巖,母質(zhì)單純,造成衡山土壤垂直分布差異的主導(dǎo)因素是氣候,通過地形影響氣候,調(diào)節(jié)水熱再分配。由于地形抬升造成水熱再分配,山頂比山腳的年降水量約增加600毫米,氣溫約下降6℃,使得衡山土壤呈現(xiàn)出明顯的垂直地帶性。在不同的海拔高度上,風(fēng)力對植被類型分布也有一定影響,進而通過提供有機質(zhì)對土壤的垂直分布產(chǎn)生影響,人為因素破壞植被也起到了一定作用。
2.3山地黃壤:主要分布在海拔700~950米,山地紅壤帶排水不良和植被茂密的陰濕處,與下面的山地紅壤和上面的山地準黃壤呈交錯分布
主要植被有馬尾松與杉木混交林、柳杉林以及箭竹灌叢等,成土母質(zhì)主要為花崗巖風(fēng)化體的殘積坡積物,地勢陡峻,平均坡度在30°以上,土壤厚度比山地紅壤淺薄一些。典型剖面位于藏經(jīng)殿附近,海拔1000米左右,主要植被是常綠闊葉林殼斗科。
藏經(jīng)殿附近的土壤剖面處于陽坡,陽光照射強,溫度較高,有利于脫硅富鋁化過程的發(fā)生,鐵游離程度比山地黃棕壤高,土壤粘粒礦物組成中以1:1型高嶺石占優(yōu)勢,實習(xí)報告[http://www.zxyd.net],衡山土壤學(xué)實習(xí)報告。其成土的主要因素是地形,由坡向主導(dǎo),植被為生長茂密的箭竹灌叢,成土母質(zhì)主要是花崗巖風(fēng)化體的殘積坡積物。
剖面二 山地黃壤 數(shù)據(jù)
剖面二:山地黃壤 地點:衡山藏經(jīng)殿附近 天氣:陰 海拔:1045m 母巖:第二期侵入二云母花崗巖 地面植物:甜櫧 日期:2015-9-28
A層土壤偏黑,腐殖質(zhì)較少,較疏松,根系較多。B層土壤黃色,淀積層基本上沒有腐殖質(zhì),云母含量高,有滾石等侵入體,緊實粘土,有鐵游離,但沒有看到鐵膠膜和網(wǎng)紋, 故鐵游離沒有山地紅壤那么明顯,沒有山地紅壤一點點的紅色,不過鐵游離程度比準黃壤大。BC層土壤呈黃色,比B層顏色淺一些,非母質(zhì)色,有鐵鋁化過程,但程度不深,云母多,2:1型礦物,片狀,亮晶晶,可能是受母質(zhì)影響,此處的母質(zhì)是二云母花崗巖,所以上層土壤中含有大量云母。
2.4山地黃棕壤:主要分布在海拔900~1200米地區(qū)
植被為常綠闊葉林,混有落葉樹種,由于人類活動影響,自然植被久已破壞,只在寺廟附近殘存成片常綠闊葉林,大部分地區(qū)為箭竹、映山紅和美麗胡枝子灌叢,母質(zhì)主要為花崗巖風(fēng)化物。典型剖面位于觀日臺附近,海拔1200米,其剖面數(shù)據(jù)如下:
剖面三 山地黃棕壤 數(shù)據(jù)
剖面三:山地黃棕壤 地點:衡山望日臺附近(上封寺) 天氣:雨 海拔:1245m 母巖:第一期侵入花崗巖(二長花崗巖) 地面植物:多脈青岡、水青岡 日期:2015-9-27
山地準黃壤有黃壤的性質(zhì),但偏棕色,說明鐵的游離度比黃壤低,山地準黃壤和山地黃壤都是鐵游離出來,但形成鐵的氧化物不一樣。山地準黃壤是鐵硅鋁土綱,硅還沒有完全分離,戳后手上有比較多的云母片殘留,說明硅酸鹽礦物的風(fēng)化程度不夠,有比較多的硅酸鹽礦物殘留。
土壤剖面處于陰坡,陽光照射少,溫度較低,而海拔高,降水量大,弱脫硅富鋁化作用有利于2:1型的水化云母存在,并且使得土壤中含有相當量游離鐵,呈現(xiàn)黃紅色。剖面枯枝落葉層很厚,腐殖質(zhì)層也比較厚,由于熱量不足,鐵的游離和風(fēng)化都沒有紅壤高,這里的植被主要是常綠闊葉林,主要樹種有多脈青岡和石櫟等,林下灌木有美麗新姜子、綠葉甘姜和尖葉山茶等,植物成為很重要的成土要素。
2.5山地草甸土:主要分布在祝融峰、白石峰和芙蓉峰等高峰的頂部,面積不大
植被為禾本科草甸群落,以芒草和野古草為主,成土母質(zhì)主要是花崗巖風(fēng)化殘積物。山地草甸土經(jīng)常處于濕潤狀態(tài),受冷暖季節(jié)影響明顯,生物積累過程旺盛,生成較厚的腐殖質(zhì)層,而心土層發(fā)育不明顯。
山地草甸土又稱為均腐土,其與森林土的主要區(qū)別在于草甸土的腐殖質(zhì)層厚,而且是逐漸遞減到B層,沒有陡減現(xiàn)象,森林土的腐殖質(zhì)大多聚集在A層,有陡減現(xiàn)象。由于森林土的腐殖質(zhì)主要來源于枯枝落葉,而草本有機質(zhì)年增長量和枯死量都相當高,在草甸植被下,易于進行嫌氣分解而聚積腐殖質(zhì),從而導(dǎo)致草甸土和森林土有差別。
3.衡山土壤垂直分布規(guī)律
衡山土壤的垂直分布與生物氣候和成土母質(zhì)有密切關(guān)系,海拔650米以下的低山丘陵和山地屬亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤,地帶性植被類型為常綠闊葉林。這里發(fā)育著鐵鋁土綱和濕潤鐵鋁土亞綱的紅壤,其主要成土過程為紅壤化,土壤具明顯的鐵鋁特征。由于人類干擾,自然植被久已破壞,生物富集作用不明顯,植被逆向演替,由常綠闊葉林―次生馬尾松林―灌叢―草坡,土壤演變?yōu)樯旨t壤―生草紅壤―侵蝕紅壤。
海拔650~950米地區(qū),雨量增加,植被茂盛,濕度較大,這里土壤發(fā)育以黃壤化為主,形成常濕潤鐵鋁土亞綱的黃壤,在衡山西北部較為明顯,東南部不明顯,尤其在本垂直帶的下部常與山地紅壤交錯分布或復(fù)區(qū)分布。
海拔900~1200米地區(qū),氣候溫涼濕潤,在寺廟附近尚分布有小面積闊葉林,或生長美麗胡枝子、映山紅和箭竹灌叢等。土壤發(fā)育程度和強度較弱,仍處于鐵硅鋁階段,其發(fā)育方向與山地黃壤類似,但由于溫度差別,土壤粘土礦物組成及陽離子交換量等與山地黃壤形成了差異,形成鐵硅鋁土綱常濕潤鐵硅鋁土亞綱的準黃壤。
山地頂部,氣候濕冷,風(fēng)大,樹木難以生長,植被以草甸群落為主,土壤發(fā)育草甸過程明顯。按照土壤發(fā)育程度及土壤剖面形態(tài)與化學(xué)性質(zhì)特點,其發(fā)育尚處于硅鋁化階段,盡管硅鋁率稍低,但排除三水鋁石直接自斜長石風(fēng)化的影響,應(yīng)歸為硅鋁土綱常濕潤硅鋁土亞綱的腐棕土,即草甸土。因此,衡山土壤類型分布有一定規(guī)律,自下而上依次分布著紅壤—山地紅壤―山地黃壤―山地黃棕壤―山地草甸土。
衡山土壤、植被垂直分布圖
三.后記
通過這次實習(xí),我們在土壤和生物地理方面都有了進一步的認識,學(xué)會了基本的野外土壤采樣與調(diào)查方法,親身體會了一些實地操作,了解了一些注意要點,加深了對各種土壤的認識與了解,學(xué)會了對調(diào)查結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理,運用了土壤地理的一些基本原理來進行分析,感覺收獲了很多。當然了,這次衡山之行姚老師由于身體原因,沒有與我們同行,使得我們無法在實地聽到姚老師的仔細講解,確實有些遺憾。
當然了,最后,我們要記得親近大自然的同時,要愛護植物,保護生態(tài)環(huán)境。
四.參考文獻
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[2] 吳甫成,方小敏. 衡山土壤之研究[J]. 土壤學(xué)報,2001,38(3):256-264.
[3] 吳甫成,丁紀祥,周濤. 衡山土壤腐殖質(zhì)研究[J]. 湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報,1997,20(1):85-90.
[4] 曾維琪,殷細寬. 衡山土壤的粘粒礦物[J]. 土壤學(xué)報,1986,23(3):243-249.
[5] 高冠民,竇秀英. 衡山之土壤[J]. 土壤通報,1965,1(1):35.
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