孟凡涛 王洪丽
摘 要:文章阐述了林地表层土壤中和土壤表面上腐殖质的类型和型组,对森林保护和林业生产有一定的指导和参考作用。
关键词:林地;土壤;表层;腐殖质;类型
1 表层腐殖质的形成和原始命名分类
雨水从活的植物叶片上冲洗下来的有机化合物,落到土壤上植物残落物的种类以及它们的分解过程,对行将形成的土壤类型都有深远的影响。在长期没有耕种过的土壤上,如原始森林(包括灌木林)、老草地上,这些过程看得最清楚。每种未受搅动过土壤,在其地表上和表土层内,存在着大量的未腐烂的植物残落物及腐殖质;这些有机物的分布状况,被人们不恰当地用腐殖质类型的名称来分类。说它用得不恰当,是因为腐殖质这个词应该只限定用来指有机胶体。例如,在酸性砂质土上的针叶林下,其腐殖质类型是不同于壤质或粘质土壤上的许多落叶林下的腐殖质类型的,而且,这两种腐殖质类型又不同于当地草地下的腐殖质类型。
每种腐殖质类型都具有两个或更多的层次,每一层又有着不同组型的腐殖质。典型地说,表层为比较新鲜的落叶层,底层则是充分腐殖质化的物质。腐殖质层次是根据它们的形态来划分的,由于常常需要用显微镜来鉴定其形态,所以或者说是根据其微形态来划分的。对于各种腐殖质类型和组类,至今不但还没有公认的分类方法和命名系统,而且,由于许多研究工作者把一种腐殖质类型的命名作为构成这一腐殖质类型的主要腐殖质组类的名称而把情况弄复杂化了。再者,近代还没有专论温带或热带地区所发现的各种腐殖质类型和组类进行过严谨的描述。
2 腐殖质类型区分原则
构成温带森林林褥的三种腐殖质类型已经得到广泛的承认,其中两种已有公认的名称,即细腐殖质和粗腐殖质;第三种还没有公认的名称,被用来称呼这种腐殖质的名称包括:昆虫细腐殖质、细腐殖质样粗腐殖质和酸性腐泥。粗腐殖质这个名称受过许多非议,因为它在英语语音上太象泥炭沼泽(moor),尽管粗腐殖质可能是泥炭沼泽上的腐殖质类型,但是,粗腐殖质和泥炭沼泽到底是完全不同的东西。
典型的粗腐殖质是矿质土壤表面上的一种腐殖质类型。它由三个层次或三种腐殖质组型构成。一是残落物层,即所谓的L层,它由新近的落叶组成,这些落叶刚开始分解;二是发酵层,或F层,在这里落叶遭到强烈的分解,但是还有许多落叶碎片仍然可以辨认得出来;还有一层是腐殖质层,或H层,它由暗色的无结构的腐殖质构成。这种腐殖质类型是一个紧密结合的毡垫层,并能从表土上剥离开来,在许多森林中,其厚度可达10-15厘米。一般说,产生粗腐殖质的植被总是强烈地把根扎在这个腐殖质层中,而且大部分甚至所有的根都是菌根。
细腐殖质是这样一种腐殖质类型,尽管其中有一部分在土壤表面,大部分是和矿质土壤混合起来的。在土壤表面的那部分,一般都是未曾受过多少分解作用的可以辨认的叶片,但是一年之内就消失了;而在土壤中的那部分,则完全消失了它所由生的植物残体的全部痕迹,尽管它往往含有许多纤细的还没有分解的死根,但都仍在原来的位置。细腐殖质是松脆的,褐色至暗褐色,在上部5-10厘米的土壤中,它的含量难得有超过10%的。其层次的下限通常是不明显的。矿质土壤中腐殖质类型和腐殖质组型都称为细腐殖质。
酸性腐泥腐殖质一般都是在土壤表层上,它和矿质土壤往往没有清楚的分界线,酸性腐泥层的底部含有相当多的矿质颗粒。酸性腐泥不同于粗腐殖质的地方,在于它更疏松和更多孔,其残落物层的特点则是叶子因受土壤节足动物的吃食而形成千疮百孔支离破碎。残落物下面的层次,用显微镜可以看到其大部分都有虫粪和动物的体外骨骼。因此,酸性腐泥就暗含着其植物碎屑的混合作用是由那些比蚯蚓还小的动物所完成的。在这层中的腐殖质类型和腐殖质组型都叫做酸性腐泥。随着条件变得更适合蚯蚓活动,酸性腐泥就逐渐变成细腐殖质。
3 腐殖质类型与土壤表层生物群体活动
土壤、气候和植被决定着什么类型的土壤生物群体能够在当地繁盛滋长,从而控制着这些腐殖质类型中的哪一种是该地的占优势的腐殖质类型。细腐殖质只限定在这样的土壤中形成:其上生长着某些种类的阔叶树或草类植物,土壤中有着大量蚯蚓,它们依靠土壤表面上的腐烂的叶片过活,同时吞食土壤,最后把已浸软消化了的叶片组织和土壤的混合物以蚯蚓的形式排泄出来。所以,细腐殖质层的深度就是蚯蚓活动所及的深度。因此,细腐殖质只有在不太酸(PH值通常大于5)的、含粗砂不很多(质地常常是壤质至粘质)的、土层厚度又足以有利于蚯蚓冬眠和夏眠(因此土壤厚度往往要达到70厘米以上)的土壤中才能形成。
最极端的粗腐殖质是在落叶层很不适于多数的土壤动物区系食用,因而真菌成了分解作用的主导有机体这样一种土壤条件下形成的。落叶之所以不适食用,大概是由于这些植被的叶片富含水溶性多元酚,它们易聚合成单宁,再和叶蛋白反反应生成稳定的单宁化产物。多元酚的特殊类型可能就是无色花青苷,在土壤肥力低的环境下生长形成的粗腐殖质的植被中富有无色花青苷的趋势。这是否就是这些树叶不适口的唯一的原因,还不能确定。因为同一品种树木的落叶是产生细腐殖质,还是产生粗腐殖质,这要决定于土壤条件;这种差异的发生是否是由叶片中多元酚含量的显著不同所使然,也没有得到确定。F层的特点是常常具有许多细的白色真菌菌丝,这里主要的节足动物是螨类,它们能把叶子的内含物吸个精光。土壤的特点是极酸性而又贫瘠,常常是砂质土,植被为针叶林。酸性腐泥类型则成为中间类型。土壤和植被条件虽然对蚯蚓不适宜,但是,植物残落物除了为螨类所乐食而外,也是很多种的节足动物如甲虫幼虫所喜吃的。