湘东平江幕阜山土壤研究初探

邓泽澍， 盛 浩， 黄得志， 尹泽润， 田 宇， 李源钊

(湖南农业大学资源环境学院， 湖南 长沙 410128)

珍贵的土壤资源不仅是农林产业的基础，也是人类文明的“摇篮”。其中，山地土壤作为支撑山区人口生计、产业发展的物质基础，其生态尤为脆弱，对气候和土地利用变化敏感[1]。湖南省素有“七山一水二分田”之说，在湘鄂赣交界地带，分布着一系列北东—南西走向呈“雁行式”排列的山脉——幕阜山脉。幕阜山脉为典型中亚热带花岗岩山体[2]，主峰一峰尖最高海拔1 598.6 m，植被和土壤垂直带谱的区域代表性强。

近20年来，有关幕阜山岩石、植被群落和昆虫已有一定研究[3-5]，但土壤发生性质、土壤分类与肥力评价仍未见报道。幕阜山脉形成的地质年龄相对较轻(燕山期，距今约6 500万～1.5亿年)，在现代构造运动强烈作用下，山高坡陡沟深，容易产生水土流失、发育不成熟的土壤[6]。然而，有关地质形成年龄相对较短的花岗岩中山山地土壤的形成、分类和分布、肥力性质仍有待深入研究[6-8]。因此，本研究通过搜集幕阜山成土环境资料，结合野外土壤调查、室内土壤理化性质的综合分析，幕阜山主峰垂直样带的土壤形成环境与条件、地理发生分类和土壤肥力性质，为保护和合理利用幕阜山土壤资源提供基础资料和科学依据。

1 成土因素与环境条件

1.1 地形地貌

幕阜山为典型侵蚀剥蚀构造中山地貌，呈东北—西南走向。地势西北高，由西北向东南呈阶梯式倾斜。主峰一峰尖最高海拔1 598.6 m，山脚南江镇最低海拔155 m，相对高差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、东部和南部、海拔>1 200 m的山顶，可划分为峭壁区、陡峭区、缓坡区、丘夷区4个地貌类型区[9]。

域内3条主脉呈鱼叉状延伸，第1条向东往天岳堂、流水庵、九龙池和天岳关；第2条向西南经二尖峰、云腾寺、张果老再往五角山指向望城；第3条向南经大梗上、山西岭，沿凤凰山而下伸向长平短陷。域内共有海拔>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 气候和水热

幕阜山地处中亚热带向北亚热带的过渡带，山脚基带气候为典型中亚热带湿润季风气候，但随海拔升高，山体中上部盛行山地温凉湿润气候。山地年平均温8.6～15.8 ℃，年降雨量1 460.9 ～1 978.8 mm，>10 ℃年积温2 521～4 078 ℃，无霜期184～243 d[11]。幕阜山为湘东暴雨中心，夏季凉爽多雨，冬春季云雾较多。溪流纵横，高达61条。水资源丰富，山地多年平均径流系数0.375，4—7月为丰水期，11—12月为枯水期[9]。山脚有两处温泉，为当地稀有地热资源。

1.3 母质和时间

母岩成分单一。成土母质主要为燕山晚期酸性岩浆岩侵入的二长花岗岩风化物[12-13]。二长花岗岩风化壳较厚，中粗砂粒较多，容易发生粒状物理崩解，风化产物中原生矿物残留较多，呈酸性[14]。在西北部的峭壁和陡峭区，母质和土壤均难以保存，土体浅薄，发育很不成熟。

1.4 植被

中山植被垂直带性显著，以阔叶林、针叶林和灌草丛为主。在海拔<500 m地带，分布次生常绿阔叶林、毛竹林和松、杉人工林；在海拔500～950 m地带，分布次生常绿—落叶阔叶混交林、毛竹林和杉木人工林；在海拔950～1 500 m地带，分布落叶阔叶林、针阔叶混交林和温性针叶林；在>1 500 m的山顶，分布矮林、灌草丛。

1.5 其它因素

幕阜山是溪流纵横，河流溪谷季节性洪水泛滥的平原，经常在植物群落没有明显变化的条件下，土壤表面就增加了大量新的母质。在新冲积、泛滥母质基础上，开始新的土壤形成过程。花岗岩中山地质灾害也是一个重要的土壤形成因素[15]。主要地质灾害类型有滑坡、崩塌、泥石流和山洪暴发，影响山地局部土体发育。强烈的水土流失不仅带走肥沃表土，极端情况下甚至侵蚀风化表层，直到母质出露[16]。在地形抬升区，侵蚀基准面下切，土体受到不同程度的侵蚀、剥蚀和风蚀，在新的条件下开始成土过程。在地形下降区，堆积作用开始，原来土壤可能被新覆盖层掩埋，演变为地质埋藏土壤[17]。水土流失在山地土壤形成过程中的地位和作用仍有待深入探索。此外，退耕还林、植树造林和封山育林的人工生态恢复措施、长期酸沉降也影响山地土壤形成过程与演变方向[18]。

2 土壤类型与分布

土壤类型和演变是母质、地形、生物、气候、时间和其他成土因素综合作用的结果。据实地调查与成土因素综合分析，幕阜山主峰从山脚到山顶，主要分布铁铝土、人为土、淋溶土和半水成土4个土纲(表1)。

表1 幕阜山土壤的发生分类系统Tab.1 Soil genetic classification system in Mufushan剖面号海拔/m土纲土类亚类土属土种1166铁铝土红壤红壤花岗岩红壤中腐厚土花岗岩红壤2263铁铝土红壤红壤花岗岩红壤中腐厚土花岗岩红壤3551人为土水稻土潴育性水稻土麻沙泥麻沙田4592铁铝土红壤黄红壤花岗岩黄红壤厚腐厚土花岗岩黄红壤5709铁铝土红壤红壤性土花岗岩红壤性土中腐花岗岩红壤性土6764铁铝土红壤黄红壤花岗岩黄红壤中腐厚土花岗岩黄红壤7901铁铝土黄壤黄壤花岗岩黄壤厚腐中土花岗岩黄壤81 083铁铝土黄壤黄壤性土花岗岩黄壤性土中腐花岗岩黄壤性土91 303淋溶土黄棕壤暗黄棕壤花岗岩暗黄棕壤厚腐厚土花岗岩暗黄棕壤101 441淋溶土黄棕壤暗黄棕壤花岗岩暗黄棕壤厚腐厚土花岗岩暗黄棕壤111 582半水成土山地草甸土山地灌丛草甸土花岗岩山地灌丛草甸土麻沙草甸土

土类的山地垂直分布规律如下：海拔800 m以下，分布红壤、水稻土；海拔800～1 200 m，分布黄壤；海拔1 200～1 500 m，分布黄棕壤；海拔>1 500 m山顶夷平地，分布山地草甸土(图1)。

3 土壤理化性质与肥力

幕阜山土体发育浅薄，表土层较薄(10～32 cm)(表2)。土壤质地多为砂壤土、壤土，土体中石英砂粒比例较高。土壤容重呈现随海拔升高而降低的趋势，土壤疏松有利于植物根系生长发育。土壤酸性，水的pH值介于4.67～5.96，其中水稻土pH最高(5.76)，其他土类pH偏低。

由于山地土壤生物富集作用较弱，腐殖质层较薄，土壤有机质、全氮和全磷含量较低。土壤全钾含量较高(20.17～41.32 g·kg-1)，主要与花岗岩风化物富含钾素有关。在不同土壤类型中，土壤有机质和全氮含量以黄壤(129.32 g·kg-1；3.53 g·kg-1)最高，以红壤性土最低(8.89 g·kg-1；0.25 g·kg-1)；土壤全磷含量以暗黄棕壤和山地灌丛草甸土相对较高(1.21～2.20 g·kg-1)，以红壤和红壤性土相对较低(0.34～1.20 g·kg-1)。此外，土壤有机质、全氮和全磷含量均有随海拔升高而增加的趋势。

根据《中国土壤普查技术》[19]中土壤资源评价的等级划分标准。幕阜山林地自然土壤质地以壤质和砂壤质为主，属于一等水平；土壤有机质含量为8.98～129.32 g·kg-1，属二级至五级水平。幕阜山花岗岩风化物发育的土壤幼年性强，抗水蚀能力较弱，土壤有机质含量变异大，水平总体偏低，应注重加强土壤资源保护，限制开垦耕作利用，特别注意防止水土流失。

表2 幕阜山表层土壤基本理化性质Tab.2 Basic physiochemical properties of top-soil in Mufushan剖面号海拔/m土壤亚类土层厚度/cm容重/(g·cm-3)土壤质地水提pH有机质/(g·kg-1)全氮/(g·kg-1)全磷/(g·kg-1)全钾/(g·kg-1)1166红壤161.44砂壤土4.8116.530.450.3441.322263红壤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红壤321.02砂壤土4.9550.721.781.2021.385709红壤性土151.12砂壤土5.288.890.250.4836.066764黄红壤100.84壤土4.6777.270.690.7620.177901黄壤240.92砂壤土4.84129.323.531.4328.1481 083黄壤性土150.97砂壤土5.0929.710.640.7737.7391 303暗黄棕壤220.95壤土4.9327.321.401.2140.22101 441暗黄棕壤310.99壤土4.7773.402.902.2029.42111 582山地灌丛草甸土180.90壤土5.0869.602.732.0430.56

4 结论与讨论

湘东幕阜山是地质年龄相对较短的中亚热带花岗岩中山，土层较浅薄、整体发育不成熟。而同样是中亚热带花岗岩中山的湘东大围山，由于地质年龄相对较长，其土层较为深厚、整体发育较为成熟[20]。这就证明时间因素影响土壤的形成。幕阜山土壤垂直带谱具有很好的区域代表性，其自上而下土壤亚类的分布与湖南省内大多数花岗岩中山极为相似，依次为：红壤/红壤性土—黄红壤—黄壤/黄壤性土—暗黄棕壤/黄棕壤性土—山地草甸土[11,21]。表层土壤质地以壤质、砂壤质为主，酸性，土壤氮素和磷素含量偏低，但钾素丰富；这可能与花岗岩风化速率慢，土体内部砂粒含量高，氮素和磷素极易随表层流失，但其风化的矿物中又含有大量的钾素有关[22-23]。土壤有机质含量为二级到五级水平；它的矿化和累积是土壤与生态环境之间物质和能量循环的一个重要环节；它与土壤的发生演变和土壤质量水平有着密切关系[24]。在以后的研究中，幕阜山土壤质量评价将是我们的重点任务。另外，幕阜山土壤生态脆弱，建议合理开发利用，注重土壤保护与水土保持。