单词 | 寒冻毡土 |
释义 | 【寒冻毡土】 拼译:frost-sod soil 曾称之为高山草甸土、草毡土等,1991年《中国土壤系统分类》(首次方案)中将其命名为寒冻毡土,意指森林闭郁线以上高山带土壤或无林山原高寒草甸植被下发育的土壤。高山土壤系列占中国土地总面积的1/4,主要分布在青藏高原以及西北高山区,海拔均在3500m以上,是重要的天然牧场及珍贵动植物的集中产地。寒冻毡土海拔高度在喜马拉雅山区4500-5500m,横断山区为4600~5200m,藏东北为4400~5200m,阿尔泰山东南部为2500~3300m,准噶尔盆地以西山地为2800~3000m,天山为2800m以上。在青海主要分布于昆仑山以南、唐古拉山以北,青南高原之玉树、果洛及黄南一带,海拔在4000~4700m之间的高原面及高山中下层。在祁连山东段海北州境内,多分布于3300~4000m的山地阳坡及宽谷地区。 寒冻毡土分布于湿润至半干润区域,在风、水及低温影响下,侵蚀堆积作用明显,多变的地形直接简接制约着成土过程中土壤与环境物质迁移和能量交换的强度,导致区域土壤发育程度的差异。区域母岩以沉积岩最为普遍,常见砂岩、砾岩、硅质板岩、红色泥岩及多种灰岩。母质以残积物、坡积物、冰积物、冰水沉积物及洪积、冲积物为主,天山及祁连山东段还出现黄土沉积母质。寒冻毡土集中分布的青藏高原主要受西风环流和西南季风的周期影响,区域气候严寒,年内仅分寒温两季,干冷季长(7~8个月)、温湿季短(4~5个月),垂直分异明显。年平均气温<-2℃,年积温(≥0℃)在600~1000℃,日较差大,每年具正负温交替的日数≥总日数的80%,土壤冻融交替频繁而强烈。区域大部为岛状冻土区或永冻土区。年降水400~800mm,集中于5月中下旬至9月上中旬,且随地形由东南向西北抬升而减少。年平均相对湿度52%~67%,多偏西大风,干冷的冬半年更盛。寒冻毡土的植被多为高寒草甸、高寒灌丛草甸和高寒草原化草甸。建群种都是耐低温的中生、中旱生或旱中生的多年生嵩草属植物,它们都是生长低矮稠密的短根茎密丛性草本,伴生种以猪牙蓼、圆穗蓼、龙胆、风毛菊、火绒草等杂类草及早熟禾、紫花针茅、异针茅等禾草为主,在高海拔地区,有垫状蚤缀、垫状点地梅等垫状植物入侵。寒冻毡土的成土特征:在高山高原生态环境中湿润、半干润区域发育的寒冻毡土,其成土过程特征主要为生草过程强烈、物质迁移季节性变化明显及低温冰冻影响突出。1.强烈的生草过程。高山带热量不足,大部为多年岛状冻土区或永冻土区,土壤热量主要来源于日辐射,地温上层高于下层,尤早春及根系生长的4~7月,5cm处土温(8℃左右)较10cm(6℃)高1.5~2℃,根系对地温高低极为敏感,常集中分布于较暖土层。建群的多种嵩草属植物,都是耐干寒的多年生短根茎密丛性草本植物,植株低矮,单株生产力小,但生长稠密,年生物净生产量达500~1250g/m2,其中58%~75%以上分配于地下。嵩草根系平均寿命略大于3年,土壤根系现存量达1000~3000g/m2以上,约6~9倍于产草量。嵩草根系虽可入土30~50cm,但其根茎重量可占总根量的85%以上,主要集中分布于0~10cm内,10cm以下的须状根系仅占15%。根茎中难分解物质较多,且须根柔嫩,死亡后分解迅速。地下部分的这种分配规律和分解特征,导致寒冻毡土中有机土壤物质集中于地表,向下突然减少,且呈草毡状积累的特有分布特征。2.风化发育和物质迁移特征。寒冻毡土以物理风化为主,化学风化和生物风化微弱,故成土过程中矿物分解、物质转化、元素的释放迁移虽普遍存在,但速率低,强度小。寒冻毡土Sa在8.49~10.12,Saf值在6.75~7.72,且母质层≤表土层,而土壤风化度μ值(表土k/Na/母层k/Na)平均为1.05,都说明其风化发育程度低。用成土过程中较稳定的TiO2作参比元素研究不同土层成土过程中元素的释放淋失或淀积富集证明,磷是A层生物富集最明显的元素,而钙是淋失下迁最强烈的物质,一般钙在As层有2/3以上迁出,A1有1/3以上淋失。但一般迁移距离短,常在剖面中下部淀积富集。所有元素的上迁或下移,都发生在暖季植物生长期中,而干冷季节土壤稳定冻结,物质移动趋于消失。3.低温冰冻作用。低温冰冻过程是高纬度极地土壤和高山地区的高寒土壤所共有,冰冻作用可视为区域的一种成土因素,而冰冻发生过程可视为负温控制区域的全部土壤所共有的形成过程,冰冻作用在温带虽可出现,但其影响强度和表现程度远非极地和高山地区强烈和明显。低温冰冻常不单独对成土过程产生影响,而是与其它条件多种配合而发生不同反映。低温冰冻的实质是在负温控制下,土壤强烈而频繁地冻融交替,制约着多种成土过程在剖面分化发育上共同影响的反映。高山地区低温可能逊于极地,但冻融交替的频度却远盛于极地。它与生物作用的配合控制了寒冻毡土有机土壤物质的补充和分配、矿化和积累(在形式和数量方面);低温和湿度的配合制约着寒冻毡土的矿物风化和物质释放;冻融对土壤溶液的运行和物质迁移,对土壤扰动、侵蚀,结构的形成和地表形态、剖面形态发育的表现形式和强度均异于极地,与较低处的寒毡土也存在程度差异。在高山高原地区特有的生境和独特的成土过程制约下,寒冻毡土具下列特征特性。1.土壤发育年轻。分布于青藏高原、高山地区的寒冻毡土,脱离末次冰期低温控制而重新发育的时间仅1万年左右,比低纬度、低海拔地区的土壤成土时间短,绝对年龄小;同时,高山高原地区成土环境不稳定,侵蚀强烈,在冻融及风水影响下土体可被剥蚀而重新发育,故其绝对年龄很轻。寒冻毡土分布区在低温控制下以物理风化为主,生物风化及化学风化微弱,矿物分解不彻底且速率小,释放物质少。剖面呈现薄层性(土体厚30~50cm)、粗骨性(含砾多、细土部分也以细砂粒、粗粉粒为主);粘土矿物以石英、水化云母、伊利石为主,B层发育不典型,相对年龄更轻。2.生物积累明显。寒冻毡土是区域主要的天然牧场,在当前放牧强度过大的情况下,植物地上部分常被牲畜和野生动物过度采食,土壤有机物补充主要依靠地下根系。短根茎密丛性的多年生嵩草属植物,根系发育强大,但受其生物学特性和寒冻毡土的水热条件制约,85%以上集中分布于0~10cm土层。根系死亡后,在冷季因土壤稳定冻结而不能分解,而暖季土温仍低,加之此时降水多,土壤湿度大,通气差,尤因土壤水热环境恶劣,土壤微生物数量少、活性低,死亡根系分解弱,可呈原状长期保存,且与活根相互交织盘结成具一定弹性的草毡状有机土壤物质贮存于土体,形成植毡覆盖于地表而称为草毡表层。草毡表层中所含草毡状有机土壤物质的重量可占土层重量的7%~20%,其体积平均占该层细土物质(<2mm)体积的80%,其外观表现为活根和保持原状的死根相互交织盘结,根系间充满着半分解的粗有机物碎屑和呈屑粒状或小团块状的矿质结构体,发育成熟的草毡表层具弹性。3.腐殖质含量高。腐殖质是寒冻毡土中有机物较稳定的部分,平均含量可达12%,由于腐殖物质的染色,寒冻毡土的颜色较深,色调暗,彩度低,亮度小,腐殖质层呈暗棕(7.5yR3/4)至暗灰棕(5yR4/2),统计证实,寒冻毡土的腐殖质组成中以胡敏素为主,可占其总量的64%左右,高于寒毡土(59%)和一般土壤(50%),而胡敏酸含量等于或略大于富里酸。4.营养物质贮量丰富。受土壤发育阶段和生物固定影响,土壤养分丰富,贮量高,N、P、K全量平均为0.491%、0.18%及2.23%,属高含量土类之一。除K外,全N全P与土壤有机质含量呈直线正相关,说明它们主要以有机态形式存在。由于受水热条件和微生物活性低的制约,其有效化程度低,有效P(1kg土含2~5mg)、硝态N及铵态N(1kg土含30~50mg)均低,土壤-植物间养分交换速率低。5.水热条件特性。寒冻毡土含水量虽低于寒毡土,但年内水分控层段全部或部分呈现干燥的时间远小于90d,具湿润水分状况。寒冻毡土分布部位高于寒毡土,地温更低,具寒冻或永冻土壤温度状况。根据1米土层内石灰淀积状况,将寒冻毡土区分为2个亚类,即普通寒冻毡土是0~100cm范围内无钙积层;钙积寒冻毡土是0~100cm范围内有钙积层。【参考文献】:1 熊毅,李庆逵主编.中国土壤,1987,2922 南京大学,中山大学,北京大学,西北大学,兰州大学合编.土壤学基础与土壤地理学,1980,2633 左克成,乐炎舟.土壤学报,1980,4:174 左克成.中国土壤学会第3次代表大会即学会年会论文集(中册),1983,38~395 乐炎舟,左克成,张金霞.高寒草甸生态系统,1982,1:19(中国科学院西北高原生物研究所鲍新奎副研究员撰) |
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