土壤容重空间变化：祁连山绿洲荒漠区生态水文研究成果

土壤容重在不同地区的取值大小不一，沙土的结构差，土壤容重变化范围为1.4～1.7 g/cm3；农业土壤比较肥沃且结构良好，土壤容重范围为1.1～1.4 g/cm3；森林土壤容重更小，一般小于1 g/cm3。决定土壤容重的因素有土壤孔隙、土壤质地和土壤有机质，好的土壤容重也反映了该地区具有优良的土壤结构和土壤肥力。

4.3.1　哈溪林区土壤容重在海拔梯度上的变化

图5是哈溪林区不同土壤剖面上土层由上到下土壤容重的变化。此图明显呈现了该地区森林土壤容重随土壤深度增加大幅递增的趋势，符合庞学勇［50］对岷江柏分布区研究的表层土壤容重明显小于下层土壤的结论。在20～40 cm的土层上，土壤容重随海拔梯度逐渐减小，并且在高海拔变化趋于平缓；表层土壤容重在海拔梯度上变化不大。进一步统计分析得出，该林区海拔梯度上0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土层土壤容重平均值为（0.58±0.04）g/cm3、（0.72±0.12）g/cm3、（0.85±0.15）g/cm3。以上三层土壤容重变异系数分别为7.51％、17.21％、17.73％，即在海拔梯度上0～10 cm土层容重表现为弱变异性，10～20 cm、20～40 cm的土层为中等变异性。

4.3.2　西水林区土壤容重在海拔梯度上的变化

从图6可以看出，在西水的青海云杉林土壤中，土壤容重同样遵循随土壤深度增加逐渐变大的规律。表层（0～10 cm）土壤容重最小，平均值为（0.49±0.09）g/cm3，变异系数是18.14％。其原因是表层枯落物积累较多，可以分解并储存较多的有机物，土壤有机质含量与土壤容重值大致呈负相关趋势［51］，由此导致了表层土壤容重变小。中上层（10～20 cm）、中下层（20～40 cm）和下层（40～60 cm）土壤容重均值比较接近，分别为（0.71±0.18）g/cm3、（0.84±0.24）g/cm3和（0.88±0.18）g/cm3，以上三层土壤容重在海拔梯度上大致都表现为先增大后减小的趋势。结合表5可知，土壤容重最大的层次多为粉沙壤土，由此可见土壤容重与土壤质地密切相关。在图6中，土壤中上层（10～20 cm）、中下层（20～40 cm）、下层（40～60 cm）的土壤容重沿海拔梯度变化都是先增大后减小的趋势。但中上层和中下层变化趋势更为接近，整体滞后于下层的变化，且以上三层明显不同于表层的变化。原因可能是表层以下土壤有机质含量相近，上层土壤有机质含量大于下层土壤有机质，高海拔土壤有机质大于低海拔土壤有机质，土壤有机质又很大程度上影响了容重的变化。

图5　哈溪林区不同海拔上土壤容重的变化

图6　西水林区土壤容重在不同海拔土壤容重的变化(www.xing528.com)

4.3.3　祁丰林区土壤容重在海拔梯度上的变化

表7为祁丰林区青海云杉林不同土层在多个海拔平均土壤容重统计特征值，其中，10～20cm、20～40 cm土层的平均值为（0.74±0.07）g/cm3、（0.73±0.09）g/cm3，均小于0～10 cm的（0.81±0.05）g/cm3。20～40 cm土层的变异系数为11.74％，属中等变异性，其他为弱变异性。

表7　祁丰林区土壤含水量统计特征值

和祁连山东、中段相比，位于西段的西水林区表现的林分郁闭度较小，土壤比较干旱，林内地表枯落物减少。这些因素的综合，使该地区土壤容重有很多的不同之处。首先结合图7得出，祁丰林区土壤容重随土层深度的变化范围不大，变异系数为5.74％。该段土壤容重与东、中段在土壤剖面的走势上表现出较大的差异性，表现为从上到下容重逐渐减小，但在海拔3000 m和3100 m土壤下层容重出现了明显的不同，底层土壤容重大于上层土壤。分析其原因为，祁丰高海拔处的土壤母质层多为沙壤土，有甚者含有较多石砾，土壤发育还不够成熟，故导致土壤容重变大。海拔2700 m土壤容重整体偏小的外在表现是，该处青海云杉林长势不良，树高和胸径比其他海拔的小，林分郁闭度小，地面有机物积累量小，从而使容重变小。

图7　祁丰林区土壤容重沿不同海拔梯度的变化