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本 科 毕 业 论 文题目：校友园建设对蓁山山地土壤环境的影响研究姓名李平院系生命科学学院专业生物科学年级2008级学号20082513255指导教师赵雪2012年5月10日 目 录1 前言- 1 -1.1 校友园文化- 2 - 1.2 蓁山校友园概况- 2 - 1.3人工果园对土壤影响的可能性原因- 2 - 1.3.1土壤PH改变的可能性原因- 2 - 1.3.2 土壤质地改变的可能性原因- 3 - 1.3.3 土壤有机质改变的可能性原因- 3 - 1.3.4 土壤速效磷改变改变的可能性原因- 3 - 1.4研究目的- 3 -2 研究方法- 3 - 2.1 研究地的特征- 3 - 2.2 实验设计与样品采集- 4 - 2.3 土壤理化性质的测定- 4 -3 研究结果与分析- 4 - 3.1 土壤物理性状变化- 4 - 3.1.1 土壤机械组成- 4 - 3.2土壤化学性状变化- 6 - 3.2.1 土壤PH- 6 - 3.2.2 土壤有机质- 6 - 3.2.3 土壤速效磷- 6 -4 实验结论与讨论- 7 -参考文献- 7 -致谢- 8 -鲁东大学本科毕业论文校友园建设对蓁山山地土壤环境的影响研究李平（生命科学学院,生物科学,08级科本1班,20082513255）摘要：本文通过对校友园不同样地土壤的采集以及对各样地土壤进行物理化学性质分析，通过比较总结出校友园由于建设人工果园对蓁山土壤环境产生的一些理化性质的变化，并进一步分析这些变化可能对植物的种植以及植被的恢复产生怎样的影响。最后就可能出现的问题提出一些可行的建议。结果表明：人工对土地翻种，土地裸露，使土壤pH产生一定的波动，土壤粘粒成分已经出现流失，影响土壤保水保肥能力，并且土壤有机质出现明显的减少。根据土壤的具体理化性质进行合理的管理，对校友园以后的健康发展有很好的应用前景。 关键词：蓁山; 土壤环境; 人工果园A Study on the role of Alumni garden construction in the soil environmental of Zhen mountainLipingCollege of Life Science, Biological science, Grade2008, class one, 20082513255 Abstract: Through the soil acquisition of the lands from the alumni garden and analyze the physical and chemical properties of the different soil, this article sums up some changes of physical and chemical properties after artificial planting fruit trees of the Zhen mountain by comparing these differences, and further to analyze what effect the change is likely to happen to the growing plants and vegetation restoration production. The results show that, Artificial land to a turn, land bare, make the soil pH produce certain wave, soil viscous grain composition has been lost, they affect the soil retention of fat ability, and decrease the soil organic matter obviously. Concrete management to the alumni garden reasonable according to the soil physical and chemical properties, it has a very good application prospects to the healthy development of the alumni garden in the future. Key Words: Zhen mountain; soil environment; Artificial orchard1 前言1.1 校友园文化校友文化是社会观察学校的窗口，是校园文化建设的重要部分，也是一种最能促进师生价值认同感的特殊的文化形态1。鲁东大学，地处美丽的渤海之滨，有着80多年的悠久历史，校友文化更是有着特殊深厚的韵味。在鲁东大学80年校庆之际，校友园在众多校友的支持和捐助下也开始逐步进入大家的视线并趋于完善，对促进学校的发展和校友之间的感恩交流有着很重要的作用。校友园的建设有利于学校文化发展。但土壤水分和有机质是群落的重要组成成分2。土壤有机质含量对林木生长有重要影响。土壤水分也是植物新陈代谢所必须的3。pH对土壤中微生物的活性有重要影响,微生物参与一系列重要的生物化学过程与物质循环,从而推动土壤的代谢过程,影响林木的生长。由于土壤的翻耕、地表的裸露以及土壤的松弛，会导致土壤营养物质的流失，破坏土壤肥力，影响地表的生态平衡。 1.2 蓁山校友园概况 蓁山属山东半岛北部黄海沿岸丘陵，其范围北至胡家山，南至蛇蟒定，主体呈北北东南南西走向。由胡家山、乳子山、黄金顶、牟家大顶、周家石山、夹描顶、蛇蟒顶等山峰与连接他们的山脊组成。地带性气候属于温带季风气候。本区土壤为棕壤,成土母质为花岗岩,土色棕黄,微酸性,土层深厚,通气良好,能蓄水保肥。校友园在人工改造之前属于山坡天然、半天然森林群落，具有良好的自组织能力和稳定的生态功能。校友园在建设过程中使用大型机械进行土壤翻耕，建造人工湖、人工杏坛，种植人工果树，使天然林被人工单一的果树取代，由于人类活动频繁，土壤表层裸露，土壤松弛，。 与人工林相比，天然林具有很丰富的物种多样性，结构比较复杂，功能比较稳定，营养结构合理。林地表面积聚的大量枯枝败叶以及茂盛的草本植物有很好的蓄水保肥作用，可减少土壤养分的流失，增加土壤的湿度，为地面的生物提供适宜的生活环境。同时，天然林由于繁茂的枝叶也能减小风速；削弱阳光对土壤的直接暴晒，降低温度；吸收二氧化碳，净化空气，能够为周边提供一个良好的生态环境。原始森林砍伐后种植人工林，土壤有机碳含量降低15%，在降水大于1500mm的地区其土壤有机碳含量降低56%，而且要在40年后土壤有机碳储量才能恢复到原始森林的初期水平4。土壤有机质作为土壤的重要组成部分。尽管土壤有机质只占土壤总量很少一部分，但它对土壤物理、化学和生物学性质有着深刻的影响，在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面具有很重要的作用和意义5。土壤质地和肥力、土层的深度、土壤温度和水分以及土壤的理化特性等均直接影响果树根系的生长发育和吸收功能。良好的土壤能满足植物对水、肥、气、热的要求，山地植物园由于海拔、坡度、坡向的不同，土壤的理化性质亦有很大差异，同时不同的土壤管理措施也会使土壤理化性质发生变化进而对果树的生长发育产生影响6。1.3人工果园对土壤影响的可能性原因1.3.1土壤PH改变的可能性原因 与天然更新林地相比,人工更新林地人为干扰程度大,盐基离子淋失加重,养分的释放能力下降,加重了有机酸的累积,根系呼吸作用产生的CO2不易排出,因而土壤pH值呈下降趋势7。校友园里人工果园由于地表比较裸露，保水保肥能力差，并且大部分果园处于坡地，在雨水的冲刷下，更容易出现盐基的淋失，造成土壤PH的下降。1.3.2 土壤质地改变的可能性原因 粘质土壤含粘粒较多，颗粒细小，保水保肥性很强。人工种植林由于对地表破坏大，对土壤的保持也很差，容易导致细小粘粒的流失。同时由于地表裸露，风化严重，导致土壤砂化，炎热季节容易导致树苗灼伤，施肥过多也容易导致烧苗。1.3.3 土壤有机质改变的可能性原因张之一等通过对荒地及不同开垦年限的白浆土 0-20 厘米多点混合样的对比分析，结果表明：土壤有机质的含量随着开垦年限的增加而降低，下降的速率开始快，后来慢，逐渐趋向于相对稳定；土壤有机质的活度(易氧化有机质/有机质总量)开垦后有降低的趋势，但不显著8。森林采伐后,枯枝落叶和有机质分解加快,在初期土壤养分会迅速增加,但由于不能被植物充分吸收便随径流而迅速流失9。1.3.4 土壤速效磷改变改变的可能性原因土壤中速效磷含量是指能被当季作物吸收的磷量，由于土壤翻种的缘故，人工地上的植被要明显较开发前少，速效磷的利用率可能会降低。但是由于人工果园地面裸露，枯枝败叶不足以提供更多的磷，随着时间的推移，土壤中速效磷的含量也可能会逐渐降低。 1.4研究目的校友园建设对土壤的翻耕影响了土壤的物理性质，进而造成土壤营养成分的淋失以及CO2在土壤中的集聚，影响土壤的化学性质，对果树的生长造成一定的影响。校友园还处于建设初期，其稳定性还比较差，很容易受到气候、人为因素的影响，进而会影响到整个校园的文化发展。鉴于此，本文就以校友园的各处土壤为研究对象，对比分析人工果园理化性质是否由于人工植被的改变而发生变化，从而为以后果园的管理提供一些理论依据。 2 研究方法2.1 研究地的特征 本次调查的校友园人工果园都是在原来的刺槐(R. pseudoacacia L.)林、赤松(P.densiflora Sieb.et Zucc.)-黑松(P. thunbergii Parl.)林基础上通过去除天然林木，更换上层土壤之后栽植果树而形成的，其地面裸露，几乎无草本植物。在本次土壤采集过程中，人工果园土壤很疏松，采集工作相对简单，天然林地由于植被的覆盖，采集工作较难进行，尤其是在刺槐林，土层10cm以下有较多砾石。表1 样地特征生境类型样地编号样地位置 样地主要特征天然林人工果园1234567松林地，杏坛东坡刺槐林，杏坛东坡鹊山苑，杏坛东坡竹苑，杏坛西坡梅苑，杏坛西坡苹果园，杏坛西坡梨苑，杏坛南坡上层松树，灌木层为扁担木，草本层披针叶苔草(C. lanceolata Boott)、龙常草(D. manshurica Maxim),地表2cm厚的枯枝落叶层，半阴、半阳过渡坡上层刺槐，下层为荆条(V. negundo var. heterophylla ( Franch.) Rehd.)，地表覆盖茂盛野生禾草，半阳坡已开辟，地表裸露，土壤松弛，半阳坡种植人工海洋竹，地面有较多禾草，半阳坡人工梅树，地表裸露或有很少草本植物，半阳坡人工苹果树，地表裸露或极少草本植物，半阳坡人工梨树，地表裸露或极少草本植物，半阳坡2.2 实验设计与样品采集研究地分为人工种植区和野生地，以便于进行实验结果的比较和分析。在此次实验中选择了5块不同的人工种植区和2块不同的野生地进行取样，并在每个样地分别取010cm、1020cm、2030cm土层的土样，每个样地重复取样3次并对相同土层的土样进行混匀，去除凋落物以及明显的有机杂质。将混匀的土壤盛入自封袋中，标记，带回实验室进行自然风干、捣碎、过筛、装袋保存以用于土壤物理化学性质的测定。2.3 土壤理化性质的测定这次实验主要测的土壤物理性质包括：土壤颗粒分析。化学性质包括：PH测定、土壤有机质的测定、土壤速效磷的测定。土壤颗粒分析采用土壤筛法-比重计法10；土壤PH测定采用电位测定法（土:液=1:25）11；土壤有机质的测定采用重铬酸钾氧化容量法测定12；土壤速效磷的测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法13。3 研究结果与分析3.1 土壤物理性状变化 土壤物理性质主要包括土层厚度、土壤质地、结构、比重、容重和孔隙度、土壤空气、土壤水分等因素，在本次实验过程中由于时间和取样条件限制，只是对土壤质地、机械组成进行了测定。人工果园由于土壤的更新、挖掘，地表裸露，土壤比较疏松，在外观上观察不到大块的粘土，土样要较野生地土干燥。3.1.1 土壤机械组成 土壤颗粒组成决定着土壤的物理、化学和生物特性。不同土壤的机械组成，在矿物组成上有显著的差别，其化学成分和其它各种性质也均不相同。土壤质地对土壤性状有明显影响14。本实验采用称量法，筛法，比重计法对土壤的各级组成进行分析、计算，得出表2各样地土壤机械组成：表2 各生境中土壤机械组成颗粒分级(%)生境土层砾石级极粗砂砂粒粉粒粘粒类型1.01.00.020.020.0020.002mmmmmmmm生境1010cm50.4334.784.8789.91松林地1020cm59.7729.011.689.532030cm61.3028.231.958.51010cm66.4026.201.655.75刺槐林1020cm64.582030cm生境2010cm47.2043.863.665.28鹊山苑1020cm53.1640.101.105.642030cm45.3846.772.275.58010cm55.3136.642.085.97竹苑1020cm53.6138.701.885.812030cm54.3537.511.676.47010cm41.0130.9124.913.16梅苑1020cm42.6846.772.308.242030cm45.1842.213.728.88010cm45.1244.892.107.89苹果园1020cm46.7144.451.727.122030cm50.1441.592.266.00010cm61.8717.680.7719.68梨苑1020cm55.0220.871.7122.402030cm47.2624.472.0026.26注:由于刺槐林10cm以下土层砾石较多，取得的土壤不足，无法进行实验,导致数据空缺。由土壤的颗粒组成，根据国际土壤质地分类标准可以得出校友园样地土壤的质地情况如下表3所示：表3 校友园样地土壤质地土层 松林地 刺槐林鹊山苑 竹苑 梅苑 苹果园 梨苑010cm砂质黏壤土砂质黏壤土砂质壤土砂质壤土壤土砂质壤土粘土1020cm砂质黏壤土砂土及壤质砂土砂质壤土砂质壤土砂质壤土粘土2030cm砂质黏壤土砂土及壤质砂土砂质壤土砂质壤土砂质壤土粘土土壤质地的变化可以说明土壤受侵蚀的程度和土壤的改善程度。可以用物理性砂粒（0.01mm）含量与物理性粘粒（0.01mm）含量的比值说明土壤质地的变化，称该比值为土壤质地粗化度，该值越大，说明颗粒组成中粗颗粒越多，细颗粒越少，即表现为土壤受侵蚀的程度越强，土壤质地粗化15。在本次实验中松林地和刺槐林为野生地，相比较之下，从实验数据中我们不难看出人工种植地的粘土已经开始流失，土壤质地已经开始出现一定程度的粗化。由于人工果园地表缺少植被的保护，粘土成分仍有继续减少的趋势，在地面种植固土草本可能会减缓土壤质地的粗化，对土壤的保水保肥能力有一定的好处。3.2土壤化学性状变化3.2.1 土壤PH 土壤PH测定采用电位测定法，根据标准夜来标定PH计，进而测得如下各样地土壤的浸提液PH值：表4 校友园样地土壤pH值统计表土层 松林地 刺槐林鹊山苑 竹苑 梅苑 苹果园 梨苑010cm 6.59 6.24 6.47 5.97 7.70 6.03 7.681020cm 6.57 6.22 6.60 5.84 6.45 6.24 8.032030cm 6.66 6.21 5.80 5.88 6.27 8.69土壤PH作为土壤重要属性之一，对土壤一系列化学反应的进行、微生物的活动以及作物的生长都有着非常重要的意义。植物都有其适宜的PH环境，在这个环境下才能健康生长和繁殖。由表4实验数据对比可以看出，校友园土壤总体上PH变化不大，相比松林地和刺槐林土地来说，其他人工样地不同土层之间的PH已经出现了一定程度的波动，由于人工果园土壤刚更换不久，性质还不够稳定，外界因素如雨水的冲刷，游人的踩踏，CO2的集聚都能对其产生潜在的影响，要具体了解校友园土壤PH变化趋势，还需要进一步的跟踪调查、分析。 3.2.2 土壤有机质 土壤有机质的测定采用重铬酸钾氧化容量法，根据FeSO4滴定用量和活性有机质结果计算公式，可以计算出如下表5所示所示的校友园样地土壤有机质含量：表5 校友园样地土壤有机质含量土层 松林地 刺槐林鹊山苑 竹苑 梅苑 苹果园 梨苑010cm0.17220.48620.13710.14170.15230.08240.03081020cm0.14220.41890.13960.09910.08820.06780.03652030cm0.07600.10650.10380.05690.05220.0443由表5可以看出人工地地表有机质含量已经较野生地的含量低，尤其是苹果园和梨苑降低的程度最为明显。由于新种的果树比较稀疏，发芽率不高，为土壤提供的有机质也很少，所以土壤有机质的含量还有降低的趋势。校友园人工更新地地表比较裸露，可适当在地面种植一些草本植物，防止水土流失，减轻盐分的淋失，还可以适当在地面铺加一些植物残败枝叶，增加土壤有机质的含量。3.2.3 土壤速效磷 速效磷测定是采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，测得各项比色数值，根据磷标准曲线，可以得出如下表6校友园样地土壤速效磷含量数据:表6 校友园样地土壤速效磷含量土层 松林地 刺槐林鹊山苑 竹苑 梅苑 苹果园 梨苑010cm0.00590.03780.01600.06710.08940.03570.02081020cm0.00860.04420.01180.05330.16600.02510.02832030cm0.00330.01230.04850.16130.01500.0357土壤速效磷是指土壤中存在的磷为植物吸收利用的程度，以离子状态存在，是作物直接利用的主要部分，了解其水平，对作物的施肥有很好的指导意义。从表七的实验数据我们可以看出，人工地中速效磷的含量普遍要较野生地土壤中的含量相当或者更高，可能是由于速效磷的利用率减弱的缘故。由于对于磷源我们还不能清楚了解，所以土壤速效磷是否能长期满足植物的需要，还需要进行长期测定。4 实验结论与讨论在本次试验中，校友园土壤的PH变化不大，只是出现了一些波动；人工地土壤质地的粘土成分已经开始出现流失,土壤开始粗化；人工地土壤有机质含量已经明显降低，可能还有继续降低的趋势；人工地土壤速效磷降低趋势不明显，目前能够保证植物磷的需求，但是还需跟踪测定。通过本次实验的研究，从一些方面对校友园土壤的理化性质有了初步的了解，以及对人工种植果树后土壤变化相关性有了进一步的分析，提出合理的管理措施，这对于校友园的精神文化建设做出了一点小小的贡献。同时，在整个实验过程中由于时间、资源的限制，我们还未能对校友园进行全方面彻底的研究，在人工果园建设初期，土壤的各种营养成分还处于不断变动的状态，要想更好地了解土壤性质变化，还需要后续大量的跟踪调查和研究，配合合理的管理措施，从而保证整个蓁山生态环境的健康可持续发展。参考文献1丁青. 大学校友文化在校园文化建设中的作用研究D. 昆明: 昆明冶金高等专科学校, 2011.2王良睦, 王文卿, 林鹏. 城市土壤与城市绿化J. 城市环境与城市生态, 2003(12): 180-181.3北京林学院. 土壤学: 下册M. 北京: 中国林业出版社, 1982.4Tate K R, Scott N A, Ross D J, et al. Plant effects on soil carbon storage and tumover in a montane beech (Nothofagus)