蘇北石灰?guī)r山地不同造林模式對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

黃文慶　萬(wàn)福緒　蔣丹丹

摘要[目的]研究不同造林模式對(duì)石灰?guī)r山地土壤理化性質(zhì)的影響。[方法]以徐州市銅山縣呂梁林場(chǎng)小黑山為研究區(qū)，選取側(cè)柏黃櫨欒樹混交林（CHL）、側(cè)柏青桐混交林（CQ）、側(cè)柏楓香混交林（CF）、側(cè)柏純林（C）、側(cè)柏女貞混交林（CN）5種造林模式及對(duì)照荒坡為研究對(duì)象，對(duì)不同造林模式及對(duì)照荒坡對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。[結(jié)果]①5種造林模式都顯著改良了土壤的理化性質(zhì)，其中側(cè)柏楓香混交林對(duì)土壤改良效果最為明顯。②對(duì)土壤物理性質(zhì)的改良效果：側(cè)柏黃櫨欒樹混交林比其他4種造林模式效果差，其他4種模式改良效果差異不明顯。③對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的改良效果： 側(cè)柏楓香混交林對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀、全磷的改良效果較好；側(cè)柏純林對(duì)土壤全氮的改良效果較好；改良全鉀的效果以側(cè)柏黃櫨欒樹混交林最好。[結(jié)論]側(cè)柏楓香混交林比其他4種造林模式更適宜在研究區(qū)種植。

關(guān)鍵詞石灰?guī)r山地；造林模式；土壤理化性質(zhì)

中圖分類號(hào)S725文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）09-02665-02

基金項(xiàng)目江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目；江蘇省三新項(xiàng)目“森林植被恢復(fù)技術(shù)研究”（013010061）。

作者簡(jiǎn)介黃文慶（1988- ），男，山東淄博人，碩士研究生，研究方向：林業(yè)生態(tài)工程。* 通訊作者，教授，博士生導(dǎo)師，從事林業(yè)生態(tài)工程、水土保持研究。

石灰?guī)r廣泛分布于我國(guó)各地區(qū)，約占國(guó)土面積的1/20[1]。由于石灰?guī)r山地具有植被稀少、土層淺薄、含石率高、地表水少的特殊立地條件，其造林成活率比較低，樹木生長(zhǎng)緩慢，所以一直以來(lái)荒山造林始終是石灰?guī)r山地的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。蘇北石灰?guī)r山地是北方典型的石灰?guī)r區(qū)域之一，占全省面積比例較大，選擇適宜的造林樹種是提高其土地生產(chǎn)力，改善其生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵。該研究以江蘇省徐州市銅山縣呂梁林場(chǎng)小黑山為研究區(qū)域，通過(guò)對(duì)5種造林模式下的土壤理化性質(zhì)分析，研究不同造林模式的土壤改良效果，為蘇北石灰?guī)r困難山地生態(tài)恢復(fù)選擇最為適宜的造林模式提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于江蘇省徐州市呂梁林場(chǎng)小黑山，屬于暖溫帶濕潤(rùn)半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，全年太陽(yáng)輻射總量501.48 KJ/cm2，年平均日照數(shù)2 300 h， 年日照百分率 55%，年平均氣溫 14.3 ℃，年平均降水量 842.6 mm，降水分布不均，雨熱同期，6～8 月降水量達(dá) 484 mm，占全年的 57%，年蒸發(fā)量 1 782 mm。氣象災(zāi)害多，干旱頻率高，洪澇危害重，澇年頻率 25%，低溫、霜凍、冰雹、干熱風(fēng)等時(shí)有發(fā)生，干熱風(fēng)多發(fā)生在5月中旬至6月上旬。土壤為石灰土及淋溶褐土等，山地土層一般較薄，土層厚度一般在15 cm以下，大多為石頭裸露山地。

2研究方法

2.1樣地設(shè)置與樣品采集在對(duì)研究區(qū)域?qū)嶋H調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇5種典型的造林模式及對(duì)照荒坡，分別為側(cè)柏黃櫨欒樹混交林（CHL），側(cè)柏青桐混交林（CQ），側(cè)柏楓香混交林（CF），側(cè)柏純林（C），側(cè)柏女貞混交林（CN），對(duì)照荒坡（CK）。在每種造林模式及對(duì)照荒坡設(shè)置20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，在樣地中用小土鉆按“S”型隨機(jī)采取0～15 cm土層土樣9份，將同一樣地土樣混合、風(fēng)干、去雜、過(guò)篩后進(jìn)行土壤化學(xué)性質(zhì)分析，同時(shí)用環(huán)刀、鋁盒取樣以測(cè)定土壤物理性質(zhì)。

2.2樣品測(cè)定方法土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀-油浴加熱法；土壤全氮采用凱氏定氮儀測(cè)定；土壤全磷采用硫酸-高錳酸-鉬銻抗比色法；土壤全鉀和速效鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定；土壤速效氮采用堿解擴(kuò)散法；土壤有效磷采用碳酸氫鈉浸提法測(cè)定；采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度；采用鋁盒烘干法測(cè)定土壤自然含水率。運(yùn)用 Excel2007 、 SPSS17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析。

3結(jié)果與分析

3.1不同造林模式對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響土壤容重、土壤孔隙度、土壤含水率是反映土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)。土壤容重綜合反映了土壤顆粒、土壤空隙狀況、松緊程度和土壤肥力等，對(duì)土壤的透氣性、入滲性能、持水能力等均有重要的影響[3]。由表1可以看出，5種造林模式下的土壤容重都低于對(duì)照荒坡的土壤容重，而5種不同造林模式之間土壤容重也有一定差異，側(cè)柏黃櫨欒樹混交林（CHL）的容重最大，其他4種模式下的土壤容重差異不明顯?？傮w來(lái)說(shuō)，5種造林模式都對(duì)土壤有一定的改良作用，起到了疏松土壤的作用。

土壤孔隙度是反映土壤通透性的重要指標(biāo)[4]。5種不同植被恢復(fù)模式下（表1）土壤孔隙度各異，側(cè)柏純林的總孔隙度和毛管孔隙度為最高，側(cè)柏青桐混交林、側(cè)柏楓香混交林、側(cè)柏女貞混交林差異不明顯，側(cè)柏黃櫨欒樹混交林最低，5種模式下土壤總孔隙度和毛管孔隙度都高于對(duì)照荒坡。由于毛管孔隙度與土壤持水率有直接相關(guān)性，所以土壤自然含水率的變化趨勢(shì)與土壤孔隙度的變化趨勢(shì)一致。

結(jié)果表明，5種造林模式都對(duì)土壤物理性質(zhì)有明顯的改良效果，其中側(cè)柏黃櫨欒樹混交林的改良效果最差，其他4孔隙度∥%CHL1.35 d14 b52.8 b36.2 b16.6 bcCQ1.11 a17 c61.9 c41.3 c20.6 eCF1.12 ab18 cd61.5 c40.9 c20.6 eC1.15 c17 c65.7 d47.5 e18.2 dCN1.14 bc19 de61.0 c45.6 d15.4 bCK1.46 e10 a45.3 a34.2 a11.1 a注：CHL代表側(cè)柏黃櫨欒樹混交林；CQ代表側(cè)柏青桐混交林；CF代表側(cè)柏楓香混交林；C代表側(cè)柏純林；CN代表側(cè)柏女貞混交林；CK代表對(duì)照荒坡。表中數(shù)據(jù)為平均值，同列不同字母表示差異顯著（P<0.05）。下同。

3.2不同造林模式對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

3.2.1不同造林模式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響。有機(jī)質(zhì)在維持土壤結(jié)構(gòu)、供應(yīng)土壤養(yǎng)分等方面起著重要的作用，是衡量土壤理化性質(zhì)的重要指標(biāo)，氮、磷等元素是植物生長(zhǎng)所必需養(yǎng)分，是土壤養(yǎng)分的重要組成部分[5]。

由表2可知，5種造林模式的土壤有機(jī)質(zhì)含量都要高于對(duì)照荒坡的有機(jī)質(zhì)含量，不同造林模式之間變化各異，其中側(cè)柏純林土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，其他模式大小規(guī)律為CF土壤有機(jī)質(zhì)>CN土壤有機(jī)質(zhì)>CQ土壤有機(jī)質(zhì)>CHL土壤有機(jī)質(zhì)。結(jié)果表明5種模式都有利于增強(qiáng)土壤肥力。

3.2.2不同造林模式對(duì)土壤全量養(yǎng)分的影響。通過(guò)表2分析不同造林模式的全氮、全磷、全鉀含量可知，對(duì)照荒坡的土壤全氮、全磷、全鉀含量都要低于5種造林模式的含量，而且差異顯著，說(shuō)明不同造林模式均能改良石灰?guī)r山地土壤全氮、全磷、全鉀。側(cè)柏純林改良全氮的效果最好，其次為側(cè)柏楓香混交林，然后依次為側(cè)柏青桐混交林、側(cè)柏女貞混交林、側(cè)柏黃櫨欒樹混交林。改良全磷的效果以側(cè)柏楓香混交林的造林模式最好，然后改良效果依次為側(cè)柏青桐混交林、側(cè)柏女貞混交林、側(cè)柏黃櫨欒樹混交林，側(cè)柏純林改良全磷效果最差。改良全鉀的效果大小順序?yàn)镃HL全鉀含量>C全鉀含量>CF全鉀含量>CN全鉀含量>CQ全鉀含量，其中側(cè)柏楓香、側(cè)柏純林與側(cè)柏女貞3者效果差異不明顯。

3.2.3不同造林模式對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響。土壤水解氮、有效磷、速效鉀養(yǎng)分是作物生長(zhǎng)所必需的三大基本元素的直接來(lái)源[6]。

通過(guò)對(duì)不同造林模式的水解氮、有效磷、速效鉀含量分析可知（表2），5種造林模式均有效提高了土壤中3種速效養(yǎng)分的含量。側(cè)柏純林的有效磷含量與對(duì)照相比有所減低，提高有效磷含量的效果以側(cè)柏楓香模式最好，其他模式效果為CHL有效磷含量>CN有效磷含量>CQ有效磷含量。以提高速效鉀含量的效果來(lái)看，側(cè)柏楓香模式效果最好，其他效果為CQ速效鉀含量>CHL速效鉀含量>C速效鉀含量>CN速效鉀含量。不同造林模式水解氮含量大小順序?yàn)镃F水解氮含量> C水解氮含量> CN水解氮含量> CQ水解氮含量>CHL水解氮含量。

4結(jié)論