陳永順
(福建省永安市大湖鎮(zhèn)林業(yè)站,福建永安 366000)
在我國(guó)南方熱帶和亞熱帶地區(qū),竹林因其生長(zhǎng)成材迅速、產(chǎn)量高、再生性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值大等特點(diǎn),長(zhǎng)期以來(lái)被山區(qū)農(nóng)民廣為種植[1-2]。此外竹林在減少二氧化碳、緩和溫室效應(yīng)方面也有重要的作用,具有一定的生態(tài)效益[3-4]。近年來(lái),隨著我國(guó)竹業(yè)的迅速發(fā)展,竹林經(jīng)濟(jì)效益的日益提高,竹林經(jīng)營(yíng)措施已成為影響竹子產(chǎn)量至關(guān)重要的因素,經(jīng)營(yíng)措施主要有集約經(jīng)營(yíng)和粗放經(jīng)營(yíng)。筆者以這2種經(jīng)營(yíng)措施下竹林土壤為研究對(duì)象,通過(guò)比較2種經(jīng)營(yíng)措施下土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的差異,尋求最佳經(jīng)營(yíng)措施以期達(dá)到充分發(fā)揮竹林經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的目的。
1.1 研究地概況 試驗(yàn)地設(shè)在福建永安市大湖鎮(zhèn)新洋村鄧公坑山場(chǎng)14 林班3 大班2 小班(25°33'~26°12'N,116°56'~117°47'E),該地區(qū)屬于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,試驗(yàn)地附近的永安市年均氣溫19.2℃,年降水量1 688 mm,年內(nèi)降水量不均衡:一般1~6月遞增,7月以后逐月遞減。土壤主要為紅壤,并帶有些石灰土[5]。試驗(yàn)地為天然林經(jīng)砍伐轉(zhuǎn)化而來(lái)的次生林,坡度為27°,坡向?yàn)闁|南,中坡位,海拔為580~650 m。樣地的選擇遵循一致性的原理,即選擇鄰近環(huán)境因子(氣溫和降水)、海拔、坡向、成土母質(zhì)一致的不同經(jīng)營(yíng)措施(集約和粗放經(jīng)營(yíng))的竹林(均為毛竹林)作為研究對(duì)象。集約經(jīng)營(yíng)的管理方式為1 a進(jìn)行劈山1次,每2 a進(jìn)行墾復(fù)和施肥1次,而粗放經(jīng)營(yíng)則無(wú)任何管理。各經(jīng)營(yíng)措施下竹林基本情況如表1。
表1 竹林基本情況
1.2 土壤樣品采集與測(cè)定 2013年8月份對(duì)2種經(jīng)營(yíng)措施(集約和粗放經(jīng)營(yíng))的竹林進(jìn)行基本調(diào)查,在各竹林中分別選取20 m×20 m樣地3個(gè),對(duì)樣地所有毛竹進(jìn)行胸徑和樹(shù)高的測(cè)量,并在每個(gè)樣地中按“S”形選擇3個(gè)土壤剖面,深度為60 cm。每個(gè)剖面按照0~10、10~20、20~40、40~60 cm 層厚取土,先用容積100 cm3的環(huán)刀取原狀土樣,用環(huán)刀法測(cè)定土壤的容重、孔隙度、持水量等物理性質(zhì)[6],再用鋁盒取土,根據(jù)常規(guī)分析方法,測(cè)定并計(jì)算土壤的有機(jī)碳和全氮含量[7]。用Excel軟件完成數(shù)據(jù)匯總和作圖。
2.1 不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響 容重、孔隙度、持水量是土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)。容重反映土壤松緊狀況和結(jié)構(gòu)的好壞,孔隙度(非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度)反映土壤通透性的好壞,土壤持水量(最大持水量、毛管持水量、最小持水量)則綜合反映土壤團(tuán)聚體、土壤孔隙和土壤顆粒組成的狀況[8-9]。三者相互制約、共同影響著土壤的性質(zhì)。
從表2可以得出,集約經(jīng)營(yíng)和粗放經(jīng)營(yíng)2種經(jīng)營(yíng)措施下竹林0~60 cm土壤容重分別為1.15、1.21 g/cm3,試驗(yàn)樣地集約經(jīng)營(yíng)下土壤容重小于粗放經(jīng)營(yíng),且每層土壤容重呈現(xiàn)出集約經(jīng)營(yíng)小于粗放經(jīng)營(yíng),這是因?yàn)榧s措施下竹林林分密度更大,植被凋落物和土壤根系降低了土壤容重。2種措施下竹林土壤容重隨著土層深度的增加而增加,土壤均為上松下緊,但粗放措施下土壤容重增加更快。
0~60 cm厚土層中,集約經(jīng)營(yíng)和粗放經(jīng)營(yíng)2種經(jīng)營(yíng)措施下竹林非毛管孔隙度分別為6.83%、5.66%,毛管孔隙度分別為44.95%、40.12%,總孔隙度分別為 51.11%、45.33%。集約經(jīng)營(yíng)措施下,隨土層深度增加,3種孔隙度均呈現(xiàn)明顯遞減的趨勢(shì),粗放經(jīng)營(yíng)也出現(xiàn)同樣的規(guī)律。從每土層來(lái)看,粗放經(jīng)營(yíng)的孔隙度更小,且隨著土壤土層深度的增加,兩者差異越小,這是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)在0~20 cm厚的土壤表層,而底層土壤由于母質(zhì)基礎(chǔ)一致,差異不顯著。通過(guò)以上分析,這說(shuō)明集約經(jīng)營(yíng)措施下土壤孔隙狀況較好。
不同經(jīng)營(yíng)措施下土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量的變化與孔隙度呈現(xiàn)出相似的規(guī)律,這是因?yàn)橥寥莱炙恐饕芡寥揽紫抖?、土壤容重等影響?0],總體上顯示出集約經(jīng)營(yíng)比粗放經(jīng)營(yíng)略大,如集約經(jīng)營(yíng)下土壤毛管持水量(322.41 g/kg)>粗放經(jīng)營(yíng)下土壤毛管持水量(303.03 g/kg)。
表2 不同經(jīng)營(yíng)措施竹林土壤物理性質(zhì)的比較
2.2 不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤碳氮含量的影響 土壤有機(jī)碳作為土壤不可或缺的重要組成部分,在生態(tài)系統(tǒng)功能上發(fā)揮巨大的作用,其動(dòng)態(tài)變化影響著土壤養(yǎng)分、持水能力、土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)度,還影響土壤生物的生長(zhǎng)等[11]。氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素,土壤全氮和有機(jī)碳是衡量土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。
從圖1可以看出,0~60 cm土層中,集約經(jīng)營(yíng)措施的有機(jī)碳含量是粗放經(jīng)營(yíng)措施的1.07倍,全氮含量則是1.18倍。0~10 cm表層土壤中,集約經(jīng)營(yíng)下土壤有機(jī)碳含量為31.28 g/kg,粗放經(jīng)營(yíng)有機(jī)碳含量為28.32 g/kg,隨著土層深度的增加兩者之間的差異越小。表層0~10 cm土壤全氮含量,集約經(jīng)營(yíng)(3.10 g/kg)略大于粗放經(jīng)營(yíng)(2.88 g/kg),且隨著土層深度的增加兩者之間的差異越大。
該研究結(jié)果表明,長(zhǎng)期集約經(jīng)營(yíng)的竹林在土壤容重、孔隙度、持水量、碳氮含量上都優(yōu)于粗放經(jīng)營(yíng)。合適的集約經(jīng)營(yíng)較粗放經(jīng)營(yíng)對(duì)竹林的可持續(xù)發(fā)展有利。而在李正才等[2]人的研究中集約經(jīng)營(yíng)有機(jī)碳儲(chǔ)量低于粗放經(jīng)營(yíng),這是因?yàn)楦鲝?qiáng)度不一樣造成的。因此,在竹林培育過(guò)程中,建議采用帶狀墾復(fù)的方式,降低土壤墾復(fù)的頻度,達(dá)到減少土壤有機(jī)碳消耗,維持竹林土壤肥力的目的。
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