章古臺(tái)地區(qū)沙地樟子松人工林土壤中磷素研究進(jìn)展

任鳳偉，張日升，王敏

(1.遼寧省實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，遼寧 撫順 113311；2.遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

?

章古臺(tái)地區(qū)沙地樟子松人工林土壤中磷素研究進(jìn)展

任鳳偉1，張日升2，王敏1

(1.遼寧省實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，遼寧 撫順 113311；2.遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

摘要對(duì)章古臺(tái)沙地樟子松人工林地土壤中磷的文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為沙地樟子松人工林土壤中磷素含量偏低，凋落物、林型及林齡都影響土壤全磷、速效磷的分布。沙地樟子松人工林土壤中磷素主要還是以有機(jī)狀態(tài)存在的，無(wú)機(jī)磷含量以Ca-P為主。

關(guān)鍵詞章古臺(tái)；樟子松人工林；全磷；速效磷

磷是植物生長(zhǎng)必需的大量元素之一，是土壤中最難溶和難移動(dòng)的養(yǎng)分因子，它不僅是植物體重要化合物的組分，也參與各種代謝過(guò)程，磷在植物生長(zhǎng)過(guò)程中起著其他元素不可替代的作用[1,2]。在干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和重要生態(tài)過(guò)程中，磷更是限制性養(yǎng)分因子[3]。目前我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)磷素的研究主要集中在農(nóng)牧生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)磷素的研究比較少[4]。樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)耐干旱、貧瘠，是我國(guó)“三北”地區(qū)防風(fēng)固沙的優(yōu)良樹(shù)種，在遏制土地荒漠化、保護(hù)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，章古臺(tái)地區(qū)部分20年生以上樟子松人工林出現(xiàn)衰退，地力也出現(xiàn)衰退[5~8]。維持樟子松人工林的健康生長(zhǎng)對(duì)于改善風(fēng)沙地區(qū)的環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。本文通過(guò)調(diào)查和查閱現(xiàn)有國(guó)內(nèi)的文獻(xiàn)總結(jié)沙地樟子松人工林下土壤中磷素的研究進(jìn)展，期望它能起到鋪路石的作用，為今后的研究提供一些參考。

1磷的含量

劉明國(guó)等測(cè)定不同林齡樟子松林地土壤養(yǎng)分0~20 cm表土層土壤全磷含量為60~170 mgkg-1，速效磷的含量為1.05~2.61 mgkg-1[7]。趙瓊等測(cè)定章古臺(tái)不同密度和林齡樟子松人工林林地的0~60 cm土壤全磷與速效磷時(shí)認(rèn)為沙地樟子松人工林土壤全磷和速效磷含量都極低，全磷為50～180 mgkg-1，表層土壤速效磷為1.50～2.24 mgkg-1[3]。張日升等測(cè)定不同營(yíng)林措施對(duì)沙地樟子松人工林土壤養(yǎng)分影響時(shí)發(fā)現(xiàn)0~10 cm表土全磷含量104~159 mgkg-1，速效磷含量為1.613~5.588 mgkg-1[9]?？偟恼f(shuō)章古臺(tái)沙地樟子松人工林土壤磷素含量總體水平偏低，且磷素的有效性差，速效磷含量不到全磷的0.5%。

2磷的分布

2.1磷的垂直分布

土壤全磷含量表層明顯高于下面的層次；速效磷同樣在表層明顯高于下層，但在40～60 cm呈略有升高的趨勢(shì)[3]。全磷和速效磷在土壤表層的累計(jì)，主要是由于樟子松和林下植被通過(guò)凋落物歸還的養(yǎng)分都積聚在表層所致；章古臺(tái)樟子松人工林林下植被以1年生草本為主，根系和土壤微生物也主要分布在表層，也是磷素在表層富集的原因之一。而且速效磷土層40～60 cm略有升高是因?yàn)槭艿搅苏磷铀筛捣植嫉挠绊?，樟子松的根主要分布于表?0～50 cm深度范圍內(nèi)[10]，也造成這一土層磷的富集。凋落物的歸還、林下植物根系以及樟子松根系影響著土壤磷素的總含量和有效性的富集。

2.2磷的水平分布

雖然土壤磷素在沙地樟子松人工林土壤中含量偏低，但受凋落物、林齡等因素的影響，水平分布不均勻。

2.2.1林型研究發(fā)現(xiàn)樟子松混交林比純林對(duì)土壤磷的改良效果更明顯。蘇芳莉等測(cè)定不同林型樟子松人工林發(fā)現(xiàn)，各種類型樟子松混交林林地0~20 cm土壤全磷含量為90~120 mgkg-1、速效磷為3.238~4.663 mgkg-1，均高于樟子松純林土壤全磷含量70 mgkg-1，速效磷含量2.258 mgkg-1，并達(dá)到了極顯著水平[11]。曹文生等研究也發(fā)現(xiàn)樟子松混交林0~40 cm土層的全磷含量高于樟子松純林[12]。這種現(xiàn)象主要原因是混交林落葉中主要營(yíng)養(yǎng)元素含量都高于針葉樹(shù)[13]，當(dāng)葉片凋落回歸地表時(shí)，混交林林分枯枝落葉分解強(qiáng)度明顯好于樟子松純林，必然導(dǎo)致混交林的改土效果好于針葉純林，這也利于土壤磷含量的提高。

2.2.2林齡樟子松人工林土壤全磷、速效磷含量等因子的變化趨勢(shì)都是先隨著樹(shù)齡增加而增加, 到30 a左右達(dá)到最大, 后隨樹(shù)齡增大而逐漸降低[7,14,15]。劉明國(guó)等測(cè)定不同林齡沙地樟子松人工林林地0~20 cm表層土壤發(fā)現(xiàn)，土壤全磷、速效磷的含量隨樹(shù)齡的變化趨勢(shì)是大約30 a以前隨年齡增加而增加，30 a后隨樹(shù)齡增大而減小，詳見(jiàn)表1[7]。但趙瓊等對(duì)比20年生與29年生林分表層0~5 cm，5~20 cm土壤的全磷含量，20年生林分表層土壤全磷含量顯著高于相同密度的29年生林分，速效磷與29年生林分差異不顯著[3]。雖然結(jié)果不同，但可以肯定的是沙地樟子松人工林土壤磷素含量隨著林齡的增加一定會(huì)有變化，并且都認(rèn)為隨著林齡的增大土壤的磷有減少的趨勢(shì)。

表1　不同林齡樟子松林地磷素含量比較

3有機(jī)磷和各級(jí)無(wú)機(jī)磷

沙地樟子松人工林土壤中有機(jī)質(zhì)含量很低，但是有機(jī)磷占全磷的比例卻很高，磷主要還是以有機(jī)狀態(tài)存在的。根據(jù)趙瓊等測(cè)定章古臺(tái)沙地樟子松人工林地表層0~5 cm土層有機(jī)磷含量為64.216~68.572 mgkg-1顯著高于5~60 cm土層有機(jī)磷含量42.342~49.688 mgkg-1。有機(jī)磷占全磷總量的40%～80%。土壤中非蓄閉態(tài)無(wú)機(jī)磷含量以Ca-P為主，占非蓄閉態(tài)無(wú)機(jī)磷總量53.1%～63.3%，其他的依次為Ca-P>Fe-P>Al-P，三者在表層0~5 cm的平均值分別為27.08，14.24和4.82 mgkg-1，各級(jí)無(wú)機(jī)磷含量均顯著高于5~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土層。有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷在表層土壤中富積可能與凋落物有關(guān)，需要進(jìn)一步研究[3]。

4結(jié)論

4.1樟子松人工林生態(tài)系統(tǒng)的土壤磷素含量處于我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)土壤磷素含量的偏低水平, 且磷素的有效性差，速效磷含量不到全磷的0.5%。

4.2受凋落物影響，土壤全磷含量表層明顯高于下面的層次；速效磷在表層也明顯高于下層，但在40～60 cm處略有升高的趨勢(shì)。混交林林分的土壤中磷素的含量大于樟子松純林。隨著樟子松人工林林齡的增大，土壤總的磷素有減少的趨勢(shì)。

4.3沙地樟子松人工林土壤中有機(jī)磷占全磷的比例比較高，磷主要還是以有機(jī)狀態(tài)存在。無(wú)機(jī)磷含量以Ca-P為主。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王慶仁,李繼云,李振聲.植物高效利用土壤難溶態(tài)磷研究動(dòng)態(tài)及展望[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),1998,4(2):107-116

[2] 聶艷麗,鄭毅,林克惠.根分泌物對(duì)土壤中磷活化的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,17(3):281-285

[3] 趙瓊,曾德慧,陳伏生,等.沙地樟子松人工林土壤磷庫(kù)及其有效性初步研究[J].生態(tài)學(xué)雜志,2004,23(5):224-227

[4] 趙瓊,曾德慧.陸地生態(tài)系統(tǒng)磷素循環(huán)及其影響因素[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào).2005,29(1),153-163

[5] 宋曉東,劉桂榮,陳江燕,等.樟子松枯死原因與防治技術(shù)研究[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,4(2):166-177

[6] 焦樹(shù)仁.遼寧省章古臺(tái)樟子松提早衰弱的原因與防治措施[J].林業(yè)科學(xué),2001,37(2):131-138

[7] 劉明國(guó),蘇芳莉,馬殿榮,等.多年生樟子松人工純林地力衰退及地力衰退原因分析[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,33(4):274-277

[8] 吳銹鋼,劉桂榮,李淑華,等.遼寧省樟子松衰弱枯死原因及防治對(duì)策[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2003(3):16-20

[9] 張日升,賈樹(shù)海,徐貴軍,等.營(yíng)林措施對(duì)沙地樟子松人工林土壤養(yǎng)分、酶活性及微生物量碳的影響[J].土壤通報(bào),2011,42(1):65-69

[10] 焦樹(shù)仁.章古臺(tái)固沙林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)出版社,1989,32

[11] 蘇芳莉,劉明國(guó),韓輝.樟子松不同林型沙地土壤肥力的差異[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,34(6):26-28

[12] 曹文生,焦樹(shù)仁,高樹(shù)軍,等.章古臺(tái)沙地樟子松混交林營(yíng)造技術(shù)與效益的研究[J].防護(hù)林科技,2002(4):12-15

[13] 吳祥云,劉廣,韓輝.不同類型樟子松人工固沙林土壤質(zhì)量的研究[J],防護(hù)林科技,2001(4):15-17

[14] 楊濤,徐慧,李慧,等.樟子松人工林土壤養(yǎng)分、微生物及酶活性的研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2005,19(3):50-53

[15] 牛沙沙,周永斌,劉麗穎,等.不同林齡樟子松人工林土壤理化性質(zhì)[J],東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,43(2):47-50

中圖分類號(hào)：S791.253

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.02.031

文章編號(hào):1005-5215(2016)02-0078-02

作者簡(jiǎn)介：任鳳偉(1974-)，男，遼寧撫順人，大學(xué)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事森林經(jīng)營(yíng)研究.

收稿日期：2015-11-06