廣西國有黃冕林場人工林林地土壤肥力調(diào)查

摘 要 本次實(shí)驗(yàn)選擇黃冕林場人工林為調(diào)查對象，主要調(diào)查馬尾松林地、杉木林地和尾巨桉林地作為土樣采集地，研究不同林地土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)特性，探討土壤肥力對不同人工林林木生長的影響。植物在生長發(fā)育的全部過程中，不斷地從土壤中最大量地吸收有效養(yǎng)分和水分，并且在植物生長發(fā)育過程中，具有自動(dòng)地協(xié)調(diào)最適宜的土壤溫度和土壤空氣的能力，稱之為土壤肥力。通過肥力測定，初步了解人工林下土壤的物理、化學(xué)、生物等性質(zhì)。分析同一樹種林下土壤不同坡位的肥力區(qū)別，比較不同樹種林下土壤肥力的區(qū)別。

關(guān)鍵詞 人工林林地；土壤；肥力；理化性狀

中圖分類號(hào)：S714.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.14.023

1 實(shí)驗(yàn)地及林分概況

實(shí)驗(yàn)地屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均降水量達(dá)1 350 mm，在5-9月降水較集中，相對濕度達(dá)到79%。年平均氣溫為21.18 ℃，極端最高氣溫40 ℃，≥10 ℃年積溫7 200 ℃，砂頁巖發(fā)育形成的赤紅壤為其土壤類型，腐殖質(zhì)層厚度在15～20 cm，土層厚度在80 cm以上，位于廣西國有黃冕林場內(nèi)部分林班標(biāo)準(zhǔn)地林分均為杉木、馬尾松和桉樹純林。調(diào)查時(shí)杉木人工林的林相對不整齊，密度保留在1 206株/hm2，郁閉度僅為0.4，平均胸徑13.3 cm，林分平均樹高為10.8 m，林下植被以金毛狗、東方茅蕨和蔓生莠竹等為優(yōu)。此外，桃金娘、野牡和越南懸鉤子等也有少量分布蓋度約2%，凋落物層厚度為2～3 cm；馬尾松人工林的林相也不整齊，郁閉度為0.8，平均胸徑（包括皮，以下相同）達(dá)19.3 cm，林分平均樹高16.5 m，林下植被物種豐富，但以五節(jié)芒、蔓生莠竹和路邊青等為主；桉樹人工林的林相相比之下就比較整齊，它的林分平均樹高8.8 m，樹木胸徑平均為（帶皮，以下同）7.7 cm，郁閉度為0.7，林下植被較少。

2 研究方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置與土壤樣品采集

土壤采樣方法：采用隨機(jī)布點(diǎn)取樣方法，要求每塊樣地間隔20 m以上。按樹種分為4類樣地，在每個(gè)樣地里取3個(gè)樣點(diǎn)挖掘垂直剖面，深100 cm，劃清層次，分層次在典型部位采集土樣[1]。按從下到上每層用環(huán)刀取土樣測物理因子，腐殖質(zhì)A層要求垂直柱狀連續(xù)取樣，所得土樣連環(huán)刀放入塑料袋中，并掛上標(biāo)簽內(nèi)外說明。再取每層0.5 kg土樣，放入布袋中，同樣以標(biāo)簽說明。

2.2 分析方法

2.2.1 土壤含水量的測定

用天平稱取鋁盒質(zhì)量W1。取濕土10 g放入鋁盒中，迅速一起稱質(zhì)量W2。向鋁盒中滴加酒精，直至土面全部浸沒即可，稍加振蕩，使土壤與酒精混合均勻。點(diǎn)燃酒精，使其自行燃燒。火滅后稍微冷卻后再加入2～3 mL酒精，繼續(xù)燃燒。當(dāng)最后一次燃燒火滅是，迅速蓋上鋁盒蓋，放入干燥器中冷卻至室溫（20 min），稱質(zhì)量W3。

結(jié)果計(jì)算：

土壤含水量=（水分質(zhì)量/烘干土質(zhì)量）×100

2.2.2 土壤容重的測定及總孔隙度的計(jì)算

在室內(nèi)稱量環(huán)刀的質(zhì)量，環(huán)刀容積一般為100 cm3，否則，需要游標(biāo)卡尺測量環(huán)刀的內(nèi)徑和高度來進(jìn)行計(jì)算。把采集好樣土的環(huán)刀帶回實(shí)驗(yàn)室稱質(zhì)量，然后把環(huán)刀內(nèi)土壤取出，弄碎并攪勻，測定自然含水量，計(jì)算該環(huán)刀中的土壤干質(zhì)量。

土壤容重的計(jì)算：

土壤容重=環(huán)刀內(nèi)干土質(zhì)量/環(huán)刀體積

土壤總孔隙度的計(jì)算：

土壤總孔隙度（%）=（1-土壤容重/土壤比重）×100

土壤比重一般取平均值2.65 g/cm3。

2.2.3 土壤酸堿性的測定

待測樣品是以黃豆粒大小的標(biāo)準(zhǔn)土壤，把樣品放在清潔干凈的白瓷比色板穴中，指示劑加3～5滴，以樣品能夠全部被濕潤而又稍有剩余為最佳[2]，水平振動(dòng)30 s，然后靜置3～4 min，傾斜瓷板，觀察溶液色度與標(biāo)準(zhǔn)比色卡，確定pH。

2.2.4 土壤速效氮、磷、鉀的測定

硝態(tài)氮待測液的制備：稱取5 g濕土放入干的100 mL三角瓶中，加蒸餾水10 mL，搖動(dòng)10 min，用干濾紙過濾于試管中，即為土壤硝態(tài)氮待測液。

銨態(tài)氮和速效鉀待測液的制備：稱取10 g土放入干的100 mL三角瓶中，搖動(dòng)10 min，加10%醋酸鈉20 mL，搖動(dòng)10 min，用干濾紙過濾于試管中，即為土壤銨態(tài)氮、速效鉀待測液。

速效磷待測液的制備：稱取5 g濕土放入干的100 mL三角瓶中，加0.2 mol/L鹽酸10 mL，搖動(dòng)10 min，用干濾紙過濾于試管中，即為土壤硝態(tài)磷測液。

硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和速效磷含量的測定選擇干凈、干燥的白瓷板，速效鉀含量的測定選擇干凈、干燥的黑瓷板，分別用不同的試劑進(jìn)行比色。

2.2.5 土壤有機(jī)質(zhì)含量的測定

取1 g的干土，加入25 mL的氫氧化鈉的溶液中，高溫加熱，取出用蒸餾水稀釋到75 mL，過濾冷卻，取少量溶液置于白瓷板上，與比色卡比色，讀出有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤剖面的基本狀況

植被類型、林分結(jié)構(gòu)及蓋度，特別是枯落物特征和數(shù)量等在森林生長和形成的不同時(shí)期發(fā)揮著很多方面的重要影響，導(dǎo)致了森林土壤營養(yǎng)成分狀況發(fā)生較大差異[3]。該被調(diào)查林地的土壤：A層土顏色為棕色，較濕潤，質(zhì)地為黏土，石粒含量較小，僅為2%，塊狀結(jié)構(gòu)，松緊度為26.08，樹根較多，無新生體和侵入體，pH為4.8，偏酸性。B層土顏色為暗黃橙色，較濕潤，質(zhì)地為黏土，石粒含量較小，僅為2%，塊狀結(jié)構(gòu)，松緊度為50.95，樹根較少，無新生體和侵入體，pH為5.2，酸性。

3.2 不同類型人工林土壤肥力特征

研究土壤肥力在不同森林類型中的特征，特別是土壤肥力在不同類型人工林生態(tài)系統(tǒng)的特征，對了解土壤礦質(zhì)營養(yǎng)元素在不同人工林類型發(fā)展趨勢、肥力供需狀況，確定改良或其他施肥措施以及評估這些措施的效果等方面都有重要意義。

3.2.1 馬尾松純林土壤養(yǎng)分特征。

人們荒山造林只有綠化效果得到重視，純林得到大面積營造，特別是松類純林。由于松突圓蚧和松毛蟲危害時(shí)有發(fā)生；同時(shí)，松類純林枯落物量少，且分解速度緩慢，林地土壤肥力受到了嚴(yán)重的影響，并導(dǎo)致林地土壤養(yǎng)分供給與需求矛盾加深。但這些多數(shù)在一些成熟或中齡林林的林地中反應(yīng)較為明顯，馬尾松林地土壤水分含量最少，因?yàn)樵摫粶y樣地為坡頂，郁閉度小，光照強(qiáng)，枯枝落葉較薄。其他林種的土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、全氮、速效鉀和速效磷含量均高于馬尾松人工林，說明馬尾松人工林土壤肥力下降，是由于其枯枝落葉量少，且其葉纖維成分發(fā)達(dá)，分解困難，溶水性差、持水量少，繼而導(dǎo)致林地養(yǎng)分供需的矛盾加深。因此，筆者認(rèn)為林地的土壤肥力在馬尾松人工純林中是不高的。

3.2.2 桉樹林土壤養(yǎng)分特征

桉樹連栽人工林地的地表枯枝落葉層中，干物質(zhì)和各種養(yǎng)分貯藏量與次生闊葉林和針葉林林比較明顯下降，土壤有機(jī)質(zhì)，全氮量和堿解氮含量隨土壤剖面深度增加也出現(xiàn)下降趨勢[4]。桉樹林地的養(yǎng)分庫和枯枝落葉受到傳統(tǒng)的機(jī)耕整地、砍、燒的影響而呈突變形式退化，林分組成單一，凋落物養(yǎng)分含量和數(shù)量少。土壤速效養(yǎng)分是評價(jià)土壤肥力的一個(gè)不可忽視的強(qiáng)度指標(biāo)，土壤近期內(nèi)供肥情況能從中反映出來。桉樹的速效磷（P）、速效氮（N）和速效鉀（K）含量速效鉀含量在0.72～21.1 mg/kg，變幅較大，其中含量小于50.00 mg/kg（貧瘠水平）的占100%、土壤樣品水平比較單一，土壤速效鉀的含量僅僅屬于中下水平甚至缺乏狀態(tài)，土壤速效鉀含量在各植林區(qū)A層從大到小排列順序是：馬尾松林>杉木>桉樹，4個(gè)植林區(qū)土壤的速效鉀平均值都處于貧瘠水平。其中桉樹最小。

3.2.3 杉木林土壤養(yǎng)分特征

杉木在我國種植歷史悠久，南北地區(qū)都能生長。杉木林地的速效氮（N）、速效磷（P）和速效鉀（K）含量速效鉀含量在1.05～20.3 mg/kg，變幅較大，其中含量小于50.00 mg/kg（貧瘠水平）的占100%、土壤樣品的水平不太豐富，土壤速效鉀的含量只在中下水平甚至貧瘠狀態(tài)。但是其平均值比桉樹的稍大，因?yàn)樯寄玖值乜葜β淙~層厚，林下植物多樣性大，再加上該樣地杉木林地已超過20 a，人為干擾較小。因此土壤肥力較大。

4 結(jié)論與建議

1）通過測定不同林地土壤在廣西國有黃冕林場部分林班內(nèi)的類型及土壤在相應(yīng)植被類型下的化學(xué)性質(zhì)，初步了解了該區(qū)土壤在不同樹種林下主要化學(xué)性質(zhì)（有機(jī)質(zhì)、酸堿度、速效磷、速效氮以及速效鉀）的變化規(guī)律，為該區(qū)的土壤養(yǎng)分資源的合理利用與保護(hù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

2）該區(qū)均具有偏低的土壤酸堿度，其中酸性隨著海拔高度變低而變得越為嚴(yán)重。供肥能力與有機(jī)質(zhì)及氮素含量成正相關(guān)[5]。磷素及鉀素含量則與其成負(fù)相關(guān)。因此，應(yīng)該綜合研究該林地土壤生態(tài)系統(tǒng)并且應(yīng)更加深入與加強(qiáng)，為增強(qiáng)土壤養(yǎng)分良性循環(huán)、保持桉樹人工林的地力不衰退提供科學(xué)依據(jù)，桉樹人工林土壤生態(tài)更是要加強(qiáng)研究，

3）林地土壤密度增大，土壤結(jié)構(gòu)狀況不佳，土壤含水量、通氣度、持水量、孔隙度和貯水量降低；同時(shí)，土壤全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)、速效磷和水解氮等含量也隨之降低，這是由于桉樹是速生樹種，吸收有機(jī)質(zhì)快，生長也很快，再加上林下植被數(shù)量和生物量減少導(dǎo)致的土壤肥力下降，桉樹林地肥力很低。因此，建議適時(shí)適地對該桉樹林地施肥。

參考文獻(xiàn)

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[3]宋會(huì)興，蘇智先，彭遠(yuǎn)英.山地土壤肥力與植物群落次生演替關(guān)系研究[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（12）：1531-1533.

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（責(zé)任編輯：趙中正）