廣西沙塘林場(chǎng)桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)研究

張麗微 陳雷 楊善云

【摘 要】文章以廣西國(guó)有沙塘林場(chǎng)森林生態(tài)系統(tǒng)中的桉樹人工林為研究對(duì)象，通過野外樣品采集和室內(nèi)樣品處理與測(cè)試，統(tǒng)計(jì)分析研究不同齡級(jí)、不同土層深度（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）土壤有機(jī)質(zhì)。結(jié)果表明，土層深度與齡級(jí)對(duì)沙塘林場(chǎng)桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)的變化存在顯著性影響，且呈負(fù)向相關(guān)。

【關(guān)鍵詞】沙塘林場(chǎng)；桉樹人工林；土壤有機(jī)質(zhì)；植物多樣性

【中圖分類號(hào)】S153 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2017）04-0218-03

土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中的所含碳的有機(jī)物質(zhì)，是評(píng)價(jià)土壤肥力和質(zhì)量的重要指標(biāo)[1]，是全球碳循環(huán)中的重要碳庫(kù)[2]。

桉樹（Eucalyptus）具有生長(zhǎng)快速、出材率高、耐貧瘠、抗逆性強(qiáng)、輪伐周期短等優(yōu)點(diǎn)，是廣西林漿紙一體化的主要原料之一[3]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)研究[1-7]。趙筱青等人[3]，王世紅[4]、王小強(qiáng)[5]、劉永賢等人[6]，葉紹明等人[7]對(duì)滇西南、福建、四川、廣西桉樹土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)研究，但對(duì)城郊小尺度桉樹人工林不同齡級(jí)、不同土層深度的林地土壤有機(jī)質(zhì)的研究報(bào)道較少。

本人以廣西柳州市廣西沙塘林場(chǎng)桉樹人工林為研究對(duì)象，對(duì)不同齡級(jí)、不同土層深度（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）的土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分析，探討土壤深度與齡級(jí)對(duì)桉樹人工林的土壤有機(jī)質(zhì)的影響及其變化規(guī)律，為林地的科學(xué)管理和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

廣西沙塘林場(chǎng)位于東經(jīng)108°17'10''～108°24'52''，北緯24°42'～24°30'07''。東西長(zhǎng)7.7 km，南北寬4.5 km，位于柳州市柳北區(qū)沙塘鎮(zhèn)，是典型的城市郊區(qū)小尺度森林生態(tài)系統(tǒng)[8]。林地土壤以砂巖紅壤為主，占全場(chǎng)面積的74.4%。林場(chǎng)植被屬熱帶亞熱帶過渡性植被類型，種類豐富，有植物157個(gè)科525屬1 104種[9]。

1.2 土壤樣品的采集與處理

2014年9月—2016年1月，在沙塘林場(chǎng)選擇桉樹人工林幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林5個(gè)齡級(jí)為研究樣區(qū)，根據(jù)樣地面積，共設(shè)置34個(gè)采樣點(diǎn)，采集不同深度土層（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）共102份土壤樣品，按照《森林土壤樣品的采集與制備》（LY/T1210—1999）[10]標(biāo)準(zhǔn)采集并制備土樣。

1.3 樣品分析

土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀容量-分光光度法[11]，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分別對(duì)桉樹人工林的不同齡級(jí)、土層深度的土壤有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 桉樹人工林林下植被植物多樣性分析

通過野外樣地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，桉樹人工林下常見植被見表1，且成熟林與過熟林下的植被種類及數(shù)量明顯多于其他齡級(jí)。

2.2 桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)的分析

桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)具體數(shù)值參見表2和圖1，同一齡級(jí)的桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)，隨著土層深度的增加，土壤有機(jī)質(zhì)總體呈下降趨勢(shì)，近熟林下降趨勢(shì)最為突出，由表層土0～20 cm處的16.67 g/kg降至40～60 cm處的9.33 g/kg，下降比例達(dá)44.03%。究其原因有二：第一是由于桉樹及其林下植被的枯枝落葉分解主要在土壤表層，從而使得土壤表層有機(jī)質(zhì)含量高于其他土層[3]。第二是由于沙塘林場(chǎng)土壤砂巖紅壤為主，黏性大，導(dǎo)致其氣體交換能力下降，大量的二氧化碳積聚在土壤中使得土壤pH隨著齡級(jí)和土層深度的增加總體呈下降趨勢(shì)，影響有機(jī)質(zhì)的積累[3]。同一深度不同齡級(jí)的桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)呈起伏變化態(tài)勢(shì)，但總體是下降的，在由中齡林至近熟林時(shí)期的下降幅度最大，最大的達(dá)46.69%。桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)均值隨著齡級(jí)的增加，變化規(guī)律為中齡林最大，幼齡林其次，近熟林最小，幼齡林的17.52 g/kg與中齡林的20.13 g/kg降低到近熟林的12.08 g/kg，減少了31.05%、39.99%。成熟林與過熟林的有機(jī)質(zhì)較近熟林有較小幅度的增加，漲幅分別為1.90%與15.15%，但總體小于幼齡林、中齡林。桉樹人工林的有機(jī)質(zhì)隨著林齡的增加表現(xiàn)出總體下降狀態(tài)。由此可見，桉樹的快速增長(zhǎng)消耗了土壤中大量的養(yǎng)分，對(duì)土壤肥力產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響[4]，這一結(jié)論與趙筱青等人[3]的研究結(jié)論一致。

在對(duì)土層深度、齡級(jí)與土壤有機(jī)質(zhì)的雙因素方差進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，顯著性水平為0.05時(shí)，土層深度與齡級(jí)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響顯著，即土層深度與齡級(jí)對(duì)沙塘林場(chǎng)桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)的變化存在顯著性影響。在對(duì)土層深度與有機(jī)質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，土層深度與有機(jī)質(zhì)呈負(fù)向高度相關(guān)。在對(duì)齡級(jí)與有機(jī)質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，齡級(jí)與有機(jī)質(zhì)呈負(fù)向低微度相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

綜上所述，土層深度與齡級(jí)對(duì)沙塘林場(chǎng)桉樹人工林土壤有機(jī)質(zhì)的變化存在顯著性影響，且呈負(fù)向相關(guān)。隨著齡級(jí)和土層深度的增加，桉樹林土壤有機(jī)質(zhì)總體上是減少的，可見，桉樹的快速增長(zhǎng)是以大量消耗土壤中的養(yǎng)分為代價(jià)的。林場(chǎng)在經(jīng)營(yíng)時(shí)要綜合考慮以下幾個(gè)方面。

第一，在經(jīng)營(yíng)時(shí)要盡可能地少施加化學(xué)除草劑，保存其枯枝落葉，保護(hù)其林下植被的物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性，促使枯枝落葉等碳源在桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)中的自我轉(zhuǎn)化能力[3]，同時(shí)林下植被可以增加其固碳釋氧功能，減少水土流失，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累轉(zhuǎn)化[7]。

第二，根據(jù)桉樹人工林土壤pH呈酸性及沙塘林場(chǎng)林地黏壤土特性，可以通過人工方式施加肥料，對(duì)林地土壤碳循環(huán)進(jìn)行補(bǔ)給，尤其是在近熟林時(shí)期，做到滿足社會(huì)效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一[8]。

第三，有實(shí)驗(yàn)證明混交林土壤有機(jī)質(zhì)高于純林[12]，種植有利于有機(jī)質(zhì)積累的樹種如馬尾松，能促進(jìn)碳循環(huán)的平衡，可以維持桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

參 考 文 獻(xiàn)

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