杉木與光皮樺純林及混交林土壤理化性質(zhì)分析＊

劉和丁

（福建省武夷山市林業(yè)局，福建武夷山354300）

杉木與光皮樺純林及混交林土壤理化性質(zhì)分析＊

劉和丁

（福建省武夷山市林業(yè)局，福建武夷山354300）

通過對武夷山市長灘國有林場8a生的杉木純林、光皮樺純林及光杉混交林土壤理化性質(zhì)進(jìn)行對比研究。結(jié)果表明：光杉混交林有最低的土壤容重和最高的總孔隙度，表明土壤孔隙狀況得到一定程度的改善。光杉混交林水解性氮和速效鉀含量明顯高于其它兩種林分，而有效磷含量甚至低于杉木純林。對3種林分土壤全量養(yǎng)分的比較發(fā)現(xiàn)，光杉混交林僅提高了土壤全磷含量，而土壤有機(jī)碳、全氮和全鉀含量甚至低于其它2種林分。綜上所述，光杉混交林在一定程度上改善了土壤的物理結(jié)構(gòu)，提高了土壤速效養(yǎng)分的含量，然而由于混交年限較短，混交模式對土壤全量養(yǎng)分的改善作用有限。

杉木；光皮樺；杉光混交林；土壤理化性質(zhì)

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)試驗地位于福建省武夷山長灘國有林場山口工區(qū)，造林地前茬為杉木林地。武夷山市位于福建省西北部，閩贛交界處，武夷山脈南麓。即東經(jīng)117°37′22″～118°19′44″，北緯27°27′31″～28°4′46″，東鄰浦城縣、南接建陽市、西與光澤毗連、北部與江西省鉛山縣為界。屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，四季分明，雨量充足。全年最熱月是7月，平均月氣溫27.5℃，最高氣溫月平均值為33.3℃，極端最高氣溫41.2℃；冬季和早春不太冷，氣溫多數(shù)在0℃以上，極端最低氣溫-8.1℃，年平均氣溫18℃。年平均相對濕度78%，年平均降水量1916.4mm。年平均無霜期255d。

2 研究方法

試驗地為Ⅱ類地，2008年3月造林。2016年7月調(diào)查，調(diào)查選擇起源一致的杉木純林、光杉混交林、光皮樺純林。在每種林分中分別布設(shè)3個20m×20m的樣地，在樣地內(nèi)別選擇典型位置，挖取土壤剖面，并按等距離劃分土壤層次，分別于0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60cm深度用環(huán)刀取樣測定土壤容重，同時取土壤樣品，同層土壤混合樣取約200g，重復(fù)3次，分別裝入自封袋內(nèi)并編號記錄。各標(biāo)準(zhǔn)地基本概況見表1。

由環(huán)刀法計算土壤容重、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、非毛管孔隙、毛管孔隙以及總孔隙度。將土壤樣品自然風(fēng)干，一部分過2mm篩，用于測定土壤有效磷，速效鉀和水解性氮含量；剩余部分過0.25mm篩，用于測定土壤有機(jī)碳、全氮、全磷和全鉀含量[6]。

表1 試驗地概況

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤持水量與孔隙度特征分析

從表2可以看出，3種不同林分生長8a后，無論是表層土壤0～10cm還是10～20cm的土壤層，其土壤容重均表現(xiàn)為杉木＞光皮樺純林＞光杉混交；最大持水量表現(xiàn)為混交林＞光皮樺純林＞杉木純林，毛管持水量、最小持水量和總孔隙度有一致的變化規(guī)律。在表層0～10cm土壤的非毛管孔隙則是混交林＞光皮樺純林＞杉木純林，10～20cm的土壤非毛管孔隙則是杉木純林＞混交林＞光皮樺純林；毛管孔隙在表層土壤0～10cm的則是光皮樺純林＞杉木純林＞混交林，10～20 cm的土壤層又是混交林＞光皮樺純林＞杉木純林。

表2 各樣地土壤持水及孔隙狀況表

3.2 土壤養(yǎng)分狀況分析

從表3的不同林分土壤不同土層速效養(yǎng)分含量來看，在表層0～10 cm的土壤層，光杉混交林速效鉀含量最高，達(dá)到89.77mg·kg-1，分別是光皮樺純林和杉木純林的2.13和1.19倍；有效磷含量則是杉木純林最高，為6.40mg·kg-1，分別是光皮樺純林和光杉混交林的1.42和2.58倍；水解性氮含量是光杉混交林最高為153.85mg. kg-1，稍高于光皮樺純林，是杉木純林的1.36倍。在10～20 cm的土壤層速效鉀含量光杉混交林最高，為68.61mg· kg-1，稍高于杉木純林，是光皮樺純林的2.35倍；有效磷含量是杉木純林最高為5.60mg·kg-1，是光杉混交林的1.27倍，是光皮樺純林的1.38倍；水解性氮含量是光杉混交林最高為186.04mg·kg-1，分別是光皮樺純林和杉木純林的1.72和1.83倍。20～40 cm的土壤層速效鉀含量光杉混交林最高為65.84mg·kg-1，稍高于杉木純林，是光皮樺純林的2.34倍；有效磷含量是杉木純林最高為4.97mg·kg-1，分別是光杉混交林和光皮樺純林的1.31和1.30倍；水解性氮含量光杉混交林最高為164.85mg·kg-1，分別是杉木純林和光皮樺純林1.85和1.93倍。40～60cm的土壤層速效鉀含量光杉混交林最高為70.13mg·kg-1，分別是杉木純林和光皮樺純林的1.21和2.74倍；有效磷含量是光杉混交林最高為3.78mg·kg-1，分別是杉木純林和光皮樺純林的1.82和1.83倍；水解性氮含量則是光皮樺純林最高為87.54mg·kg-1，分別是光杉混交林和杉木純林的1.17和2.01倍。

表3 不同林分土壤的速效養(yǎng)分

表4為不同林分的全量養(yǎng)分情況表，從表中可知，不同林分土壤中全鉀含量各個土壤層都是杉木純林最高，其次是光杉混交林，光皮樺純林是最低的，但光皮樺純林全鉀含量的土壤層從高到低分布是20～40cm＞10～20cm＞0～10cm＞40～60cm，杉木純林全鉀的土壤層從高到低分布是10～20cm＞0～10cm＞40～60cm＞20～40cm的土壤層，光杉混交林全鉀土壤層從高到低分布則是40～60 cm＞20～40cm＞0～10cm＞10～20cm。3個林分中全磷含量各個土壤層都是光杉混交林最高，其次是杉木純林，最低還是光皮樺純林，但光皮樺純林、杉木純林的各土壤層值是相同的，光杉混交林則不完全相同，前兩層0～10cm與10～20cm值相同為0.07g·kg-1，后兩層20～40cm與40～60cm值相同為0.06g·kg-1。

3個林分中碳含量0～10 cm土壤層最高是光杉混交林，為1.53%，其次是杉木純林，最低為光皮樺純林；10～20 cm土壤層最高是杉木純林，為1.42%，其次是光皮樺純林，光杉混交林最低；20～40 cm土壤層最高是杉木純林，為1.54%，其次是光皮樺純林，光杉混交林最低；40～60 cm土壤層最高是杉木純林，為0.89%，其次是光杉混交林，光皮樺純林最低。3個林分中氮含量基本表現(xiàn)為隨土層深度的增加逐漸減少的趨勢。3個林分中各土壤層碳氮比存在差異。光皮樺純林最高碳氮比出現(xiàn)在20～40cm土壤層達(dá)到14.07，其次依次為10～20cm、0～10cm和40～60cm土壤層；杉木純林最高碳氮比出現(xiàn)在0～10cm土層達(dá)到14.30，然后逐層降低；光杉混交林碳氮比隨土層深度變化規(guī)律與光皮樺純林基本相同，最高的土壤層是20～40cm土壤層達(dá)到15.23。

表4 各樣地土壤的全量養(yǎng)分

4 小結(jié)

土壤容重小表明土壤疏松，結(jié)構(gòu)性良好;反之，則表明土壤緊實而缺乏團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。從表2中可知，光杉混交林的土壤容重最低，土壤總孔隙度最大，并且隨著土壤深度的增加，土壤容重逐漸增大，土壤孔隙狀況趨于下降，這表明混交林對土壤具有一定的改良作用。

不同林分對土壤的培肥作用差異是由它的生物學(xué)特性、根系吸收養(yǎng)分能力、林下植被、枯枝落葉數(shù)量與質(zhì)量、微生物數(shù)量和土壤酶活性所決定［7,8］。不同林分土壤不同土層速效養(yǎng)分含量來看光杉混交林速效鉀和水解性氮含量最高，而光杉混交林有效磷含量最低；全K含量體現(xiàn)了土壤鉀素的貯量狀況，在武夷山成土條件下，三種不同林分的土壤鉀素貯量水平大小順序為杉木純林＞光杉混交林＞光皮樺純林，但全磷含量和碳氮比都是光杉混交林最大，三種林分的土壤全P含量在0.04～0.07g·kg-1之間，表明研究區(qū)域的土壤磷素供應(yīng)處于輕度或中度缺乏狀態(tài)，這與前人研究認(rèn)為，在福建省亞熱帶生物氣候條件下，磷素易于淋失的結(jié)果相吻合[9,10]。

綜上所述，光皮樺與杉木混交在一定程度上改善了土壤的物理結(jié)構(gòu)，提高了土壤速效養(yǎng)分的含量，然而由于混交年限較短，混交模式對土壤全量養(yǎng)分的改善作用有限。

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[10]福建省土壤普查辦公室．福建土壤[M]．福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，1991，217-253． 責(zé)任編輯/丁 珌

The soil physical and chemical properties of pure and mixed forests ofand

Liu Heding
(Wuyishan City Forestry Bureau,Wuyishan Fujian 354300,China)

S714.8

A

1003-4382（2017）02-0033-03

2017-01-15

2017-02-10

劉和丁（1981-），男，福建永安人，大學(xué)，林業(yè)工程師，主要從事森林培育研究和管理工作。