不同坡位山杏天然林生長和土壤理化性質(zhì)比較

姚穎 劉建明 劉忠玲 溫愛亭 呂躍東

摘?要：以山杏天然林為研究對象，對不同坡位山杏林木生長和土壤理化性質(zhì)進行比較分析，了解不同立地條件下山杏天然林木生長和林地土壤肥力的差異，為山杏人工林經(jīng)營提供依據(jù)。結(jié)果表明：山杏天然林林下土壤成堿性，pH隨坡位和土層深度的增加而呈上升趨勢;隨著坡位的降低，林木生長狀況和土壤理化性質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，呈正相關(guān)趨勢，同一坡位表層土壤肥力狀況優(yōu)于深層土壤。因此，在山杏人工林立地選擇時，若能充分考慮坡位的影響，優(yōu)化經(jīng)營方式，將有助于改善立地土壤環(huán)境，提高山杏人工林的生長質(zhì)量狀況。

關(guān)鍵詞：山杏;天然林;理化性質(zhì);坡位;土層深度

中圖分類號：S792.39;S714文獻標(biāo)識碼：A???文章編號：1006-8023（2019）06-0036-06

Comparison on Armeniaca sibirica Natural Forest Growth

and Soil Physicochemical Properties in Different Slope Position

YAO Ying， LIU Jianming， LIU Zhongling， WEN Aiting， LV Yuedong*

（Heilongjiang Forest Research Institute， Harbin150081）

Abstract：Using Armeniaca sibirica natural forests as the research object， the growth and soil physical and chemical properties in different slope position were compared and analyzed， and the difference of growth and soil fertility of Armeniaca sibirica natural forests in different site conditions were understood， which provided the basis for the management of Armeniaca sibirica natural forests. The results showed that the Armeniaca sibirica natural forest soil were generally alkalinitic， pH value increased as the soil depth and slope position increased， with the decrease of slope， tress growth and soil physical and chemical properties had been improved gradually showing a positive trend， the surface soil fertility was better than deep soil in the same slope position. As a result， at the time of building Armeniaca sibirica plantations in the future， if we can fully consider the impact of slope position and optimize the management mode， it will help to improve the standing soil environment and improve the growth quality of apricot plantation.

Keywords：Armeniaca sibirica; natural forest; physical and chemical properties; slope position; soil depth

0?引言

山杏（Armeniaca sibirica），薔薇科，亞洲特有的生態(tài)經(jīng)濟型樹種，黃河流域重要樹種主要分布在我國隴東和隴南等地。有關(guān)于山杏的研究較多，但大多集中在山杏的豐產(chǎn)技術(shù)及抗旱造林技術(shù)方面[1-4]。本研究通過山杏的生長相關(guān)影響因子，主要包括不同坡位對山杏林木生長和土壤理化性質(zhì)進行比較分析，闡明山杏生長與環(huán)境因子的關(guān)系，了解不同坡位林地土壤肥力差異，找到適宜山杏生長的最佳環(huán)境條件，為改善山杏立地土壤環(huán)境，提高山杏生長質(zhì)量，實現(xiàn)速生豐產(chǎn)林提供有力的科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)概況

實驗樣地設(shè)置在黑龍江省林口縣， 地處黑龍江省東南部、老爺嶺和完達山脈交接處。北緯45°38′39″至東經(jīng)130°04′19″之間， 屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春秋季短，氣候多變;夏季溫?zé)岫嘤?冬季漫長，寒冷干燥。年平均氣溫3.0 ℃，年平均降水量530.0 mm，年平均蒸發(fā)量1 246.2 mm。土壤以暗棕壤和白漿土為主。

1.2?研究方法

該試驗選擇的樣地為山杏天然林，在研究區(qū)選取同一坡面自215 m海拔開始，按上、中、下3個不同坡位，分別設(shè)置3個面積為10 m×10 m的標(biāo)準(zhǔn)低，并測定該樣地所在位置的海拔、坡度及密度，調(diào)查該樣地植被，同時每個樣地隨機設(shè)置3個采樣點，每個樣點挖土壤剖面并按分層取樣法劃分0～20、20～40、40～60 cm 3個層次，并運用200 cm3標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀測定各層土壤物理性質(zhì)，同時每個剖面層次取土約1 kg，剔除根系、石塊等雜物，將土壤樣品裝入布袋中，帶回實驗室用于土壤理化性質(zhì)的分析。

土壤化學(xué)性質(zhì)分析具體方法[5-6]及指標(biāo)主要：pH值采用酸度計直接測定;有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法;堿解氮采用堿解擴散法;全氮采用半微量凱式法;全磷采用堿熔鉬銻抗比色法;有效磷采用雙酸浸提法;全鉀采用堿熔火焰光度法;有效鉀采用乙酸銨火焰光度法。

土壤物理性質(zhì)測定分析主要采用環(huán)刀取樣法。土壤水分物理性質(zhì)測定指標(biāo)主要包括：容重、總孔隙度、毛管孔隙、通氣孔隙度、非毛管孔隙、毛管持水量、最大持水量和最佳含水率等。

山杏生長情況的測定方法：對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)采用每株山杏進行胸徑、樹高及冠幅進行測量后取平均值。使用維R測量山杏胸徑，使用塔尺進行樹高測量，用測距儀進行冠幅測量。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同坡位山杏生長情況比較

不同坡位山杏天然林生長狀況比較， 由表 2可知，坡位對山杏的生長產(chǎn)生了不同影響，不同坡位之間表現(xiàn)不同?？傮w來看，隨著坡位的上升，山杏的地徑和樹高隨之減小，冠幅則相反。坡下與坡上相比，地徑增加了21.8%，樹高增高44.05%，冠幅減小50%。方差分析結(jié)果和多重比較結(jié)果表明：坡上和坡中、坡下的樹高差異顯著（P<0.05），坡上與坡中的地徑差異不顯著（P>0.05）。坡上、坡中和坡下的冠幅差異顯著（P<0.05），表現(xiàn)為坡上>坡中>坡下。

2.2?山杏林不同坡位土壤物理性質(zhì)

土壤容重是反映土壤松緊度和水土流失狀況的綜合指標(biāo)[7]。土壤容重高表示土壤越緊實，孔隙數(shù)量少，土壤入滲速率和蓄水量較低，說明土壤的通透性較差[8-9]，由表3可知，同一坡位，土壤容重跟隨著土壤深度的增加而增加，不同坡位間容重的表現(xiàn)為：坡上>坡中>坡下。土壤孔隙的多少關(guān)系著土壤的透水性、透氣性、導(dǎo)熱性和緊實度，土壤毛管孔隙度表征了林木吸收水分維持自身生長發(fā)育的能力，非毛管孔隙度則是滯留水分涵養(yǎng)水源的能力[10]，非毛管孔隙度與林木生長關(guān)系更為密切[11]。表 3中，同一坡位土壤總孔隙度隨著土層深度的增加而降低，不同坡位土壤總孔隙度大小順序表現(xiàn)為：坡下，坡中，坡上。不同土層深度土壤總孔隙度與土壤容重的變化趨勢相反。非毛管孔隙度、毛管孔隙度、毛孔持水量及田間持水量的表現(xiàn)大致是坡下優(yōu)于坡上，土壤表層優(yōu)于底層。由此可見，不同坡位山杏天然林的土壤物理性質(zhì)差異較大。坡下土壤土層疏松，土壤既能有充足的水分、又有良好透氣性，有利于林木根系的生長發(fā)育，從而吸收到較多的水分與養(yǎng)分，而坡中和坡上相對較差。這可能由于坡下部位的山杏密度較坡上高，且坡下部位草本植物較坡上多，由于根系和枯枝落葉層的作用，增加了土壤的疏松性和透氣性，使坡下的土壤容重得以改善[12]，容重值高通常表明土壤有退化的趨勢[13]，可見坡上的土壤相對其他坡位更容易退化[14]。

2.3?山杏林不同坡位土壤化學(xué)性質(zhì)

pH值是土壤的基本性質(zhì)和肥力的重要影響因素之一，直接影響土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)、轉(zhuǎn)化和有效性，從而影響植物的生長發(fā)育[5]因此常作為土壤分類，利用、管理和改良的重要參考。有機質(zhì)是人工林土壤肥力可持續(xù)經(jīng)營的核心，決定了土壤的穩(wěn)定性和彈性[15]。土壤有機質(zhì)含量多少，是土壤養(yǎng)分分析的一個重要指標(biāo)[16]，土壤氮素營養(yǎng)是土壤肥力的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，同時也是植物生長長期必需的養(yǎng)分元素[17-21];磷是植物三大必需營養(yǎng)元素之一[22]，也是植物健康生長的必須大量元素之一。鉀是植物吸收量最多的且是土壤營養(yǎng)元素含量最高之一， 其不同形態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化，共同對植物起著不同作用[23]。通過測定土壤中的全效氮、磷、鉀含量多少，能夠反映該土壤的供肥潛力[24]。

由表4可知，同一坡位，不同深度土層的變化特征表現(xiàn)為：山杏天然林的土壤pH均呈堿，隨土層深度加深，土壤pH增大，不同坡位土壤pH表現(xiàn)為：坡上>坡中>坡下。同一坡位土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、有效鉀、全氮、全磷和全鉀含量隨著土層的增加而降低，這說明表層由于腐殖質(zhì)及根系相對較多，通過分解后產(chǎn)生的營養(yǎng)元素也多，因此土層深度增加而土壤養(yǎng)分降低。不同坡位土壤全效氮、磷、鉀及有效氮、磷、鉀及有機質(zhì)含量表現(xiàn)為：坡下>坡中>坡上;這可能與坡上部位由雨水沖刷及自身重力作用的影響使土壤養(yǎng)分向坡中、坡下部位移動有關(guān)。

2.4?不同坡位土壤物理性質(zhì)相關(guān)性分析

由表5可知，不同坡位僅對山杏天然林土壤容重呈顯著負相關(guān)（P<0.05），與其他物理指標(biāo)相關(guān)程度不顯著，由此可見，各項指標(biāo)受坡位的影響不大。土壤容重與總孔隙度成顯著負相關(guān)，與毛管持水量及田間持水量成極顯著負相關(guān)，對毛管孔隙度及非毛管孔隙度相關(guān)程度不顯著;總孔隙度除對非毛管孔隙度相關(guān)程度不顯著外，對其他指標(biāo)的相關(guān)程度均達到極顯著正相關(guān)（P<0.01）程度。由此可見，各項指標(biāo)之間具有不同程度的顯著相關(guān)。

2.5?不同坡位土壤化學(xué)性質(zhì)相關(guān)性分析

由表6可知，不同坡位對山杏天然林土壤養(yǎng)分含量呈負相關(guān)，pH呈極顯著負相關(guān)，除有效磷外有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效鉀均達到顯著或極顯著程度，由此可見，各項指標(biāo)整體易受到坡位的影響。山杏天然林土壤養(yǎng)分含量均與pH呈極顯著負相關(guān)，即土壤酸性越小，養(yǎng)分含量越高;山杏林土壤有機質(zhì)含量分別與堿解氮、有效磷和有效鉀含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），全氮、全磷呈顯著正相關(guān)（P<0.05），即土壤有機質(zhì)含量增加有利于土壤養(yǎng)分積累。該試驗中土壤有機質(zhì)含量對養(yǎng)分含量影響極顯著，說明土壤養(yǎng)分大多來源于林地枯枝落葉、有機物的輸入[25]。全氮、全磷、全鉀對堿解氮、有效磷、有效鉀的含量影響均呈顯著或極顯著正相關(guān)。

3?結(jié)論與討論

坡位、土層深度是影響山杏林土壤理化性質(zhì)的重要因素。土壤養(yǎng)分是由土壤提供的植物生長所必須的營養(yǎng)元素，其含量多少是土壤肥力狀況的一個重要指示因子。土壤有機質(zhì)含量和氮、磷、鉀元素是土壤養(yǎng)分循環(huán)的核心[26]。特別是速效養(yǎng)分含量的多少，直接影響土壤可利用養(yǎng)分的多少，進而影響林木生長狀況[27-30]。不同坡位的林地土壤肥力存在不同程度的差異，對林木的生長發(fā)育有不同的影響。研究表明，不同坡位對山杏的生長具有一定的影響，隨著坡位的降低，山杏林木的地徑及樹高均表現(xiàn)出上升趨勢，冠幅則是下降趨勢。應(yīng)該是坡上的光照更加充足，使得山杏林木更加茂盛。不同坡位土壤理化性質(zhì)總體表現(xiàn)出坡下優(yōu)于坡中優(yōu)于坡上，由此可見，充足的有機質(zhì)和充足的氮含量有利于山杏的生長，這也正和山杏生長狀況相符。在同一坡位，隨著土層加深，土壤理化性質(zhì)逐漸變差，土壤養(yǎng)分含量隨土層深度的增加含量呈減少趨勢，這與其他學(xué)者研究結(jié)果相近[31]。本試驗區(qū)范圍內(nèi)土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效氮、有效磷和有效鉀在坡位間均達到顯著以上程度，這與前人所得結(jié)論相近。因此，今后在經(jīng)營山杏人工林時，應(yīng)對造林地的立地條件進行立地控制，因地制宜，選擇有機質(zhì)含量、含水量和肥力高的地段造林，提高造林質(zhì)量，使山杏的生長表現(xiàn)到最佳效果，實現(xiàn)速生豐產(chǎn)的目的。

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