湖北省主要森林類型土壤理化性質(zhì)及土壤質(zhì)量

王曉榮，胡文杰，龐宏東，崔鴻俠，唐萬鵬，周文昌，潘 磊，姜 琦

（1.湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430075；2.秭歸縣屈原林業(yè)工作站，湖北 宜昌 443600）

土壤是成土母質(zhì)在一定環(huán)境條件和生物作用下，經(jīng)過一系列物理、化學(xué)和生物過程形成[1]，是生態(tài)系統(tǒng)中諸多生態(tài)過程的載體和植物生長的基質(zhì)[2-3]。土壤養(yǎng)分與森林類型密切相關(guān)，一方面林木生長從土壤中吸取養(yǎng)分，土壤養(yǎng)分的高低影響到森林植物的生長和分布，另一方面森林以凋落物形式歸還土壤有機物質(zhì)和養(yǎng)分，從而影響林下土壤的性質(zhì)和養(yǎng)分狀況[4]。由于不同森林類型凋落量和凋落物性質(zhì)存在差異，養(yǎng)分歸還量也不同，對林下土壤肥力的影響也各有差異[5]。因此，深刻理解土壤狀況與植物生長和功能的關(guān)系，準(zhǔn)確評價森林土壤質(zhì)量狀況并找出限制因素，對提高林分生產(chǎn)力、植被預(yù)測、生態(tài)恢復(fù)和實現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營具有重要意義[2,6-7]。目前，評價土壤質(zhì)量的常規(guī)方法主要有主成分分析法[8]、模糊數(shù)學(xué)模型[9]、灰色關(guān)聯(lián)模型[6]、加權(quán)綜合法[10]、最小數(shù)據(jù)集法[11]，其中主分成分分析法是土壤質(zhì)量定量評價中應(yīng)用最為廣泛的統(tǒng)計方法，可為土壤肥力質(zhì)量的管理和植被恢復(fù)措施的選擇以及林分改造提供直觀參考[2]。

近年來，許多學(xué)者對不同區(qū)域不同森林類型的土壤理化特征和土壤質(zhì)量開展了廣泛研究，如上海環(huán)城林帶[3]、江西紅壤區(qū)[4]、廣東羅定[6]、湖北恩施[12]、北京九龍山[13]、江西廬山[14]，重點比較不同林分類型、群落類型的土壤理化性質(zhì)、肥力特征等，且均屬于小尺度，而對區(qū)域尺度上森林土壤質(zhì)量綜合評價鮮見報道。在區(qū)域尺度上，森林土壤受到成土母質(zhì)、氣候、地形、林分類型和林分結(jié)構(gòu)的綜合影響[15]，影響森林土壤的因素較為復(fù)雜，造成森林土壤理化性質(zhì)存在著較強的異質(zhì)性[1,13]。本研究以湖北省主要森林類型為研究對象，分析比較了不同森林類型的土壤理化特征，并采用主成分分析法綜合評價土壤質(zhì)量且找出其關(guān)鍵因子，旨為該區(qū)域森林經(jīng)營和土壤養(yǎng)分管理以及森林植被恢復(fù)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

湖北省位于我國大陸的中部，地處長江中上游（108°21′42″～116°07′50″E，29°01′53″～33°06′47″N），面積約18.59×104km2，占全國總面積的1.94%，地勢大致為東、西、北三面環(huán)山，中間低平，略呈向南敞開的不完整盆地，山地占56%，丘陵占24%，平原湖區(qū)占20%。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，平均氣溫為15～17 ℃，最高氣溫可達39℃，最低氣溫達-3.2 ℃，年均降水量范圍在800～1 600 mm 之間。土壤以紅壤、黃壤、黃棕壤、棕壤、黃褐土為主。依據(jù)第九次全國森林資源清查成果統(tǒng)計森林資源情況，截止2014年，湖北省林地面積876.09×104hm2，森林面積736.27×104hm2，占林地面積的84.04%，森林覆蓋率39.61%，林木綠化率43.76%。活立木總蓄積39 579×104m3，其中森林蓄積量36 507.91×104m3，占92.24%。森林植被具有由北亞熱帶落葉闊葉混交林逐漸過渡到中亞熱帶常綠闊葉林的特征，主要樹種有馬尾松Pinus massoniana、杉木Cunninghamia lanceolata、柏木Cupressus funebris、華山松Pinus armandii、麻櫟Quercus acutissima、栓皮櫟Quercus variabilis、槲櫟、銳齒槲櫟Quercus alienavar．a(chǎn)cuteserrata、樟樹Cinnamomum camphora、苦櫧Castanopsis sclerophylla、青岡Cyclobalanopsis glauca等，是中國生物資源較豐富省份之一[16]。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設(shè)置

參照湖北省立地條件和森林資源類型分布現(xiàn)狀，結(jié)合森林植被一類分區(qū)類型，盡量選擇主要典型立地條件（包括山脈、流域）以及生態(tài)區(qū)位重要的區(qū)域的地帶性植被和分布面積較大的林分類型，且以天然林或者人為干擾相對較少的人工林作為土壤調(diào)查對象[17]。具體森林土壤調(diào)查樣地分布見表1。

在2015—2016年期間，選擇典型林分設(shè)置規(guī)格為20 m×20 m 的樣地，對樣地內(nèi)中胸徑≥5 cm的喬木樹種進行每木檢尺，調(diào)查物種名、數(shù)量、胸徑、樹高等。同時，記錄樣地海拔、坡度、坡向、地點位置、人為干擾情況等因子。樣地基本情況見表2。

1.2.2 土壤采樣與分析

在每個樣地內(nèi)按照對角線設(shè)置2 個土壤剖面，調(diào)查土壤類型、質(zhì)地、石礫含量，并按0～10、10～20、20～40、40～60、＞60 cm 進行分層取樣，將同層土樣混合為一份土樣，隨后將土壤樣品帶回實驗室測定土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。采用環(huán)刀法測定土壤容重、土壤含水量、毛管孔隙度和總孔隙度等物理性指標(biāo)。測定的化學(xué)指標(biāo)及方法如下：有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量-外加熱法，全氮采用半微量凱氏定氮法，全磷、全鉀、全鐵、全鈣、全鎂、全鈉、全鐵、全錳、全鈦、全鋅采用等離子發(fā)射光譜法[18]。

表1 土壤樣點分布情況Table 1 Distribution of forest soil samples in Hubei Province

表2 不同森林類型樣地基本情況Table 2 Basic information of different forest types

1.2.3 土壤質(zhì)量評價方法

首先，對土壤屬性指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均，以獲得單個采樣點土壤性質(zhì)指標(biāo)的平均值。然后，利用模糊數(shù)學(xué)原理建立土壤性質(zhì)與功能間的隸屬函數(shù)來進行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理[3]，以實現(xiàn)各土壤性質(zhì)的量綱歸一化，使得評價指標(biāo)間具有可比性[6]。由于各土壤性質(zhì)指標(biāo)所對應(yīng)的功能效應(yīng)曲線各不相同，一般隸屬度函數(shù)分為拋物線函數(shù)和“S”型函數(shù)[9]。參考張凱旋等[3]對土壤評價指標(biāo)隸屬度值的劃分，土壤含水量、毛管孔隙度、總孔隙度、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀屬于“S”型函數(shù)，土壤容重、pH 值、全鈣、全鎂和全鈉屬于拋物線形隸屬度函數(shù)，即評價指標(biāo)與土壤功能具有一個最佳適宜范圍，其計算公式分別為公式（1）～（2）：

式中：Xi為各評價指標(biāo)的隸屬度值；X為各評價指標(biāo)原始數(shù)值；Xmax和Xmin分別為各評價指標(biāo)的最大值和最小值。

最后，利用主成分分析提取特征根大于1 的主成分向量，依據(jù)因子在向量上對應(yīng)的載荷值，確定出各主成分向量中主導(dǎo)因子并構(gòu)建相關(guān)數(shù)學(xué)模型。然后，根據(jù)各主成分的方差貢獻率為權(quán)重，提取得分進行加權(quán)求和，進而獲得土壤綜合質(zhì)量得分[6,12]。

根據(jù)公式（3）計算土壤質(zhì)量綜合指數(shù)：

式中：ai為第i個土壤評價指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，n為指標(biāo)數(shù)量；F(i)為某一森林類型各項指標(biāo)的隸屬度值。

采用Office13.0 和SPSS19.0 軟件進行數(shù)據(jù)整理和作圖。不同森林類型各土壤層次的土壤理化指標(biāo)差異性采用單因素方差分析（One-way ANOVA），且進行LSD 多重比較，以檢驗數(shù)據(jù)之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同森林類型土壤容重、含水量和孔隙度變化

如表3所示，區(qū)域尺度上森林類型差異對土壤物理性質(zhì)平均值整體影響不大，5 種森林類型的土壤容重平均變化范圍為1.33～1.36 g/cm3、土壤含水量為19.37%～21.84%、毛管孔隙度20.81%～22.97%和總孔隙度24.84%～26.78%。比較不同森林類型同一土層土壤理化性質(zhì)可知，僅10～20 cm 層毛管孔隙度存在顯著差異（P＜0.05），竹林分別較針葉林、落葉闊葉林、針闊混交林和常綠落葉闊葉林降低了31.35%、31.06%、31.01%和19.82%，而其他森林類型間無顯著性差異。土壤容重、土壤含水量和總孔隙度等在不同森林類型同一土層間均不存在顯著性差異。隨著土壤層次的增加，土壤容重除在常綠落葉闊葉混交林差異不顯著外，其余森林類型均存在極顯著性差異（P＜0.01），且呈逐漸增加的趨勢；土壤含水量除在針葉林不存在顯著差異外，其他森林類型均存在顯著性差異（P＜0.05），呈逐漸降低的趨勢；毛管孔隙度和總空隙度在不同土層間均無顯著性差異，且呈不規(guī)律變化。

表3 不同森林類型土壤各土層物理性質(zhì)?Table 3 Soil properties of different soil layers in different forest types

2.2 不同森林類型土壤pH 值、有機質(zhì)和全量養(yǎng)分變化

如表4所示，不同森林類型土壤pH 值平均變化范圍為4.84～5.89，呈酸性，且不同森林類型同一土層間均存在顯著性差異（P＜0.05），表現(xiàn)為落葉闊葉林＞針闊混交林＞針葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞竹林。同一森林類型不同土壤層次間不存在顯著性差異，但仍可看出隨土壤層次的增加，pH 值逐漸增加。

不同森林類型土壤有機質(zhì)和全氮平均變化范圍分別為15.17～39.11 g/kg 和1.37～1.96 g/kg，且僅在20 cm以上土層中存在顯著性差異（P＜0.05），而在20 cm 以下土層時則無顯著性差異。在0～10 cm 土層，有機質(zhì)整體表現(xiàn)為常綠落葉闊葉混交林＞落葉闊葉林＞竹林＞針葉林＞針闊混交林，全氮為落葉闊葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞竹林＞針闊混交林＞針葉林；在10～20 cm 土層，有機質(zhì)和全氮含量均表現(xiàn)為常綠落葉闊葉混交林＞落葉闊葉林＞竹林＞針闊混交林＞針葉林。同一森林類型不同土層間，除常綠落葉闊葉混交林外，其余森林類型有機質(zhì)和全氮均存在極顯著性差異（P＜0.01），且均隨土壤層次增加逐漸降低。另外，全磷和全鉀平均變化范圍分別為0.25～0.43 g/kg和13.58～15.87 g/kg，且不同森林類型和不同土層間均不存在顯著性差異。由上可知，森林類型差異主要對表層土壤有機質(zhì)和全氮的提高產(chǎn)生顯著影響，對中下土層則影響有限，而對全磷和全鉀則未產(chǎn)生顯著影響，可能與其主要受到土壤母質(zhì)的影響，而森林類型對其影響較小有關(guān)。

表4 不同森林類型土壤各土層pH 和全量養(yǎng)分含量Table 4 Soil pH and nutrients content of different soil layers in different forest types

2.3 不同森林類型土壤堿性金屬和重金屬含量變化

表5 不同森林類型土壤各土層堿性金屬（Ca、Mg、Na）和重金屬（Fe、Mn、Ti、Zn）含量Table 5 Basic metals (Ca,Mg,Na) and heavy metals (Fe,Mn,Ti,Zn) content of different soil layers in different forest types

如表5所示，不同森林類型土壤全鈣、全鎂和全鈉等堿性金屬含量平均值范圍分別在0.64～6.59、4.16～8.98 和1.76～9.77 g/kg，可見不同森林類型土壤堿性金屬含量差異明顯。全鈣和全鈉在不同森林類型同一土層間均存在顯著差異（P＜0.05），全鈣大小排序為針闊混交林＞落葉闊葉林＞針葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞竹林，全鈉為針闊混交林＞針葉林＞落葉闊葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞竹林，而全鎂為落葉闊葉林＞針闊混交林＞針葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞竹林，且僅在0～10、40～60、＞60 cm 土層間存在顯著性差異（P＜0.05），而在10～20 cm和20～40 cm 土層各森林類型間無顯著性差異（P＞0.05）。

不同森林類型土壤中全鐵、全錳、全鈦、全鋅等重金屬含量平均值范圍分別在27.10～38.26、0.54～0.74、3.33～3.87 和0.08～0.09 g/kg，不同森林類型重金屬含量除全鐵有一定差異外，其余重金屬指標(biāo)均相差很小。不同森林類型同一土層均無顯著性差異（P＞0.05），且相互之間差異不大，說明土壤重金屬含量受森林類型影響很小。隨土壤層次增加，除全鈉和全鐵呈逐漸降低的趨勢外，全鈣、全鎂等堿性金屬以及全錳、全鈦、全鋅等重金屬元素含量均無顯著性差異（P＞0.05），且并未呈現(xiàn)出規(guī)律性變化。

2.4 土壤質(zhì)量綜合評價

土壤重金屬重要來源于土壤母質(zhì)和外界環(huán)境，對森林生長和發(fā)育而言是相對有害的，本研究中Fe、Mn、Ti 和Zn 等重金屬元素在不同森林類型和土層間并無顯著性差異，且含量差異極小，因此在反映森林土壤質(zhì)量評價時未將其計入。同時，通過分析不同森林類型對土壤理化性質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，森林類型重點對土壤表層（0～20 cm）土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生影響。因此，運用主成分法開展不同森林類型土壤質(zhì)量綜合評價，按照特征值＞1的原則，抽取了前5 個公因子，其特征值分別為3.824、2.418、1.972、1.090 和1.034，累積方差貢獻率達86.148%（表6），說明所提取的5 個主成分可以很好反映評價指標(biāo)的綜合信息。其中，土壤容重、含水量、全氮和有機質(zhì)在第1 主成分中發(fā)揮了重要作用，全鈣、全鎂和全磷在第2 主成分發(fā)揮了重要作用，總孔隙度和毛管孔隙度在第3主成分中發(fā)揮了重要作用，全鉀和全鈉在第4 主成分中發(fā)揮了重要作用，pH 在第5 主成分中具有重要作用。

表6 土壤屬性主成分因子載荷矩陣、公因子方差及因子權(quán)重Table 6 Results of principal component analysis,factor loadings,common factor variance,indicators’ weight

根據(jù)主成分模型表達式，將各土壤評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后代入，可以求得各主成分量的得分Fj，并按照各主成分的公因子方差占總公因子方差綜合的百分數(shù)，計算出各主成分權(quán)重，進而求得土壤質(zhì)量綜合評價函數(shù)，計算公式為：F=0.370F1+0.234F2+0.191F3+0.105F4+0.100F5。不同森林類型土壤質(zhì)量綜合得分排名為：竹林＞落葉闊葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞針闊混交林＞針葉林（表7）。

表7 不同森林類型土壤質(zhì)量綜合評價結(jié)果Table 7 Comprehensive evaluation results of soil quality of different stand types

3 討 論

3.1 不同森林類型土壤理化性質(zhì)的差異

森林土壤是氣候條件、母質(zhì)類型、森林類型以及人為活動強弱結(jié)合的產(chǎn)物[16]，不同地帶區(qū)域的森林土壤類型差異大，土壤理化性質(zhì)變異也會很大。土壤容重和總孔隙度代表土壤的透氣性、透水性、貯存空間以及對植物根系伸展的阻力狀況，進而影響著土壤的持水性能[12]。已有研究發(fā)現(xiàn)，隨著植物的生長，根系吸收的養(yǎng)分通過枯枝落葉的凋落、歸還、分解，釋放進入土壤會逐漸改善土壤理化性質(zhì)，進而使得土壤密度減少、孔隙度增加，容蓄水分能力增強[3]。本研究結(jié)果表明，隨著土壤層次的增加，土壤容重逐漸增加，而土壤含水量則逐漸降低，這主要與植物根系的活動范圍有關(guān)，表層根系越多越有利于土壤物理性質(zhì)的改善，而對深層次土壤物理性質(zhì)改變較為有限。但不同森林類型對土壤物理性質(zhì)基本上無顯著性差異，究其原因可能是目前湖北省森林多處于中幼林階段，在區(qū)域尺度上森林群落的差異尚不能對土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的影響和改變[2]，同時由于區(qū)域采樣尺度上森林類型中包含了不同的土壤類型和質(zhì)地、石粒含量以及根系生長發(fā)育程度差異，造成土壤物理性質(zhì)空間變異較大[9]，進而可能抵消了森林類型對土壤結(jié)構(gòu)的影響程度。

土壤養(yǎng)分是反映森林植被改善土壤程度的重要因素[10]，且不同類型植物群落間往往存在較高差異[3]，分析不同森林類型土壤養(yǎng)分狀況特征差異，有利于了解森林土壤及其森林類型的關(guān)系[19]。本研究結(jié)果表明，湖北省森林土壤pH 值整體偏酸性，表現(xiàn)為落葉闊葉林＞針闊混交林＞針葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞竹林，各森林類型之間存在顯著性差異，說明不同森林類型對土壤酸堿度存在明顯影響。一般而言，在相同環(huán)境條件下，針葉樹土壤比闊葉樹土壤酸性更強，由于針葉樹凋落物葉在分解過程中產(chǎn)生的鹽基離子較少而有機酸含量較高會導(dǎo)致土壤發(fā)生酸化[20]，同時常綠落葉闊葉混交林和竹林均低于針葉林，可能與大量人為經(jīng)營干擾程度有關(guān)，本研究中常綠落葉闊葉林和竹林多是人為破壞后的次生林和人工林，竹林主要分布鄂東南黃紅壤區(qū)，因此土壤質(zhì)地和人為干擾嚴重時導(dǎo)致其土壤酸性較低的重要原因。土壤有機質(zhì)是形成土壤理化性狀的基礎(chǔ)，是聯(lián)系成土過程中生物要素與土壤發(fā)生、演化的紐帶，也有利于土壤團粒結(jié)構(gòu)形成，進而促進植物生長和養(yǎng)分的吸收[12,21]，不同林分由于物種組成、生物學(xué)等特性，使得凋落物的種類和數(shù)量及其分解速率均存在較大差異，從而引起林地土壤有機質(zhì)含量和分布狀況不同[19]。本研究中，不同森林類型土壤有機質(zhì)表現(xiàn)為常綠落葉闊葉混交林＞落葉闊葉林＞竹林＞針闊混交林＞針葉林，這與李靜鵬[2]對不同植被恢復(fù)類型對土壤質(zhì)量的影響結(jié)果相類似。土壤有機質(zhì)的累積與凋落物的分解密切相關(guān)，針葉林處于演替早期階段，凋落物量相對較少，其多為粗糙死地被物，分解緩慢，大量積累于林地表面，土壤有機質(zhì)含量最低，而隨著演替發(fā)生過程中闊葉樹種的增多，林分生物量較高，產(chǎn)生大量較易分解的凋落物，進而會促進土壤有機質(zhì)含量增加[2,22]。

土壤全量養(yǎng)分特征分析中全氮、全磷和全鉀的含量能反映土壤“營養(yǎng)庫”中養(yǎng)分總儲量水平[19]。本研究中，土壤全氮在不同林分變化趨勢與有機質(zhì)基本一致，這與大多數(shù)研究結(jié)果相一致[12,14,23]，因為林地土壤全氮含量變化主要取決于其土壤有機質(zhì)含量的變化[20]。全磷和全鉀則在不同森林類型間無顯著性差異，參照全國第二次土壤普查的土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)，湖北省森林土壤全磷和全鉀含量分別屬于很低（0.2～0.4 g/kg）和低水平（10～15 g/kg），這是因為在酸性的亞熱帶森林土壤中，磷元素易于鐵、鋁的氫氧化合物及其離子形成不溶性的磷化合物沉淀，導(dǎo)致森林土壤磷含量普遍虧缺，致使不同森林類型間全磷差異不顯著[1,12]，而全鉀含量絕大部分來源于成土母巖中礦化物風(fēng)化釋放[4]，雖然磷鉀元素會在一定程度上受植物根系分布以及植物吸收的影響，但總體影響較小，這與劉永賢[5]和申佳艷[24]等的研究結(jié)果相似。

該區(qū)域森林土壤堿性金屬（包括Ca、Mg、Na）在不同森林類型間存在顯著差異，且說明堿性金屬均與森林群落類型和生長發(fā)育密切相關(guān)，以針闊混交林含量較大，竹林最較小，主要原因可能是針葉和闊葉樹種混合搭配可能有利于土壤陽離子交換吸附，造成土壤堿性金屬相對累積，而竹林所處紅壤區(qū)域具有強烈的富鋁化和淋溶作用，導(dǎo)致堿性金屬大量淋失[22]。同時，重金屬（包括Fe、Mn、Ti、Zn）則在不同森林類型間土壤重金屬含量差異很小，且各森林類型間差異不顯著，其受森林類型影響不大，這與楚春暉等[25]和李向陽[26]在鄂東南的研究結(jié)果相一致，一方面森林土壤重金屬主要來源于成土母質(zhì)，另一方面是該區(qū)域森林土壤重金屬總量較少或由于森林植被的凈化作用，使得目前湖北地區(qū)森林土壤重金屬污染呈輕微危害程度。

3.2 不同森林類型土壤質(zhì)量評價

土壤質(zhì)量是土壤肥力質(zhì)量、土壤健康質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量的綜合度量，其優(yōu)劣程度取決于生態(tài)系統(tǒng)類型、土地利用方式以及人為干擾影響等多種因素[27]。采用主成分分析法對湖北省不同森林類型土壤質(zhì)量綜合評價結(jié)果為：竹林＞落葉闊葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞針闊混交林＞針葉林，其中竹林土壤質(zhì)量相對最大，可能與集約化經(jīng)營過程中人為施肥和撫育管理措施等有關(guān)[6]，有效提升了土壤質(zhì)量，而其他林分類型土壤質(zhì)量變化趨勢基本符合自然正向演替規(guī)律。處于植被正向演替等級越高的森林類型，群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、物種組成更豐富，凋落物分解更快，具有較強的養(yǎng)分循環(huán)與富集功能[12]。本研究中常綠落葉闊葉混交林是湖北省地帶性的頂級群落，而其土壤質(zhì)量卻低于落葉闊葉林，可能與湖北省森林歷史上由于戰(zhàn)爭、人為毀壞森林以及自然災(zāi)害等原因有關(guān)，導(dǎo)致頂級森林群落發(fā)生退化嚴重，森林脆弱性和森林質(zhì)量整體不高的現(xiàn)象仍舊存在[28]。同時，不同的采樣尺度、群落組成、土壤類型和管理措施的差異會造成不同森林類型土壤質(zhì)量評價結(jié)果存在較大差異。已有研究證明，小尺度上探討同種土壤類型下的不同森林類型對土壤理化性質(zhì)的影響，能夠更好地的理解森林群落組成和結(jié)構(gòu)等對土壤養(yǎng)分循環(huán)過程的影響機制，對于森林經(jīng)營管理更具有實際指導(dǎo)意義[5]。本研究雖然考慮了森林類型，但在區(qū)域尺度上因土壤形成的氣候、母質(zhì)、生物等因素造成土壤類型分布的復(fù)雜性[16]以及森林土壤初始養(yǎng)分本底的先天差異性考慮不足[4]。在采樣布置空間上僅考慮了森林類型，而忽略了森林的發(fā)育狀況以及各區(qū)域的森林類型樣地的均勻程度和數(shù)量，可能在分析比較土壤類型和區(qū)域類型間的森林土壤質(zhì)量評價仍具有一定的局限性。

4 結(jié) 論

本文分析湖北省主要森林類型的土壤理化性質(zhì)和土壤質(zhì)量，結(jié)果表明，區(qū)域尺度上森林類型差異對土壤物理性質(zhì)整體影響不大，隨著土壤層次的增加，土壤容重逐漸增加，而土壤含水量則逐漸降低，孔隙度變化未呈規(guī)律性變化。研究區(qū)森林土壤pH 值平均變化范圍為4.84～5.89，呈酸性，且不同森林類型間存在顯著差異。不同森林類型間的土壤有機質(zhì)和全氮平均變化范圍分別為15.17～39.11 g/kg 和1.37～1.96 g/kg，且僅在20 cm 以上土層產(chǎn)生顯著差異，而各土層的全鈣、全鎂、全鈉等堿性金屬均具有明顯差異，對全磷、全鉀等全量元素和全鐵、全錳、全鈦和全鋅等重金屬則無顯著性差異。不同森林類型土壤質(zhì)量從高至低的排序為竹林＞落葉闊葉林＞常綠落葉闊葉混交林＞針闊混交林＞針葉林。在未來開展森林質(zhì)量提升和土壤管理時，要利用森林自然演替規(guī)律，盡量減少人為干擾，采用適度的管理措施促進森林向頂級群落類型演替，以增加凋落物儲量和分解速度，進而達到森林土壤質(zhì)量有效提升的效果。