亞美馬褂木和杉木人工純林土壤碳氮積累特征的比較研究

吳照祥，劉巧麗，胡 淼，劉騰云，鐘永達(dá)，李輝虎，余發(fā)新*

（1.江西省科學(xué)院 生物資源研究所，江西 南昌 330096；2.江西省觀賞植物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330096）

【研究意義】土壤碳和氮是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，其循環(huán)過(guò)程及相互作用深刻影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性，在森林生態(tài)系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要的作用。近年來(lái)，隨著全球氣候變化的加劇，各國(guó)研究人員在不同區(qū)域以及不同尺度上開(kāi)展森林土壤的碳、氮儲(chǔ)量及其動(dòng)態(tài)研究，其中以碳、氮儲(chǔ)量估算方面的工作居多[1-2]。土壤有機(jī)質(zhì)存在的狀況及氮的形態(tài)和含量，都與土壤酶活性變化有關(guān)。土壤酶活性升高有利于凋落物和土壤有機(jī)物質(zhì)的分解、轉(zhuǎn)換和養(yǎng)分元素的釋放，對(duì)于提高森林土壤肥力和維持生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)具有重要意義[3]。為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，大面積的天然林被砍伐，并被人工林取代。人工林已經(jīng)成為森林總量的關(guān)鍵組成部分，在森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中至關(guān)重要。研究人工林土壤碳庫(kù)和氮庫(kù)儲(chǔ)量及調(diào)控機(jī)制是了解和預(yù)測(cè)全球氣候變化的重要工作，具有深遠(yuǎn)的意義。【前人研究進(jìn)展】針葉樹(shù)種是我國(guó)主要的造林樹(shù)種，包括杉木（Cunninghamia lanceolata）、落葉松（Larix gmelinii）、馬尾松（Pinus massoniana）等，其林地土壤質(zhì)量及其動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)較為全面。劉冰燕等[2]精確測(cè)定了秦嶺南坡東段油松人工林生態(tài)系統(tǒng)碳、氮儲(chǔ)量及其分配格局，施欽等[4]深入分析了云南滇池‘中山杉118’人工林土壤的碳、氮積累特征。隨著我國(guó)林業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性調(diào)整和林漿紙一體化戰(zhàn)略的實(shí)施，一些速生樹(shù)種得到了快速發(fā)展，相應(yīng)人工林土壤質(zhì)量方面的研究也隨之開(kāi)展。溫遠(yuǎn)光等[5]同步開(kāi)展桉樹(shù)和馬尾松人工林土壤質(zhì)量研究，并比較了樹(shù)種間的差異。人工林土壤的碳、氮積累等土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面的研究還主要集中在針葉樹(shù)、桉樹(shù)和楊樹(shù)等少數(shù)的速生經(jīng)濟(jì)林，缺乏鄉(xiāng)土闊葉用材林和其他經(jīng)濟(jì)林的監(jiān)測(cè)以及各人工林間的對(duì)比分析，這些都有待進(jìn)一步加強(qiáng)研究?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】國(guó)家林業(yè)和草原局目前公布的第九次全國(guó)森林資源清查結(jié)果顯示，我國(guó)杉木人工林面積達(dá)到9.87×107hm2，占到全國(guó)人工喬木林總面積的1/4。杉木（C.lanceolate（Lamb.）Hook）作為我國(guó)中亞熱帶地區(qū)重要的速生造林樹(shù)種，主要分布于長(zhǎng)江流域及秦嶺以南16 個(gè)省（市）、自治區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)杉木多代連栽會(huì)導(dǎo)致土壤肥力衰退、生產(chǎn)力下降，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力和穩(wěn)定性減弱等問(wèn)題[6-7]。為了提升森林質(zhì)量和增加生物多樣性，通常采用鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種通過(guò)混交或者替代的方式對(duì)針葉林進(jìn)行改造，其中杉木林的改造成為我國(guó)人工林經(jīng)營(yíng)的發(fā)展趨勢(shì)。雜交馬褂木（Liriodendron sino-americanumP.C.Yieh ex Shang et Z.R.Wang），又稱亞美馬褂木，是中國(guó)鵝掌楸（L.chineseSarg）與北美鵝掌楸（L.tulipifera）通過(guò)人為控制授粉培育出來(lái)的雜交種[8]，在生長(zhǎng)速度、樹(shù)形干型、木材材質(zhì)等用材性狀以及花形、花色等觀賞性狀方面表現(xiàn)突出[9-11]，近年來(lái)開(kāi)始推廣造林，并逐步擴(kuò)大規(guī)模，是我國(guó)南方亞熱帶地區(qū)低產(chǎn)低效林改造、退耕還林和園林綠化的良好樹(shù)種。隨著亞美馬褂木的造林面積日益擴(kuò)大，其培育和推廣效益研究已成為森林資源管理及可持續(xù)發(fā)展的重要工作，人工純林的生態(tài)服務(wù)功能尤其是林地土壤碳、氮庫(kù)及其積累特征等，對(duì)其生態(tài)效益評(píng)價(jià)至關(guān)重要?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究對(duì)江西省余江縣亞美馬褂木人工純林土壤的碳、氮儲(chǔ)量及其分配格局進(jìn)行定量分析，并與本地當(dāng)家樹(shù)種杉木人工純林進(jìn)行比較，以期為亞美馬褂木人工林土壤固碳潛力以及土壤養(yǎng)分管理提供參考，為亞美馬褂木在亞熱帶地區(qū)大面積推廣造林提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域及樣地概況

研究區(qū)域位于江西省鷹潭市，南靠武夷山山脈，北臨鄱陽(yáng)湖平原。試驗(yàn)區(qū)設(shè)在鷹潭市余江區(qū)龍虎山鎮(zhèn)管坊林場(chǎng)，地處28°5′～28°6′N，116°52′～116°54′E。地形為低丘，一般海拔100～300 m。屬于典型的亞熱帶濕潤(rùn)多雨季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫17.6 ℃，年平均降雨量1 788.8 mm，四季分明，平均無(wú)霜期達(dá)258 d。土壤為普通粘化濕潤(rùn)富鐵土，屬于典型紅壤。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的造林和更新，該地區(qū)植被以杉木為主，少數(shù)地塊近年來(lái)被開(kāi)發(fā)為苗圃開(kāi)始培育樟樹(shù)、紅葉石楠等景觀樹(shù)種。2003 年對(duì)部分杉木林進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)全伐、煉山、全墾整地，2004 年?duì)I造亞美馬褂木（L.sino-americanum）人工純林，選擇地貌、母質(zhì)、土壤類型、氣候條件、坡向等相同或相近的亞美馬褂木人工純林和同期營(yíng)造的杉木人工純林設(shè)置研究樣地，每個(gè)樣地面積約為600 m（220 m×30 m），每個(gè)類型分別設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。其中，亞美馬褂木按照3 m×4 m 的株行距進(jìn)行造林，而杉木種植的株行距為2 m×3 m，栽植后進(jìn)行常規(guī)水肥管理，每2～3 年進(jìn)行一次林下?lián)嵊?，主要是清理枯死木和一些自然發(fā)生的小灌木[如檵木（Loropetalum chinense（R.Br.）Oliver）、梨葉懸鉤子（Rubus pirifoliusSmith）等]和多年生高大草本[如五節(jié)芒（Miscanthus floridulus）、鐵芒萁（Dicranopteris linearis（Burm.）Underw.）等]。采樣時(shí)，亞美馬褂木林分密度為450～600 株/hm2，平均胸徑為32.68 cm，平均樹(shù)高為26.47 m；杉木林分密度為1 200～1 300 株/hm2，平均胸徑為26.32 cm，平均樹(shù)高為22.45 m。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤樣品采集 2021 年3 月中旬，在上述各研究樣地內(nèi)，以“S”形隨機(jī)選取5 個(gè)典型土壤采集點(diǎn)，使用土鉆（Φ38 mm）按照0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm 和40～60 cm 采集原位土壤樣品，每層取約500 g 土樣，各采集點(diǎn)按土層混合均勻后放入無(wú)菌自封袋。同時(shí)在每個(gè)土壤采集點(diǎn)挖取土壤剖面，并用100 cm3環(huán)刀在每層正中位置取一個(gè)土樣，裝入環(huán)刀盒內(nèi)完整帶回用于土壤容重和最大持水量測(cè)定。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后置潔凈的牛皮紙上進(jìn)行自然風(fēng)干處理，并去除根系和石礫，粉碎后過(guò)100 目篩，備用。

1.2.2 土壤樣品理化分析 采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，將裝有原位土壤的環(huán)刀放入烘箱于105 ℃烘干4 h冷卻至恒溫稱量[12]，并計(jì)算土壤含水量；按照森林土壤水分-物理性質(zhì)的方法測(cè)定土壤最大持水量[13]；電位法測(cè)定土壤pH 和電導(dǎo)率，采用PHS-3C 型酸度計(jì)進(jìn)行（pH 采用2.5∶1 水土比，電導(dǎo)率采用5∶1 水土比，F(xiàn)E20-Five Easy Plus?，Switzerland）；土壤溶解性有機(jī)碳采用沸水浸提法[14]測(cè)定；采用擴(kuò)散法通過(guò)硼酸吸收鹽酸并滴定測(cè)定土壤堿解氮[15]；土壤有效磷采用氟化銨-鹽酸溶液浸提，鉬藍(lán)比色法測(cè)定[16]；土壤速效鉀采用中性醋酸銨溶液浸提，火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.2.3 土壤微生物生物量和土壤酶活測(cè)定 微生物量碳（MBC）采用氯仿熏蒸-硫酸鉀浸提法[17]，用總有機(jī)碳分析儀測(cè)定提取液中的總有機(jī)碳含量，計(jì)算公式為：MBC=ΔEc/Kc，其中ΔEc為熏蒸與未熏蒸土壤總C 含量之差，Kc為MBC 的浸提系數(shù)（一般為0.38）。土壤脲酶活性采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定[18]，以尿素為基質(zhì)，酶促產(chǎn)物氨與苯酚-次氯酸鈉作用生成藍(lán)色的靛酚，該生成物量與氨濃度呈正比，脲酶的活性以24 h 內(nèi)1 g 干土中產(chǎn)生的NH3-N 質(zhì)量（mg NH3-N·g-1·d-1）表示。土壤蔗糖酶采用二硝基水楊酸比色法[19]，催化蔗糖降解產(chǎn)生還原糖，進(jìn)一步與3,5-二硝基水楊酸反應(yīng)，生產(chǎn)棕紅色氨基化合物，其活性以24 h 內(nèi)1 g 干土生成葡萄糖毫克數(shù)表示（mg glucose·g-1·d-1）。過(guò)氧化氫酶活性采用紫外分光光度法測(cè)定[20]，其活性以24 h 內(nèi)1 g 干土催化H2O2毫克數(shù)表示（mg H2O2·g-1·d-1）。磷酸酶（包括酸性磷酸酶、中性磷酸酶和堿性磷酸酶）活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定[21]，其活性分別以24 h 內(nèi)1 g 干土生產(chǎn)苯酚微克數(shù)表示（mg phone·g-1·d-1）。

1.2.4 土壤碳、氮含量測(cè)定及其儲(chǔ)量計(jì)算 所有樣品碳含量以總有機(jī)碳含量計(jì)算，采用重鉻酸鉀氧化還原滴定法[22]進(jìn)行測(cè)定；氮含量以總氮含量計(jì)算，采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定[23]。土壤碳（氮）儲(chǔ)量為0～60 cm各層土壤碳（氮）儲(chǔ)量之和。土壤各層碳（氮）儲(chǔ)量計(jì)算公式為：Si=Ci×Di×Ei×(1 -Gi) × 10-1[2]，式中：Si為第i層土壤碳（氮）儲(chǔ)量（t·hm-2）；Ci為第i層土壤碳（氮）含量（g·kg-1）；Di為第i層土壤容重（g·cm-3）；Ei為第i層土壤厚度；Gi為直徑＞2 mm的礫石所占的體積百分比（%）。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用Microsoft Office Excel 2016對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和初步計(jì)算，并以SPSS 24.0采用多重比較Duncan 法對(duì)不同森林類型各土層間的數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。利用Pearson相關(guān)性分析研究土壤理化養(yǎng)分、酶活性以及土壤碳氮含量之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤理化性狀

亞美馬褂木和杉木人工純林土壤的物理性狀比較如圖1 所示。兩樹(shù)種人工純林土壤容重均隨著土壤深度的增加而增加，樹(shù)種間差異不明顯，只有40～60 cm 時(shí)，亞美馬褂木人工純林土壤容重顯著大于杉木（P＜0.05）。土壤最大田間持水量和電導(dǎo)率都隨著土壤深度的增加而降低，森林類型間差異也不明顯，在亞表層（20～40 cm）時(shí)亞美馬褂木人工純林土壤最大持水量顯著大于杉木（P＜0.05），而位于40～60 cm的深層土壤電導(dǎo)率顯著低于杉木（P＜0.01）。另外，土壤含水量在森林類型以及土層之間都沒(méi)有呈現(xiàn)出顯著變化（P＞0.05）。

圖1 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤物理性狀的比較Fig.1 Comparison of soil physical properties between L.sino-americanum and C.lanceolate forest

亞美馬褂木和杉木人工純林土壤溶解性有機(jī)碳、速效養(yǎng)分（包括堿解氮、有效磷和速效鉀）總體而言都隨著土壤深度的增加而降低，但亞美馬褂木人工純林土壤速效磷呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，而pH 呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)（表1）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，土壤溶解性有機(jī)碳、堿解氮和速效鉀在亞美馬褂木和杉木這兩樹(shù)種間差異不明顯，只有亞美馬褂木人工純林亞表層土壤（20～40 cm）堿解氮顯著高于杉木（P＜0.05）。亞美馬褂木人工純林0～10 cm 和40～60 cm 土層土壤有效磷顯著低于杉木，而10～20 cm和20～40 cm 土層顯著高于杉木（P＜0.05）。

表1 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤溶解性有機(jī)碳，pH和速效養(yǎng)分的比較（±SE）Tab.1 Comparison of soil organic matter，pH，and available nutrient properties between L.sino-americanum and C.lanceolate forest（±SE）

表1 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤溶解性有機(jī)碳，pH和速效養(yǎng)分的比較（±SE）Tab.1 Comparison of soil organic matter，pH，and available nutrient properties between L.sino-americanum and C.lanceolate forest（±SE）

表中同列不同字母標(biāo)記表示差異顯著性。The different letters in the same column indicate a significant difference（P＜0.05）by t-test.

2.2 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤微生物量碳和土壤酶活

亞美馬褂木和杉木人工純林土壤微生物量碳的比較見(jiàn)圖2，兩種類型人工純林土壤微生物量碳都隨著土層深度的增加而降低，其中杉木的這種變化趨勢(shì)更明顯。除0～10 cm 的上表層土壤外，其他層土壤微生物量碳含量都是亞美馬褂木人工純林稍高于杉木，但是這種差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平。

圖2 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤微生物量碳含量的比較Fig.2 Comparison of soil microbial biomass carbon content between L.sino-americanum and C.lanceolate forest

亞美馬褂木和杉木人工純林土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶、蔗糖酶以及磷酸酶（包括酸性磷酸酶、中性磷酸酶和堿性磷酸酶）的比較結(jié)果如圖3 所示。過(guò)氧化氫酶活性和蔗糖酶活性在不同森林類型和不同土層間差異均不明顯，只有亞美馬馬褂木10～20 cm 土層土壤過(guò)氧化氫酶活性顯著低于杉木人工純林（圖3A，P＜0.01）。亞美馬褂木和杉木人工純林土壤脲酶活性均隨著土壤深度的增加而降低，但是森林類型對(duì)其影響不大（圖3B）。在土壤磷酸酶組成中，亞美馬褂木和杉木人工純林土壤中均為酸性磷酸酶占主導(dǎo)地位，而土壤酸性磷酸酶均隨著土壤深度的增加而降低（圖3D）。不同種類磷酸酶在亞美馬褂木和杉木人工純林間的差異不盡相同，亞美馬褂木人工純林土壤酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性均低于杉木，這種差異在0～10 cm 和10～20 cm 土層達(dá)到顯著水平，而亞美馬褂木人工純林土壤中性磷酸酶活性在0～10 cm土層顯著高于杉木，在10～20 cm土層則顯著低于杉木。

圖3 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤酶活的比較Fig.3 Comparison of soil enzyme activity between L.sino-americanum and C.lanceolate forest

2.3 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤碳、氮含量和儲(chǔ)量及分配格局

亞美馬褂木和杉木人工純林土壤碳、氮含量及儲(chǔ)量見(jiàn)表2。結(jié)果顯示，亞美馬褂木和杉木人工純林土壤碳、氮含量均隨著土層增加而降低，并且杉木降低的趨勢(shì)更明顯。亞美馬褂木人工純林40～60 cm土層土壤碳、氮含量分別僅為0～10 cm土層土壤的29.90%和26.96%，而杉木分別為24.27%和17.92%。亞美馬褂木人工純林0～60 cm土層土壤碳儲(chǔ)量為73.84 t/hm2，略高于杉木的69.35 t/hm2，而氮儲(chǔ)量為3.08 t/hm2，略低于杉木的4.35 t/hm2，但是這種差異均未達(dá)到顯著水平。

表2 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤碳、氮含量和儲(chǔ)量（±SE）Tab.2 Content and storage of carbon and nitrogen of L.sino-americanum and C.lanceolate forest（±SE）

表2 亞美馬褂木和杉木人工純林土壤碳、氮含量和儲(chǔ)量（±SE）Tab.2 Content and storage of carbon and nitrogen of L.sino-americanum and C.lanceolate forest（±SE）

表中同列不同字母標(biāo)記表示差異顯著性。The different letters in the same column indicate a significant difference（P＜0.05）by t-test.

2.4 亞美馬褂木人工純林土壤養(yǎng)分、酶活性以及土壤碳氮含量之間的相關(guān)關(guān)系

由表3 所示，對(duì)亞美馬褂木人工純林土壤養(yǎng)分、酶活性以及土壤碳氮含量進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)土壤碳、氮含量跟土壤堿解氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分指標(biāo)正相關(guān)，相關(guān)性由大到小依次為堿解氮、速效鉀和速效磷，其中跟堿解氮和速效鉀達(dá)到極顯著高度相關(guān)（|r|≥0.8，P＜0.01），還跟脲酶和磷酸酶呈高度極顯著高度正相關(guān)。堿解氮與土壤碳氮含量相關(guān)性最大，另外還發(fā)現(xiàn)土壤碳和氮含量之間也呈高度極顯著正相關(guān)。土壤養(yǎng)分中的堿解氮與脲酶和磷酸酶極顯著正相關(guān)（P＜0.01），速效鉀除與脲酶中度相關(guān)（0.5≤|r|≤0.8）外都達(dá)到了高度相關(guān)（|r|≥0.8）。

表3 亞美馬褂木人工純林土壤養(yǎng)分、酶活性及土壤碳氮含量之間的Pearson相關(guān)系數(shù)Tab.3 Correlation coefficients among soil nutrients，soil enzyme activities，and soil organic carbon and nitrogen content in L.sino-americanum forest

3 結(jié)論與討論

亞美馬褂人工純林0～60 cm 土層土壤碳、氮含量和儲(chǔ)量均隨著土壤深度增加而降低，0～20 cm 土層土壤碳、氮儲(chǔ)量分別占0～60 cm 土壤碳、氮儲(chǔ)量的48.58%和58.44%，杉木人工林具有相同的趨勢(shì)。針葉林林地0～20 cm 土層土壤中碳儲(chǔ)量占0～60 cm 土層土壤總碳儲(chǔ)量的46.00%以上[4,24]，而闊葉林林地占到50%以上。這主要是由于植物根系主要集中在土壤的表層，枯落物和腐殖質(zhì)層的分解也導(dǎo)致上表層碳儲(chǔ)量增加。亞美馬褂木人工林0～60 cm 土層土壤碳儲(chǔ)量為73.84 t/hm2，略高于杉木人工林的69.35 t/hm2，表明亞美馬褂木大量的落葉能快速增加土壤的碳儲(chǔ)量，而亞美馬褂木生長(zhǎng)消耗了大量的氮素營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致其人工純林土壤氮儲(chǔ)量略低于杉木。另外，Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明亞美馬褂木人工純林土壤碳、氮含量與土壤堿解氮和速效鉀都呈現(xiàn)高度正相關(guān)（|r|≥0.8），并達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。這都表明亞美馬褂木人工純林對(duì)氮的需求較大，所以通過(guò)合理的施肥能促進(jìn)亞美馬褂木的生長(zhǎng)并促進(jìn)土壤碳、氮儲(chǔ)量的增加，特別是氮肥和鉀肥。

通常情況下需要根據(jù)人工林喬木層、林下灌木和草本層以及林地土壤碳、氮儲(chǔ)量來(lái)綜合評(píng)價(jià)人工林生態(tài)系統(tǒng)吸收和固碳功能，而本研究?jī)H對(duì)林地土壤開(kāi)展了分析、測(cè)定與估算，將來(lái)需要結(jié)合林地土壤和地上植被層來(lái)對(duì)亞美馬褂木人工林生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行更加精確的評(píng)價(jià)。

植物生長(zhǎng)過(guò)程中根系分泌物以及凋落物等殘?bào)w的分解物進(jìn)入土壤后會(huì)對(duì)土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，亞美馬褂木和杉木人工純林土壤容重均隨土壤深度的增加而增加，最大持水量隨著土壤深度的增加而下降，與前人的研究結(jié)果相似[25-26]。跟杉木人工純林相比較，亞美馬褂木人工林各層土壤的最大持水量和容重均有增加的趨勢(shì)，但是統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示這種差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平，表明這兩種植物的生長(zhǎng)對(duì)土壤物理性狀的影響沒(méi)有呈現(xiàn)出顯著的差異。亞美馬褂木與杉木都屬于淺根系植物，對(duì)深層土壤性狀尤其是物理性狀影響較小，所以這種土壤容重、持水量等在層次間的顯著變化主要是來(lái)源于自然的恢復(fù)演替作用和枯枝落葉對(duì)表層土壤的影響。本研究還發(fā)現(xiàn)亞美馬褂木人工林0～60 cm 土層土壤pH 隨著土壤深度增加而增加，并且顯著高于杉木人工純林，這與松、杉類樹(shù)木的溶出物以及枯枝落葉對(duì)土壤的酸化作用有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，杉木短周期經(jīng)營(yíng)到11 a 的時(shí)候林地土壤就已經(jīng)明顯酸化[27]，并且這種改變會(huì)隨著種植密度加大而更加劇烈[28]，但是大多數(shù)的闊葉樹(shù)種營(yíng)林都能調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，顯著的提升土壤pH值，從而改善土壤質(zhì)量[29-30]，本研究也證實(shí)了這一結(jié)果。江西省土壤為典型的地帶性紅壤，呈弱酸性，大面積松、杉類針葉樹(shù)種造林會(huì)引發(fā)土壤進(jìn)一步酸化，上述結(jié)果表明通過(guò)闊葉樹(shù)種如亞美馬褂木混交造林或者替換造林可以有效的調(diào)節(jié)土壤的酸堿度。

綜上所述，亞美馬褂木是固碳能力較強(qiáng)的優(yōu)良造林樹(shù)種，還具有效調(diào)節(jié)土壤酸堿度的潛力，該樹(shù)種大面積造林能夠有效防止我國(guó)南方紅壤進(jìn)一步酸化的風(fēng)險(xiǎn)，甚至可以改善現(xiàn)有紅壤的酸化程度。由于人工林生態(tài)系統(tǒng)受土壤類型、氣候環(huán)境、凋落物數(shù)量和質(zhì)量以及撫育方式等諸多因素的影響，亞美馬褂木人工林碳、氮儲(chǔ)量的變化規(guī)律，及其與林齡、造林密度和管理方式等的關(guān)系都有待進(jìn)一步研究。