開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤理化性狀的影響

梁基哲

（遼寧省西豐縣郜家店鎮(zhèn)人民政府，遼寧 鐵嶺 112411）

土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要資源，對促進植被生長、維持森林生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用。在森林植被生長過程中，良好的土壤理化性狀可以為其生長提供良好的條件。有研究發(fā)現(xiàn)，開敞度調(diào)控對林地土壤理化性狀會產(chǎn)生一定的影響，對于人工紅松闊葉林也是如此。適當(dāng)?shù)膿嵊龔姸饶軌蚋玫貙α址纸Y(jié)構(gòu)進行調(diào)整，促進林木生長。本研究以人工紅松闊葉林為研究對象，分析開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤理化性狀的影響，為實現(xiàn)人工紅松闊葉林的精準(zhǔn)化培育提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

試驗在遼寧省西豐縣林業(yè)種植基地進行，該試驗地位于東經(jīng)124°16′10″～125°06′20″，北緯42°22′07″～43°07′35″，屬于中溫帶亞濕潤區(qū)季風(fēng)型大陸性氣候，年平均氣溫5.1 ℃，年平均降水量738 mm，全年無霜期135 d左右，土壤以暗棕壤為主[1]。

1.2 試驗設(shè)計

試驗以人工紅松闊葉林為研究對象，設(shè)2個試驗階段，即開敞度調(diào)控Ⅰ階段和開敞度調(diào)控Ⅱ階段。開敞度調(diào)控Ⅰ階段的紅松林為2007年種植，林齡為15年，初植密度為2 500株·hm-2，造林3年后開展幼林撫育工作；開敞度調(diào)控Ⅱ階段的紅松林為2000年種植，林齡為22年，初植密度為2 500株·hm-2，造林3年后開展幼林撫育工作。采用空間代替時間的方法對比2個階段的土壤理化性狀。紅松林分空間結(jié)構(gòu)的開敞度調(diào)控于2007年12月開始進行，分別在Ⅰ階段和Ⅱ階段設(shè)置樣地對照（CK），面積為20 m×20 m。調(diào)控時，調(diào)整參數(shù)為紅松個體光環(huán)境—開敞度，調(diào)控強度（K）設(shè)3種，分別為K=1（D1）、K=1.5（D2）、K=2（D3），調(diào)整方式為采伐相鄰樹木，每個調(diào)整強度重復(fù)3次。

1.3 測定項目

在每個樣地中設(shè)置取樣點，呈“之”字進行布設(shè)，每個林分共布設(shè)7個樣點。采用環(huán)刀法在每個取樣點取樣100 cm3，于0～10 cm 土層深度下取原狀土壤樣品和非原狀土壤樣品，于10～20 cm土層深度下取原狀土壤樣品和非原狀土壤樣品；對2個土層深度的土壤物理性狀和化學(xué)性狀進行測定，其中物理性狀主要包括土壤容重、孔隙度等；化學(xué)性狀主要包括pH、有機質(zhì)含量、速效氮含量、速效磷含量、速效鉀含量等。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進行整理和分析，并進行顯著性差異分析，P＜0.05表示差異顯著[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤物理性狀的影響

2.1.1 對土壤容重的影響 隨著土層的加深，生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段的人工紅松闊葉林的土壤容重逐漸增大（圖1），在不同開敞度調(diào)控處理下，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤容重具有顯著性差異（P＜0.05）。在生長Ⅰ階段，不同開敞度調(diào)控處理，0～10 cm土層的土壤容重差異不顯著（P＞0.05）；與對照組（CK）相比，不同開敞度調(diào)控處理，0～10 cm土層的土壤容重均比較低；與生長Ⅱ階段相比，生長Ⅰ階段不同開敞度調(diào)控處理的0～10 cm土層的土壤容重均比較低，生長Ⅱ階段不同開敞度調(diào)控處理的10～20 cm土層的土壤容重則比較高，當(dāng)開敞度K=2時，生長Ⅰ階段的土壤容重與生長Ⅱ階段的土壤容重之間差異最為顯著。

圖1 開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤容重的影響

2.1.2 對土壤總孔隙度的影響 在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤總孔隙度存在顯著差異（P＜0.05），且均為0～10 cm土層的土壤總孔隙度高于10～20 cm土層的土壤總孔隙度（表1）。在不同開敞度調(diào)控處理下，生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段在相同土層深度之間的土壤總孔隙度無顯著差異（P＞0.05）。除D1處理以外，其他處理生長Ⅰ階段0～10 cm土層的土壤總孔隙顯著高于生長Ⅱ階段，生長Ⅱ階段10～20 cm土層的土壤總孔隙度顯著高于生長Ⅰ階段。在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤總孔隙度最大值均出現(xiàn)在D1處理。在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤毛管孔隙度差異不顯著。在生長Ⅰ階段，對照（CK）處理和D2處理的0～10 cm土層的土壤毛管孔隙度要高于生長Ⅱ階段的對照（CK）處理和D2處理，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤非毛管孔隙度最大值出現(xiàn)在D1處理。在生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤非毛管孔隙度最大值出現(xiàn)在D2處理和對照（CK）處理。

表1 開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤總孔隙度的影響

2.2 開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤化學(xué)性狀的影響

2.2.1 對土壤有機質(zhì)含量的影響 在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，不同開敞度調(diào)控處理的0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤有機質(zhì)含量差異顯著（P＜0.05），表現(xiàn)為0～10 cm土層的土壤有機質(zhì)含量高于10～20 cm土層的土壤有機質(zhì)含量（圖2）。在不同開敞度調(diào)控處理下，生長Ⅰ階段，相同土層深度之間的土壤有機質(zhì)含量差異不明顯（P＞0.05）。在生長Ⅱ階段，0～10 cm土層和10～20 cm土層之間的土壤有機質(zhì)含量最高值均出現(xiàn)在D3處理；與對照組（CK）相比，不同開敞度調(diào)控處理的0～10 cm土層和10～20 cm土層之間的土壤有機質(zhì)含量較高，0～10 cm土層的土壤有機質(zhì)含量分別比對照組（CK）提高17.62%、17.54%、34.60%；D3處理下，10～20 cm土層的土壤有機質(zhì)含量高于對照組（CK）47.98%。

圖2 開敞度調(diào)控對人工紅松闊葉林土壤有機質(zhì)含量的影響

2.2.2 對土壤速效養(yǎng)分含量的影響 在速效氮含量和速效磷含量方面，表層土壤（0～10 cm）和下層土壤（10～20 cm）之間差異顯著（表2）。在生長Ⅰ階段，不同開敞度調(diào)控處理的0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤速效鉀含量差異顯著（P＜0.05），表現(xiàn)為0～10 cm土層的土壤速效鉀含量高于0～20 cm土層的土壤速效鉀含量。在生長Ⅱ階段，不同開敞度調(diào)控處理的0～10 cm土層的土壤速效鉀含量降低，最低值為D2處理；10～20 cm土層的土壤速效鉀含量有所增加，最大值為D1處理。

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，開敞度調(diào)控處理對土壤容重的影響不顯著，但對土壤孔隙度的影響顯著。其中，在生長Ⅰ階段，與對照組（CK）相比，D1和D2開敞度調(diào)控處理的土壤非毛管孔隙度較高。開敞度調(diào)控處理對人工紅松闊葉林不同生長階段的土壤有機質(zhì)含量的影響有所不同，對生長Ⅰ階段的土壤有機質(zhì)含量影響不顯著，但在生長Ⅱ階段，與對照組（CK）相比，不同開敞度調(diào)控處理的0～10 cm土層的土壤有機質(zhì)含量較高；生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，D3開敞度調(diào)控處理的不同土層深度的土壤有機質(zhì)含量差異較為顯著（P＜0.05）。

人工紅松闊葉林的土壤理化性狀在不同開敞度調(diào)控處理下具有不同的表現(xiàn)[3]。通過開展人工紅松闊葉林開敞度調(diào)控，可以對其土壤理化性狀進行適當(dāng)調(diào)整，以更好地促進人工紅松落葉林的生長。