不同間伐處理下馬尾松人工林土壤特性的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化分析

摘 要 在25年生馬尾松林中設(shè)置輕度間伐（10%，T0處理）、中度間伐（20%，T1處理）、重度間伐（35%，T2處理）及未間伐（空白對(duì)照，T3處理）處理，系統(tǒng)分析不同間伐強(qiáng)度對(duì)土壤有機(jī)碳、全氮、堿解氮含量及土壤過(guò)氧化氫酶、磷酸酶活性季節(jié)動(dòng)態(tài)變化的影響。結(jié)果表明，間伐處理顯著改變了土壤各項(xiàng)指標(biāo)的季節(jié)性變化規(guī)律，除T1和T2處理的土壤有機(jī)碳含量外，其余不同指標(biāo)均表現(xiàn)為春季相對(duì)較高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低；4種間伐處理中，T2處理土壤有機(jī)碳、全氮、堿解氮含量及過(guò)氧化氫酶、磷酸酶活性均較高。

關(guān)鍵詞 間伐處理；馬尾松人工林；土壤特性；季節(jié)動(dòng)態(tài)變化

中圖分類號(hào)：S753.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.22.053

森林生態(tài)系統(tǒng)是全球碳、氮循環(huán)的重要載體，其健康狀況和功能對(duì)全球氣候變化具有深遠(yuǎn)影響[1]。間伐作為一種重要的森林經(jīng)營(yíng)管理手段，可以通過(guò)調(diào)控林分密度和結(jié)構(gòu)，有效改變森林內(nèi)部環(huán)境條件，進(jìn)而影響土壤的養(yǎng)分循環(huán)、微生物活性及生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力[2-3]。馬尾松是我國(guó)重要的造林樹(shù)種之一，種植面積廣泛[4]。開(kāi)展不同間伐處理下馬尾松人工林土壤特性的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化研究對(duì)指導(dǎo)馬尾松人工林的合理經(jīng)營(yíng)管理具有重要意義。酶活性是評(píng)價(jià)土壤肥力和質(zhì)量的重要指標(biāo)[5]。研究以25年生馬尾松林為對(duì)象，設(shè)置不同強(qiáng)度的間伐處理，監(jiān)測(cè)處理后不同季節(jié)土壤有機(jī)碳含量、氮素含量、酶活性的變化，以期為馬尾松林間伐強(qiáng)度的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)國(guó)有派陽(yáng)山林場(chǎng)鴻鴣分場(chǎng)24林班9小班、12小班、16小班，28林班27小班、38小班，均為25年生馬尾松林，海拔500 m左右。該地屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫22.1 ℃，年平均降水量1 261 mm，年平均日照時(shí)間1 555 h，土壤類型為紅壤。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以25年生馬尾松林為研究對(duì)象，共設(shè)置4個(gè)不同處理，分別為輕度間伐（10%，T0處理）、中度間伐（20%，T1處理）、重度間伐（35%，T2處理）及未間伐（空白對(duì)照，T3處理）。于2019年進(jìn)行間伐處理，每個(gè)處理設(shè)置3塊30 m×30 m的試驗(yàn)樣地，即每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

于2023年春季、夏季、秋季及冬季分別進(jìn)行一次土樣采集。在試驗(yàn)樣地內(nèi)通過(guò)隨機(jī)采樣法采集5份0～15 cm土層的土樣，過(guò)2 mm土壤篩后將土樣混合，取1 kg土樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土樣指標(biāo)測(cè)定。采用重鉻酸鉀-濃硫酸高溫外熱法測(cè)定土壤有機(jī)碳含量，采用凱氏定氮法測(cè)定土壤全氮含量，采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮含量，采用鄰苯三酚比色法測(cè)定過(guò)氧化氫酶活性，采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定土壤磷酸酶活性。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，使用SPSS軟件進(jìn)行方差分析和多重比較（最小顯著差異法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同間伐處理下土壤有機(jī)碳和氮素含量的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化

2.1.1 土壤有機(jī)碳含量

由表1可知，不同季節(jié)條件下不同間伐處理的土壤有機(jī)碳含量之間存在顯著差異（p＜0.05）。春季，4個(gè)處理的土壤有機(jī)碳含量相對(duì)較高，其中T2處理的土壤有機(jī)碳含量最高，且與T1處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T3處理和T0處理（p＜0.05）；T0處理、T1處理、T3處理之間不存在顯著差異。夏季，4個(gè)處理的土壤有機(jī)碳含量均有所降低，其中T2處理和T3處理的土壤有機(jī)碳含量較高，二者之間不存在顯著差異，但均顯著高于其他2個(gè)處理（p＜0.05）。秋季，T0處理、T1處理、T2處理的土壤有機(jī)碳含量有所提高，而T3處理略有下降；T2處理的土壤有機(jī)碳含量最高，且顯著高于其他3個(gè)處理（p＜0.05），而其他3個(gè)處理之間則不存在顯著差異。冬季，T0處理和T2處理的土壤有機(jī)碳含量有所下降，T1處理和T3處理則有所上升，其中T0處理的土壤有機(jī)碳含量最低，且與T3處理之間不存在顯著差異，但顯著低于T1處理和T2處理（p＜0.05）。

2.1.2 土壤全氮含量

由表2可知，不同季節(jié)條件下不同間伐處理的土壤全氮含量之間存在顯著差異（p＜0.05）。春季，4個(gè)處理的土壤全氮含量相對(duì)較高，其中T1處理和T2處理的土壤全氮含量較高，二者之間不存在顯著差異，但均顯著高于其他2個(gè)處理（p＜0.05）。夏季，4個(gè)處理的土壤全氮含量有所降低，4個(gè)處理之間不存在顯著差異。秋季，4個(gè)處理土壤全氮含量有所提高且4個(gè)處理之間不存在顯著差異。冬季，4個(gè)處理的土壤全氮含量再次有所降低，其中T2處理的土壤全氮含量最高，顯著高于其他3個(gè)處理（p＜0.05）；T1處理次之，顯著高于T0處理、T3處理（p＜0.05）；T0處理和T3處理的土壤全氮含量較低，且二者之間不存在顯著差異。

2.1.3 土壤堿解氮含量

由表3可知，不同季節(jié)條件下不同間伐處理的土壤堿解氮含量之間存在顯著差異（p＜0.05）。春季，4個(gè)處理的土壤堿解氮含量相對(duì)較高，且各處理之間不存在顯著差異。夏季，4個(gè)處理的土壤堿解氮含量有所降低，其中T2處理和T3處理的土壤堿解氮含量較高，二者之間不存在顯著差異，但均顯著高于其他2個(gè)處理（p＜0.05）。秋季，4個(gè)處理的土壤堿解氮含量有所提高，其中T2處理的土壤堿解氮含量最高，且與T3處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T0處理和T1處理（p＜0.05）；T0處理、T1處理、T3處理之間不存在顯著差異。冬季，4個(gè)處理的土壤堿解氮含量再次有所降低，其中T2處理和T3處理的土壤堿解氮含量較高，且二者之間不存在顯著差異，但T2處理的堿解氮含量顯著高于T0處理和T1處理（p＜0.05）；T3處理和T0處理之間不存在顯著差異，但顯著高于T1處理。

2.2 不同間伐處理下土壤酶活性的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化

2.2.1 過(guò)氧化氫酶活性

由表4可知，不同季節(jié)條件下不同間伐處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性之間存在顯著差異（p＜0.05），春季4個(gè)處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性相對(duì)較高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低。春季、夏季、秋季，T1處理和T2處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性均較高，且顯著高于其他2個(gè)處理（p＜0.05）。冬季，T2處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性最高，且與T1處理不存在顯著差異，但顯著高于其他2個(gè)處理（p＜0.05）；T0處理、T1處理、T3處理之間則不存在顯著差異。

2.2.2 磷酸酶活性

由表5可知，不同季節(jié)條件下不同間伐處理的土壤磷酸酶活性之間存在顯著差異（p＜0.05），春季4個(gè)處理的土壤磷酸酶活性相對(duì)較高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低。春季和夏季，T2處理的土壤磷酸酶活性均較高，且顯著高于其他3個(gè)處理（p＜0.05）；T1處理和T3處理次之，且二者之間不存在顯著差異，但顯著高于T0處理。秋季，T0處理、T1處理、T2處理的土壤磷酸酶活性較高，三者之間不存在顯著差異，但顯著高于T3處理（p＜0.05）。冬季，T1處理、T2處理、T3處理的土壤磷酸酶活性較高，三者之間不存在顯著差異，但顯著高于T0處理（p＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

此次研究以25年生馬尾松林為對(duì)象，通過(guò)設(shè)置輕度、中度、重度間伐及未間伐對(duì)照處理，探討了不同間伐強(qiáng)度對(duì)土壤有機(jī)碳、氮素含量及土壤酶活性季節(jié)動(dòng)態(tài)變化的影響。結(jié)果表明，間伐處理顯著改變了土壤各項(xiàng)指標(biāo)的季節(jié)性變化規(guī)律，除T1和T2處理的土壤有機(jī)碳含量外，其他不同指標(biāo)均表現(xiàn)為春季相對(duì)較高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低，這可能與森林生態(tài)系統(tǒng)的季節(jié)性變化有關(guān)。春季植物生長(zhǎng)旺盛，有機(jī)物質(zhì)輸入土壤，促進(jìn)微生物活性和養(yǎng)分循環(huán)，土壤有機(jī)碳含量、氮含量及酶活性較高；夏季高溫加速有機(jī)質(zhì)分解，但可能降低土壤含水量，限制微生物和酶活性，因此土壤有機(jī)碳含量、氮含量及酶活性有所降低；秋季降雨增多，植物落葉提供有機(jī)物質(zhì)，適宜溫濕度有助于微生物活動(dòng)和養(yǎng)分吸收，各項(xiàng)指標(biāo)回升；冬季寒冷抑制微生物活性和有機(jī)物分解，土壤結(jié)構(gòu)緊實(shí)，會(huì)降低有機(jī)碳含量、氮含量及酶活性。

T2處理的土壤有機(jī)碳、全氮、堿解氮含量及過(guò)氧化氫酶、磷酸酶活性均較高。這表明適度的間伐處理能夠優(yōu)化土壤有機(jī)碳、氮素儲(chǔ)量及酶活性的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和服務(wù)功能。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）

作者簡(jiǎn)介：韋振流（1974—），中專，助理工程師，主要從事林業(yè)技術(shù)研究。E-mail：rmtj777@126.com。