植物園林下土壤物理性質(zhì)分析

摘要" 本試驗(yàn)以深圳仙湖植物園具有代表性的次生林、土沉香林、馬占相思純林和馬占相思混交林4種林分為研究對(duì)象，設(shè)置固定樣地采樣，分析土壤剖面情況，測(cè)定其林下土壤的物理性質(zhì)，包括土壤容重、孔隙度和水文特性，揭示城市植物園典型森林不同林分土壤物理性質(zhì)的差異。結(jié)果表明，4種林分中，次生林的肥力相對(duì)較高，各林分土壤的淀積層相對(duì)較厚；次生林和土沉香林的土壤容重較為適宜；次生林的土壤孔隙度較高；次生林的各土層土壤飽和持水率和毛管持水率均較高，其土壤質(zhì)量較高，林地上植物生長(zhǎng)狀態(tài)可能較佳。綜上，次生林各土層土壤的肥力、土壤容重、土壤孔隙度、飽和持水率和毛管持水率均較高，其土壤質(zhì)量較高，有利于植物生長(zhǎng)。研究結(jié)果為森林土壤可持續(xù)利用提供參考。

關(guān)鍵詞" 城市森林；林分結(jié)構(gòu)；土層結(jié)構(gòu)；土壤物理性質(zhì)

中圖分類號(hào)" S714.2"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A"""""" 文章編號(hào)" 1007-7731（2024）22-0074-04

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.22.016

作者簡(jiǎn)介 景美清（1986—），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，碩士，工程師，從事生態(tài)環(huán)境工程研究。

收稿日期 2024-08-30

Analysis of soil physical properties of botanical garden forest

JING Meiqing1""" WU Yujian2

（1Institute of Eco-environmental and Soil Sciences， Guangdong Academy of Sciences， Cuangzhou 510650， China;

2Guangzhou Shuangmu Forestry Co.， Ltd.， Guangzhou 510520， China）

Abstract" 4 representative forest stands in Shenzhen Xianhu Botanical Garden： secondary forest， Aquilaria sinensis forest， Acacia mangium forest， and mixed Acacia mangium forest were regarded as research subjects. Fixed sampling sites were set up to analyze the soil profile situation and measure the physical properties of the soil under the forest， included soil bulk density， porosity， and hydrological characteristics，revealing the differences in soil physical properties among different forest stands in typical urban forests. The results indicated that among the 4 forest stands，the fertility of secondary forest was relatively high， and the sediment layer of soil in each forest stand was relatively thick; The soil bulk density of secondary forest and Aquilaria sinensis forest was relatively suitable; The soil porosity of secondary forest was relatively high; The saturated water holding capacity and capillary water holding capacity of each soil layer in secondary forests were relatively high， indicating high soil quality and possibly better growth status of plants on the forest. In summary， the soil fertility， bulk density， porosity， saturated water holding capacity， and capillary water holding capacity of each soil layer in secondary forest were relatively high， indicating a high soil quality that was conducive to plant growth.The research results provided references for the sustainable utilization of forest soil.

Keywords" urban forest; forest structure; soil structure; soil physical properties

森林土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)重要的組成之一，是與系統(tǒng)內(nèi)其他生態(tài)因子進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的一個(gè)重要載體，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展演變[1-2]，不同的外界因素可能直接影響土壤的物理性質(zhì)[3-4]。林麗等[5]分析了貴陽(yáng)不同城市森林群落植物多樣性和土壤的理化性質(zhì)的差異，表明不同城市森林群落的土壤pH、全磷和全鉀等存在明顯差異；劉立國(guó)[6]研究表明，在密度適宜情況下，遼西山地建立針闊混交林可改善該地土壤物理狀況；白秀梅等[7]從土壤容重、孔隙度和毛管孔隙度等方面分析得出，針闊混交林地土壤的物理性狀較好。土壤水分、空氣和熱量狀況影響土壤微生物的活動(dòng)和礦質(zhì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、存在形態(tài)及供給等，間接影響土壤肥力和植物生長(zhǎng)。本研究通過(guò)對(duì)深圳仙湖植物園次生林、土沉香林、馬占相思純林和馬占相思混交林的林下土壤剖面情況和物理性質(zhì)進(jìn)行分析，為研究區(qū)森林土壤資源可持續(xù)利用、生物多樣性保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)基本情況

深圳仙湖植物園位于深圳羅湖區(qū)東郊，22"°34′ N，114"°10′ E。植物園以收集保育植物物種為主，建立多種植物專類園和保育基地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，深圳仙湖植物園保育物種達(dá)12 204種，建成各類植物專類園和保育基地25個(gè)[8]。園區(qū)先后收集蘇鐵類植物240余種[9]，是保育蘇鐵類較多的植物園之一；蕨類約1 000種，是保育種類較多的蕨類基地之一。此外，園區(qū)內(nèi)還收集保育木蘭科、苦苣苔科、秋海棠科、棕櫚科、爵床科、天南星科和苔蘚植物等類群植物。其是一座集植物科學(xué)研究、物種遷地保存與展示和植物文化休閑等功能于一體的風(fēng)景植物園。

1.2 調(diào)查項(xiàng)目及方法

在深圳仙湖植物園設(shè)置12個(gè)規(guī)格20"m×20"m的固定樣地，總面積4 800"m2，樣地信息詳見(jiàn)表1。在每個(gè)區(qū)域劃分不同的投影面積，各樣地樹(shù)立標(biāo)識(shí)牌，樣地內(nèi)用PVC樁分割成10"m×10"m的小方格。采用“S”形取樣，每塊樣地內(nèi)選取5個(gè)采樣點(diǎn)。

1.2.1" 土壤剖面厚度測(cè)定""" 每個(gè)樣方中挖取土壤剖面，根據(jù)土壤的顏色等對(duì)剖面按發(fā)生層O層（有機(jī)質(zhì)層）、A層（腐殖質(zhì)層）和B層（淀積層）進(jìn)行分層，并測(cè)定各層次的厚度。

1.2.2 土壤物理性質(zhì)測(cè)定 在（0，10]，（10，30]，（30，50]"，（50，80]和（80，100] cm處采用環(huán)刀法分層取樣，土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤水文特性測(cè)定參考LY/T 1606—2003《森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)指標(biāo)體系》和LY/T 1687—2007《熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)指標(biāo)體系》。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤剖面

由表2可知，不同林分類型土壤的土層結(jié)構(gòu)基本相似，均表現(xiàn)為O層和A層較薄，平均厚度不足5"cm，B層厚度均超過(guò)90"cm，其中次生林的O層和A層較厚，為4.5 cm；土沉香林的B層相對(duì)較厚，為98.8 cm。說(shuō)明次生林的肥力相對(duì)較高，各林分土壤的淀積層相對(duì)較厚。

2.2 土壤容重

土壤容重是反映土壤熟化程度的重要指標(biāo)之一，與土壤肥力、通氣性和保水性密切相關(guān)[10]。土壤容重過(guò)大，表明土壤緊實(shí)，通氣性和保水性較差，不利于植物生長(zhǎng)。由圖1可知，（0，10]"cm土層土沉香林的土壤容重較高，（10，100]"cm土層馬占相思純林的土壤容重較高，不同林分類型的土壤容重隨土層深度的增加呈漸增趨勢(shì)。整體來(lái)看，次生林和土沉香林的土壤容重較為適宜，土壤結(jié)構(gòu)良好，有利于植物的生長(zhǎng)。

2.3 土壤孔隙度

土壤孔隙度是土壤結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一，與土壤滲透性能、土壤肥力息息相關(guān)，直接影響土壤的物理性質(zhì)和生態(tài)功能[11]。適宜的土壤孔隙度有利于植物生長(zhǎng)。由表3可知，4種林分類型的非毛管孔隙度均隨土層深度的增加呈逐步降低的趨勢(shì)，表層土壤（0，10]"cm土沉香林總孔隙度最高為50.22%，總孔隙度均值由高到低依次為次生林（43.29%）gt;土沉香林（41.84%）gt;馬占相思純林（41.13%）gt;馬占相思混交林（40.49%）。說(shuō)明次生林的土壤孔隙度較高，其對(duì)林地上植物生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。

2.4 土壤水文特性

2.4.1 土壤飽和持水率 由圖2可知，（0，10]"cm土層土沉香林飽和持水率相對(duì)最高，為42.92%，（30，50]"cm土層馬占相思純林飽和持水率較高，為41.64%。4種林分類型各土層飽和持水率平均值從高到低依次為次生林（37.00%）gt;土沉香林（35.76%）gt;馬占相思純林（35.16%）gt;馬占相思混交林（34.60%），除馬占相思純林外，其余林分土壤飽和持水率隨土層深度增加整體呈降低趨勢(shì)。說(shuō)明次生林的各土層土壤飽和持水率較高，林地上植物生長(zhǎng)狀態(tài)較佳。

2.4.2 土壤毛管持水率 由圖3可知，次生林和土沉香林的表層土壤毛管持水率較高，分別為36.81%和39.61%，次生林和土沉香林毛管持水率隨土層深度增加呈下降趨勢(shì)，馬占相思純林和馬占相思混交林土壤毛管持水率隨土層深度增加呈先上升后下降趨勢(shì)。整體上看，次生林土壤毛管持水率在多個(gè)土層深度均較高。

3 結(jié)論與討論

本研究以深圳仙湖植物園次生林、土沉香林、馬占相思純林和馬占相思混交林為研究對(duì)象，探究4種林分類型的土壤剖面情況和物理性質(zhì)。結(jié)果表明，次生林的肥力相對(duì)較高，各林分土壤的淀積層相對(duì)較厚；4種林分類型的土壤容重隨土層深度的增加總體呈增加趨勢(shì)，非毛管孔隙度均隨土層深度的增加呈逐步降低的趨勢(shì)，次生林的土壤孔隙度較高。武慧君等[12]測(cè)定蕪湖市城市森林土壤理化性質(zhì)，結(jié)果表明，隨著土層深度的增加土壤容重逐漸增加，土壤越緊實(shí)；鄧福春等[13]研究發(fā)現(xiàn)，隨土層深度增加，不同杉木復(fù)合經(jīng)營(yíng)林分的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度等呈下降趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果與此一致。研究發(fā)現(xiàn)，次生林的各土層土壤飽和持水率和毛管持水率均較高，土壤質(zhì)量較高。王瑋璐等[14]研究表明，青海高寒區(qū)天然次生闊葉林土壤的水分滲透性和持水能力較強(qiáng)，本研究結(jié)果與此一致。

綜上，本研究分析了深圳仙湖植物園次生林、土沉香林和馬占相思純林等4種林分的林下土壤剖面情況和物理性質(zhì)，表明次生林各土層土壤的肥力、土壤容重、土壤孔隙度、飽和持水率和毛管持水率均較高，其土壤質(zhì)量較高，有利于植物生長(zhǎng)。

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（責(zé)任編輯：吳思文）