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1、几种人工杉木混交林土壤肥力对比分析总第 146 期几种人工杉木混交林土壤肥力对比分析*苏宝川(福建省泉州市林业局 泉州 362 00 0)摘 要: 通过对几种人工杉木混交林进行土壤物理和基本营养元素指标的测定和对比, 结果表 明: 人工杉木混交林在改变土壤物理性质、 改变土壤肥力等方面均优于杉木纯林, 提倡合理营 造杉木混交林。 关键词: 杉木; 混交林; 土壤肥力; 对比分析ComparativeAnalysis on Soil Fertility in Several Artificial Mixture Forests of Cunninghamia lanceolataSu Baoch
2、uan ( Quanzhou City Forestry Bureau in Fujian Province Quanzhou 362000)Abstract: The results show that mixture plantation is averagely better than pure forests of Cunninghamia lanceolat a in aspects of changing soil physics and soil fertility through several artificial mixture forests ofCunninghamia
3、 lanceolata over soil physics and nutriation element indicator are determined and compared, therefore, encourage establishing the mixture forests rationally for Cunninghamia lanceolata . Ke y words: Cunninghamia lanceolata ; mixture forests ; soil fertility; comparative analysis杉木 Cunninghamia lance
4、olata ( Lamb. ) Hook作为福建地区最主要的用材林造林树种之一, 为福建山区社会和经济发展起着不可替代的作用。但杉 木人工纯林存在的地力衰退、 林地生产力下降等问题, 十几年来已引起林业专家的高度重视。在分析杉木林分地力衰退的原因中, 较为一致的观点是: 多茬连栽杉木纯林是导致其地力衰退的主因1 3。不 少林业科技工作者正在不断探索混交林的合理载植方式, 以改善土壤肥力来提高杉木人工林的产量、 质量以及综合效益。本文对立地条件较一致且同年营造的杉木纯林, 杉木与马尾松 Pinus massoniana、 火 力楠 Michelia macclurel、 木荷 Schima su
5、perba 构成的混交林林下土壤进行了调查测定和分析, 并通过调查结果对比分析和证实导致杉木林分地力衰退的 根本原因, 并为混交树种的选择、 遏制杉木林分地力衰退、 提高土壤肥力等提供参考依据。1 数据来源地概况数据来源于福建南安罗山国有林场瓦窑工区的 1- 5- 3, 1- 6- 1, 1- 6- 2 小班, 海拔 100 350 m,坡度 25 35 b。1983 年造林, 造林密度均为 2 505株/ hm2; 混交林采用株间混交方式, 树种组成分别为: 杉B马= 杉B火= 杉 B木= 7B3。2006 年夏季 分别在杉木纯林( 对比组) 、 杉木和马尾松混交林( 简称为杉 马, 下同)
6、 、 杉木和火力楠混交林( 简称为杉 火, 下同) 、 杉木和木荷混交林( 简称为杉 木, 下同) 林下进行土壤取样; 林分内主要植被为狗脊 Woodwardia Sm、 桃金娘 Rhodomgrtus tomentosa、 芒萁骨 Dicranopteris linearis、 赤楠 Syzygium buxif o-lium、 黄瑞木 Anneslea rubrif lora、 白芒 Miscanthus f loridulus、 茅草 Starisa plicata 和一些蕨类; 土壤以沙壤、 红壤土和壤沙为主; 土壤容重小于 1. 41 g/18*收稿日期: 2006- 02- 20作
7、者简介: 苏宝川( 1969 ), 男, 福建省泉州市林业局工程师, 主要从事森林资源管理。20 07. 4湖 北 林 业 科 技cm3; 土壤 pH 值为 4 6; 土层厚度一般 40 60 cm;腐殖质层薄;理化性能较差。2 研究方法2. 1 土壤取样在每块造林小班中各设置2块标准地, 在每块标准地内随机分布取5个采样点,共设置30个采样点,每个采样点按0 20cm 和20 40 cm 不同层次分别取样。2. 2 基本营养元素测定采用高氯酸 $ 硫酸消化, 蒸馏滴定法测定全 N; 水解 N 采用碱解扩散吸收法; 用酸性氟化铵- 草酸钠法测定速效 P; 速效 K 采用火焰光度法; 用 原子吸
8、收分光光度法测定 Ca、 Mg 等元素的含量。2. 3 物理性质和 pH 值的测定用环刀法分层取土样, 用于土壤物理性质分析; 土壤有机质采用丘林法;pH 值用混合指示剂比色法。3 结果与分析3. 1 不同混交林林分基本养分元素的分配3. 1. 1 近期内土壤大量元素供应状况土壤的 N、 P、 K 三要素在不同程度上常成为林木生长的限制因子 2, 因此很自然成为林业科技工作者诊断土壤养分基本状况的重要因子。而水解N、 速效 P、 速效 K 能较好地反映出近期内土壤 N、P、 K 的供应状况2。从表 1 可以看出: 在 0 20cm,3 种混交林中的水解 N、 速效 P、 速效 K 均高于杉木纯
9、林, 尤以速效 K 最为明显。 在 20 40 cm, 各林分水解 N 和速效 P 的差异不甚明显, 但混交林仍高于纯林水平。而速效 K 在杉木纯林中显著高于0 20 cm 中的含量; 杉木与马尾松混交林中, 速效K 稍高于0 20 cm 中的含量; 表明这 2种林分枯枝落叶分解后补给土壤的速交 K 较少。而杉木与木荷、 火力楠混交林中, 20 40 cm 的速效 K 的含量则明显低于 0 20 cm 层。 综合上下两层的 N、 P、K 含量, N 的含量高低依次为杉 木 杉 火 杉 马 杉纯; P 的含量高低依次为杉 马 杉 木 杉 火 杉纯; K 的含量高低依次为杉 木 杉 马 杉 火 杉
10、纯。比较 3种有效养分元素不难看出, 各林分磷素明显缺乏。表 1 不同杉木混交林不同土壤层次水解 N、 速效 P、速效 K 含量分布情况表单位: mg/ kg混交方式 土壤层次/cm水解 N速效 P速效 K7 杉 3 马0 2096. 834. 8183. 20 20 4052. 773. 0885. 417 杉 3 木0 20123. 503. 1272. 19 20 4063. 742. 9050. 807 杉 3 火0 20102. 893. 7464. 5620 4065. 702. 0854. 09杉木纯林0 2091. 232. 3510. 0420 4057. 701. 0764
11、. 103. 1. 2 土壤大量元素的潜在供应状况土壤中全 N、 全 K、 全 Ca、 全 Mg 是土壤大量元素潜在供应能力的较好指标( 全 P 不能反映土壤磷素供应状况, 故没有测定) 2, 3。从表 2 可以看出: 在 0 20 cm, 混交林中的全 N、 全 K 含量稍高于杉木纯林; 全 Ca 无明显差别; 而全 Mg 则低于 杉木纯林, 尤以杉 木为明显。由于森林土壤中罕见有缺镁现象 2, 所以杉木纯林全 Mg 含量高也就不具实际意义。 在 20 40 cm, 全 N、 全 K、 全Ca、 全 Mg 的差异类同 0 20 cm。 综合比较可以看出: 在各林分中, 氮素是缺乏的。表 2
12、不同林分下不同层次全 N、 全 K、 全 Ca、 全 Mg 分布情况单位: g/ kg混交方式 土壤层次/ cm全 N全 K全 Ca全 Mg7 杉 3 马0- 203. 0913. 9310. 0017. 8320- 402. 0212. 588. 4220. 947 杉 3 火0- 203. 2213. 859. 5819. 2720- 402. 1313. 809. 6619. 387 杉 3 木0- 203. 1414. 009. 4314. 0920- 402. 0511. 7911. 3618. 22杉木纯林0- 202. 3112. 509. 8822. 1020- 401. 67
13、14. 708. 0123. 743. 2 土壤各林分下 pH 值和有机质3. 2. 1 土壤 pH 值土壤表层的有机质主要由林木枯枝落叶分解而成。累积在地表的有机质由于舒松通气, 易于分解,但分解过程中产生酸, 因而表层往往呈酸性2。土壤酸碱度不仅影响土壤养分的转化、 存在形态及有效性,还影响肥料的利用和土壤微生物的生命活动 2。据记载:有机物中氮的矿化以 pH 6 8 时最好, 有效氮的供应最多, 在 pH 6 以下时, 固氮菌的活动降低;磷在pH 6.5 以下时, 随着 pH 值的降低, 其有效性减19几种人工杉木混交林土壤肥力对比分析总第 146 期低 4。从前面的分析已知: 各林分的
14、氮、 磷都是缺乏的, 尤其是磷素。因此, 提高酸性土壤的 pH 值是增强 土壤肥力的手段之一。从表 3可以看出: 混交林下土壤的 pH 值均高于杉木纯林;在两层之间,杉木纯林pH值趋于下降,而混交林的 pH 值则有增高趋势, 这对提高土壤养分的有效性具有积极作用。但要使各种营养 元素可给性都提高,土壤 pH 值应为 6. 0 7. 55之间,因此单靠混交造林来改善土壤pH 值是远远不够的。表 3 不同林分下不同层次 pH 值、 有机质含量、层间有机质比值及综合情况表单位: g/ kg混交 方式土壤层次/ cmpH 值有机 质含 量层间有 机质含 量比值/ %层间有 机质含 量总和7 杉3 马0
15、 205.240. 820 404.827. 5148. 468. 37 杉3 火0 205.244. 720 405.125. 1178. 169. 87 杉3 木0 205.043. 520 404.724. 9174. 668. 4杉木纯林0 204.336. 120 404.930. 5118. 466. 63. 2. 2 有机质含量从表 3可以看出: 在 20 40 cm, 杉木纯林的有 机质是最高的, 但在 0 20 cm,各混交林的有机质含量已明显超过杉木纯林, 表明混交林更有利于有机质的形成和积累, 有利于提高林地肥力。各林分上下两层有机质含量的百分比及有机质含量之和排序 结果
16、如下: 杉 火 杉 木 杉 马 杉纯。3. 3 土壤物理性质3. 3. 1 土壤水分与通气性从表 4 可以看出: 在 0 20 cm 中, 混交林内的毛管持水量、 田间持水量、 最大持水量均大于杉木纯林, 表明混交林更有利于改善林地土壤的物理结 构, 有利于改善土壤中有效养分的形态状况, 进而提高土壤养分的有效性。表 4 各林分下不同层次土壤孔隙与水分状况分布情况表混交方式土壤层次/cm毛管孔隙度/ % 总孔隙度/ %毛管持水量/mm田间持水量/mm饱和持水量/mm土壤容重/( g. cm- 3)7 杉 3 马0 2056. 7160. 72103. 5895. 45107. 811. 1920 4049. 8053. 3490. 1583. 0793. 831. 187 杉 3 火0 2062. 7565. 81110. 30104. 61116. 051. 09 2
