不同林齡杉木人工林土壤理化性質(zhì)分析

●甘忠嬌

（江西省南昌市上饒市余干縣林業(yè)局 江西 南昌 335100）

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國重要的速生樹種，是建筑、家具的原材料，在我國廣泛種植[1]。土壤理化性質(zhì)是維持杉木正常生長的重要條件[2]。近年來，隨著杉木人工林種植面積的增加，管理措施不合理，導(dǎo)致林地土壤性質(zhì)惡化，造成生態(tài)失衡，土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，因此，開展林地土壤研究，根據(jù)土壤理化性質(zhì)變化對低效杉木林改造極具意義[3]。研究認(rèn)為，氣候、區(qū)域和植被種類以及經(jīng)營方式是影響林地土壤理化性狀的重要因素。林齡是影響林地土壤理化性質(zhì)的重要因素之一，一方面，隨著林齡的增加，樹木掉落物也在增加，可對土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)充，另一方面，隨著林齡的增加，郁閉度不斷增加，使得下部生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而影響土壤性質(zhì)[4]，目前有關(guān)林齡和杉木人工林土壤性質(zhì)的研究較少，本試驗(yàn)選用4 個不同林齡杉木人工林，研究土壤物理和化學(xué)性質(zhì)變化，為杉木經(jīng)營撫育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省南昌市，屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫17?5℃，年降雨量1657 mm，年平均相對濕度為78?5%，年日照時間1778 h，年無霜期260 d 左右，平均總輻射量為4279?02 MJ/m2，熱量豐富、雨水充沛，光照充足，植物生長旺季雨熱匹配較好。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)時間2020 年，選擇長勢良好、立地條件接近的杉木5 年、11 年、24 年和35 年的人工林，每個樣地選擇3 個20 m×20 m 的標(biāo)準(zhǔn)地，各樣地間隔大于 50 m，共12 塊樣地。樣地基本情況詳見表1。

表1 杉木人工林樣地概況

1.3 土壤樣品采集及測定方法

在2020 年6 月，每個樣地采用五點(diǎn)取樣法，在0～20 cm 用環(huán)刀取樣，取原狀土樣，環(huán)刀法測定土壤容重，環(huán)刀浸水法測定毛管孔隙和非毛管孔隙。土壤含水率測定采用烘干法。

同時采用五點(diǎn)取樣法，選取0～20 cm 土壤，采用四分法取1 kg 左右土樣裝入自封袋并帶回實(shí)驗(yàn)室自然陰干，磨碎過篩后進(jìn)行化學(xué)性質(zhì)測定。土壤pH 值采用pH 計測定，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用外加熱法，水解氮含量采用堿解-擴(kuò)散法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提法測定，速效鉀采含量用乙酸銨浸提-火焰光度法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有測定數(shù)據(jù)用Excel 進(jìn)行整理，用SPSS24?0采用LSD 法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林齡土壤物理性狀差異分析

不同林齡土壤物理性狀差異，見表2。

表2 不同林齡土壤物理性狀差異

土壤物理性狀是影響植物生長的重要因素，由表2 可知，不同林齡杉木林土壤物理性狀存在明顯差異。其中土壤容重隨林齡的增加呈逐漸降低的趨勢，5 年杉木林土壤容重最大，35 年杉木林土壤容重最小，所有處理間差異均顯著?？偪紫抖入S林齡的增加呈逐漸升高的趨勢，24 年和35 年處理差異不顯著。毛管孔隙度隨林齡的增加呈逐漸升高的趨勢，5 年、11 年和24 年處理間不存在顯著差異。最大持水量隨林齡的增加呈逐漸升高的趨勢，所有處理間差異均顯著。含水量隨林齡的增加呈先升高后降低的趨勢，24 年林齡達(dá)到最大值，但與35 年處理不存在顯著差異。

2.2 不同林齡土壤化學(xué)特性分析

不同林齡土壤化學(xué)特性，見表3。

表3 不同林齡土壤化學(xué)特性

由表3 可知，不同林齡杉木林土壤化學(xué)性質(zhì)存在顯著性差異。所有處理土壤pH 值均低于7?0，因此杉木林土壤顯酸性。隨著林齡的增加，土壤pH 值呈逐漸增加的趨勢，11 年和24 年處理間差異不顯著，其他處理間差異均顯著。有機(jī)質(zhì)含量隨林齡的增加呈先升高后降低的趨勢，表現(xiàn)為24年＞35 年＞11 年＞5 年，各處理間差異均顯著。堿解氮含量隨林齡的增加呈先升高后降低的趨勢，表現(xiàn)為11 年＞24 年＞5 年＞35 年，各處理間差異均顯著。速效磷含量隨林齡的增加呈先升高后降低的趨勢，表現(xiàn)為24 年＞11 年＞35 年＞5 年，11 年和24 年處理間差異不顯著，其他處理間差異均顯著。速效鉀含量隨林齡的增加呈先升高后降低又升高的趨勢，表現(xiàn)為11 年＞5 年＞35年＞24 年，11 年林齡時達(dá)到最大值。

3 討論與結(jié)論

不同林齡導(dǎo)致的樹體差異不僅表現(xiàn)在樹高、冠幅、地徑、郁閉度等方面，還表現(xiàn)在林木根系、地表掉落物和林下植被等方面[5]，研究表明，隨著林齡的增加，郁閉度逐漸提高，枯落物也隨之增加，地表會累積大量枯落物，枯落物的分解會逐步改善土壤狀況，使土壤質(zhì)地變得疏松多孔[6]。本研究結(jié)果表明，不同林齡杉木人工林的土壤物理性質(zhì)差異顯著?？偪紫抖取⒚芸紫抖?、最大持水量隨林齡增加呈逐漸增加的趨勢，容重隨林齡增加呈逐漸降低的趨勢，說明隨著杉木的生長，凋落物的不斷積累和分解以及腐殖質(zhì)的大量累積，改善了土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量[7]。研究中，隨著林齡的增加，土壤pH 值呈逐漸增加的趨勢，一方面可能是由于林木根系分泌物數(shù)量和種類的變化，另一方面可能是土壤結(jié)構(gòu)域的變化使得土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改變土壤酸堿度。本研究中，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量隨林齡增加呈先升高后降低的趨勢，可能是低齡林到中齡林的生長過程中，隨著林木株高、莖粗和冠幅的增加，林分的生物量和郁閉度逐漸增加，林下凋落物及動植物殘體增多，土壤養(yǎng)分也隨之增加，隨著杉木繼續(xù)生長，林木生長空間不足，對養(yǎng)分的競爭加強(qiáng)，造成林分過度郁閉，光照不足，陰濕的環(huán)境不利于土壤微生物的繁殖和活動，枯落物分解轉(zhuǎn)化強(qiáng)度減緩，土壤養(yǎng)分明顯下降。綜上，林齡的增加能夠改善林地土壤理化性質(zhì)，可為杉木人工林的撫育管理提供理論依據(jù)。