紅河谷不同林分土壤養(yǎng)分狀況研究

耿 波，岳亞軍

（1.準格爾水土保持局，內(nèi)蒙古 準格爾旗010399；2.馬頭灘林業(yè)局，陜西 寶雞721006）

秦嶺是我國的南北分界線，由于邊緣效應(yīng)，秦嶺植物多樣性非常豐富［1］。秦嶺北麓的紅河谷森林公園具有多彩的森林景觀，覆蓋率高，垂直分布明顯，優(yōu)勢樹種分別為槲櫟（Quercus alienaB L.）、橿子櫟（Quercus baronii）、鵝 耳 櫟 （Carpinus turczaninowii）、遼東櫟（Quercus liaotungensisKoidz）。不同林種下由于凋落物理化性質(zhì)不同和林下土壤中微生物對物質(zhì)的分解速率不等導致了林下土壤的理化性質(zhì)不同［2－3］。森林把大量的有機物歸還林地，使其腐殖質(zhì)含量比無林地高2%～3%，成為土壤礦物元素的主要源泉［4］，此外，森林凋落物中含有較多的不易分解的木質(zhì)素、樹脂和單寧等物質(zhì)，因而可以在表層累積成層，改善土壤通氣狀況［3］。不同的林型，土壤養(yǎng)分含量不同［5－6］，而同一林型下的土壤有效養(yǎng)分含量隨時間而變化［7］，且變化趨勢在不同林型下都不相同［8］。對于人工林、混交林等不同植被對土壤的理化性質(zhì)和肥力的研究很多［9－11］，但紅河谷森林公園不同林分林下土壤剖面不同層次的肥力狀況的研究未見報道。筆者對紅河谷森林公園不同林分林下土壤的肥力狀況進行研究，旨在為該區(qū)森林土壤資源的科學管理與評價以及森林植被的更新、恢復與重建提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

紅河谷森林公園位于秦嶺中段太白山主峰北麓，陜西省眉縣營頭鎮(zhèn)境內(nèi)，海拔800～3 667m，本文研究地點位于海拔1 400～1 720m，屬溫帶氣候，氣候溫和，雨量充足，年平均氣溫13℃，年降水量710～1 000mm，主要集中在夏季。土壤母質(zhì)為黃土母質(zhì)。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤采集 按不同優(yōu)勢樹種的自然分布設(shè)定采樣區(qū)，采樣區(qū)大小為25m×25m（625m2），每一采樣區(qū)選取十個剖面點，每個剖面點分別采集0—20 cm，20—30cm，30—50cm三層剖面土樣并將相應(yīng)土層的10個剖面點的土樣混合，再用四分法縮分成為該層的混合土壤樣品，土樣經(jīng)風干去雜后過篩備用。采樣地基本情況見表1。

表1 采樣地基本情況

1.2.2 測定方法 有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法，堿解氮用堿解擴散法，速效磷用0.5mol／L碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法，速效鉀用1.0mol／L醋酸銨浸提，火焰光度法，陽離子交換量用乙酸銨交換法。采用Excel和DPS進行數(shù)據(jù)處理，用Duncan新復極差法（SSR法）進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林分土壤有機質(zhì)的剖面分異特征

土壤有機質(zhì)是土壤固相組成的重要成分，是土壤中各種營養(yǎng)元素，特別是N和P的重要來源，它能促進土壤疏松和形成團粒結(jié)構(gòu)，從而改善土壤的物理性質(zhì)，同時它也是土壤微生物不可缺少的碳源。由于各樹種凋落物的組成成分、數(shù)量及各土層植物根系分布狀況、數(shù)量不同，各林種間及同一林種各土層間的有機質(zhì)含量也有差異［2－3］。從表2可以看出，土壤上層有機質(zhì)含量鵝耳櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟，中層槲櫟＞橿子櫟＞鵝耳櫟＞遼東櫟，下層鵝耳櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟?？萋湮锸巧稚鷳B(tài)系統(tǒng)最主要的碳源，所以土壤上層是微生物活動的主要區(qū)域，枯枝落葉的分解主要在這里，因此森林土壤表層有機質(zhì)含量遠遠高于下兩層，有機質(zhì)具有表聚性。

從表2中可以得出，橿子櫟、遼東櫟和槲櫟林下土壤0—20cm土層有機質(zhì)含量沒有顯著差異，鵝耳櫟林下土壤有機質(zhì)含量最高達到97.45g／kg；20—30cm土層4種林種林下土壤有機質(zhì)含量差異顯著；30—50cm土層鵝耳櫟林下土壤的有機質(zhì)含量最大，橿子櫟和槲櫟林下土壤無顯著性差異。在4種林種林下土壤中，遼東櫟林下各土層的有機質(zhì)含量最小，這可能與遼東櫟枯枝落葉的特性及林下土壤微生物的活性有關(guān)。

表2 不同林分土壤不同剖面層次有機質(zhì)含量及差異顯著性

2.2 不同林分土壤速效養(yǎng)分（堿解氮、速效磷、速效鉀）的剖面分異特征

從表3可以看出，4種林分下土壤堿解氮含量大小順序為：上層橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟＞鵝耳櫟；中層橿子櫟＞鵝耳櫟＞遼東櫟＞槲櫟；下層鵝耳櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟。鵝耳櫟、遼東櫟及槲櫟林下土壤中隨土層的加深，堿解氮含量遞減，而橿子櫟林下土壤則是第二層遠遠高于上層，堿解氮含量高達204.92mg／kg，這可能是受一些自然過程如降雨、淋溶的影響。

4種林分下各土層速效磷含量大小順序為：上層鵝耳櫟＞橿子櫟＞遼東櫟＞槲櫟；中層遼東櫟＞槲櫟＞鵝耳櫟＞橿子櫟；下層鵝耳櫟＞橿子櫟＞遼東櫟＞槲櫟。

4種林分下各土層速效鉀含量大小順序為：上層鵝耳櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟；中層橿子櫟＞鵝耳櫟＞遼東櫟＞槲櫟；下層鵝耳櫟＞橿子櫟＞遼東櫟＞槲櫟。

從表3可以看出，遼東櫟與槲櫟林下0—20cm土層的土壤堿解氮含量差異不顯著，而橿子櫟和鵝耳櫟差異顯著，橿子櫟林下土壤的堿解氮含量最高；在20—30cm土層遼東櫟與槲櫟林下土壤堿解氮含量差異不顯著且較低，橿子櫟林下土壤堿解氮含量最高，鵝耳櫟林次之；30—50cm土層，鵝耳櫟林下土壤堿解氮含量最高，遼東櫟和槲櫟林下土壤堿解氮含量差異不顯著，均較低。綜合來看，4種林分中，橿子櫟林下土壤堿解氮儲量最為豐富；表層土壤中，橿子櫟與其他3種樹林下土壤的速效磷含量無顯著差異，20—30cm以及30—50cm土層4種林分下速效磷含量均無顯著差異，說明4種林分下速效磷的分解、消耗、流失規(guī)律一致；表層土壤速效鉀含量有顯著差異，鵝耳櫟林下土壤速效鉀含量最高；20—30cm土層，橿子櫟和鵝耳櫟林下土壤速效鉀含量無顯著差異，槲櫟林下土壤速效鉀最低；30—50cm土層，橿子櫟和鵝耳櫟林下土壤速效鉀含量無顯著差異，槲櫟林下土壤速效鉀含量最低。橿子櫟林和鵝耳櫟林下土壤相比檞櫟林和遼東櫟林更有利于速效鉀的固定。

表3 不同林分下土壤不同剖面層次土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量及差異顯著性比較

2.3 不同林分土壤陽離子交換量（CEC）的剖面分異特征

土壤陽離子交換量（CEC）是衡量土壤肥力的重要指標，能直接反映土壤保肥、供肥性能和緩沖能力［12］。CEC的大小主要決定于土壤有機質(zhì)和土壤中黏土礦物的類型與數(shù)量。從表4可以看出，4種林分下隨土層加深CEC含量有很大變化。遼東櫟、橿子櫟林下隨著土層加深，CEC不斷增大；而鵝耳櫟和槲櫟則不同，鵝耳櫟林下30—50cm層CEC最大，中層最小，槲櫟上層最大，中層最小。上層CEC含量槲櫟＞橿子櫟＞遼東櫟＞鵝耳櫟；中層遼東櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞鵝耳櫟；下層橿子櫟＞遼東櫟＞鵝耳櫟＞槲櫟。不同樹種林下土壤0—20cm土層CEC差異顯著，槲櫟林下土壤CEC最高，鵝耳櫟林下土壤CEC最低；20—30cm土層4種林分下土壤CEC無顯著差異。30—50cm土層，不同林分下土壤CEC差異顯著，但是鵝耳櫟與槲櫟林下土壤間無顯著差異，橿子櫟林下土壤CEC最高，鵝耳櫟次之。

表4 不同林分土壤剖面不同土層的土壤陽離子代換量及差異顯著性比較

3 結(jié) 論

（1）不同林種對土壤有機質(zhì)狀況的影響不同。中等立地條件下，鵝耳櫟能極顯著增加土壤有機質(zhì)的累積，土壤上層對有機質(zhì)的積累順序為鵝耳櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟；中層有機質(zhì)累積順序為槲櫟＞橿子櫟＞鵝耳櫟＞遼東櫟；下層有機質(zhì)的累積順序為鵝耳櫟＞橿子櫟＞槲櫟＞遼東櫟。

（2）不同林種對提高土壤的有效性N、P、K含量作用不同，相同林種不同土壤層次對速效養(yǎng)分的積累作用也不同。對于土壤表層而言，橿子櫟能夠明顯提高堿解氮含量，鵝耳櫟能極顯著地提高速效磷和速效鉀的含量，鵝耳櫟對堿解氮的積累甚微，槲櫟對速效磷含量的影響較小，遼東櫟林下速效鉀含量最小。

（3）土壤CEC的含量是土壤保肥能力的重要指標，能夠反映土壤的緩沖性能，對于土壤表層槲櫟的保肥、緩沖性能最強，而鵝耳櫟的保肥緩沖性能最弱。

［1］ 尚廉斌，王得祥，樊璐.秦嶺太白山北坡五種林分凋落葉分解狀況初步研究［J］.西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2005，33（1）：64－68.

［2］ 周存宇.凋落物在森林生態(tài)系統(tǒng)中的作用及其研究進展［J］.湖北農(nóng)學院學報，2003，23（2）：140－145.

［3］ 林波，劉慶，吳彥，等.川西亞高山針葉林凋落物對土壤理化性質(zhì)的影響［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學報，2003，9（4）：346－351.

［4］ 張萬儒，楊承棟.臥龍自然保護區(qū)森林土壤養(yǎng)分狀況［J］.土壤通報，1990，21（3）：97－102.

［5］ 陳金林，俞元春.杉木、馬尾松、甜櫧等林分下土壤養(yǎng)分狀況研究［J］.林業(yè)科學研究，1998，11（6）：586－591.

［6］ 包青，鄭曉光.白樺和紅松根際土壤養(yǎng)分的林齡分布及季節(jié)動態(tài)［J］.東北林業(yè)大學學報，1997，25（1）：56－58.

［7］ 陸耀東，薛立，曹鶴，等.去除地面枯落物對加勒比松（Pinus caribaea）林土壤特性 的影響［J］.生 態(tài)學報，2008，28（7）：3205－3211.

［8］ 鄧仕堅，張家武，陳楚瑩.不同樹種混交林及其純林對土壤理化性質(zhì)影響的研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學報，1994，5（2）：126－132.

［9］ 薛立，鄺立剛，陳紅躍，等.不同林分土壤養(yǎng)分、微生物與酶活性的研究［J］.土壤學報，2003，40（2）：280－285.

［10］ 林德喜，樊后保，蘇兵強，等.馬尾松林下套種闊葉樹土壤理化性質(zhì)的研究［J］.土壤學報，2004，41（4）：655－659.

［11］ 曹漢洋.杉木、馬尾松、木荷純林及其混交林的土壤養(yǎng)分狀況［J］.南京林業(yè)大學學報，1998，22（2）：45－48.

［12］ 馬海娟，陳立新.紅松人工林土壤陽離子交換量空間分布及其組成演變［J］.中國水土保持科學，2008，6（5）：71－76.