不同強度間伐對遼東蒙古櫟林及雜木林土壤理化性質(zhì)的影響

孫德權(quán)

(鳳城市寶山林場，遼寧 丹東 118123)

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不同強度間伐對遼東蒙古櫟林及雜木林土壤理化性質(zhì)的影響

孫德權(quán)

(鳳城市寶山林場，遼寧 丹東 118123)

摘要通過遼東蒙古櫟林及雜木林實施不同強度的間伐試驗，研究不同間伐強度對這2種林分土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：對密度較大的蒙古櫟林和雜木林進行適度間伐撫育，能顯著地提高林地生物量，相應(yīng)提高了凋落物歸還于土壤的有機質(zhì)，改善了土壤的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。物理性質(zhì)的改善主要體現(xiàn)在土壤密度變小，總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度的增加；化學性質(zhì)的改善主要表現(xiàn)在土壤有機質(zhì)、全氮、速效性氮、磷和鉀的養(yǎng)分含量提高。

關(guān)鍵詞遼東；蒙古櫟；間伐強度；土壤理化性質(zhì)

遼東山區(qū)天然次生蒙古櫟林和雜木林是主要的公益林種之一，具有保持水土，防止水土流失，維持生物多樣性，提供人們生產(chǎn)和生活依賴的生態(tài)產(chǎn)品，其重要性在建設(shè)生態(tài)文明的新時代是不言而喻的。據(jù)調(diào)查，蒙古櫟林和闊葉雜木林在遼東山區(qū)分布較廣，尤其是蒙古櫟和遼東櫟在山嵴和巖石裸露的陽坡或跳石塘構(gòu)成優(yōu)勢種群，起著固持水土涵養(yǎng)水源的作用。為了探明蒙古櫟天然次生林和雜木林人工撫育不同強度對其土壤理化性質(zhì)的影響，以掌握天然次生林間伐撫育后對土壤帶來的理化性質(zhì)的變化，進行了長期的固定觀測，以期為綜合評價不同間伐強度對生態(tài)功能的效應(yīng)提供佐助。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于遼東丘陵國營鳳城通遠堡林場和鳳城寶山林場，123°51′—123°52′ E，40°21′—40°27′ N，海拔275 m，年降水量900～920 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 100 mm，年均氣溫6.5 ℃，無霜期128 d。 研究區(qū)植被屬長白兼有蒙古植被區(qū)系。典型的土壤類型是山地棕壤，土層較薄，石質(zhì)含量較高，土壤pH為6.4～6.9。蒙古櫟及雜木林試驗區(qū)的設(shè)置情況見表1。

表1　天然次生蒙古櫟林和雜木林不同

2研究方法

2.1　間伐撫育方法

試驗區(qū)蒙古天然次生林和雜木林是從皆伐經(jīng)自然萌生后于2001年開始建立間伐強度的試驗區(qū)。在研究間伐撫育前胸徑生長量、間伐后保留下來的樹木胸徑生長量的基礎(chǔ)上，2013年進行詳細調(diào)查蒙古櫟及雜木林的間伐后平均胸徑生長量。中度間伐強度按《森林經(jīng)營技術(shù)規(guī)程》(DB21/T 706-2009)標準向下減少5%，弱度間伐向上增加10%，強度間伐向下減少15%，另設(shè)一塊不進行采伐撫育作為試驗對照區(qū)。

2.2　采樣方法

以蒙古櫟天然次生林和雜木林不同間伐撫育強度為對象,記載標準地的坡度、坡向、坡位、土壤種類及土層厚度等立地因子。2001年春季在樹木休眠期，根據(jù)間伐撫育試驗設(shè)置4個間伐強度處理區(qū)，按試驗間伐強度不同，分別沿試驗地的對角線進行5點取樣，在每個試驗處理間伐強度區(qū)，取30 cm×30 cm樣方面積內(nèi)的枯落物裝入100目的尼龍網(wǎng)袋，然后挖取土壤剖面，按土壤剖面發(fā)生層次分層取樣，用于土壤物理性質(zhì)的測定，分別取鋁盒土和環(huán)刀土測定土壤密度、毛管孔隙度、最大持水量等指標。用于土壤化學性質(zhì)測定，分層次取樣用于土壤有機質(zhì)(重鉻酸鉀容量法—外加熱法)、速效N (含量用堿解擴散法)、速效P (雙酸法浸提—鉬銻抗比色法)、速效K (用醋酸氨浸提—火焰光度計法)等項目的測定。

3結(jié)果與分析

3.1　不同試驗處理、樹種及立地條件的差異情況分析

從表2測定結(jié)果看出, 2001年間伐強度試驗試驗時，蒙古櫟林和雜木林間伐撫育的林分立木材積蓄積量幾乎相同,間伐撫育前后在蓄積量方面受密度的調(diào)整稍有一定的差異，但各處理間差異不明顯。立地因子坡位、坡度有一定的差別，為消除立地因子的差異，每個試驗處理均設(shè)試驗對照作為比較的參照。

表2　試驗地林分立地因子及林分狀況

3.2　間伐撫育強度和時間差對土壤物理性質(zhì)的影響

間伐撫育后受不同處理的影響，蒙古櫟林及雜林的土壤密度有一定的變化(見表3)，首先從土壤不同層次上來看土壤的密度，0～10 cm土層的密度要小于10～30 cm的密度，可明顯看出表層土壤的密度要小于下層。蒙古櫟林的土壤密度變化區(qū)間為0.91～1.28，總體看出土壤容重較小，土壤質(zhì)地較輕。從中還可以看出，間伐后隨著樹齡的增加土壤密度變小，說明土壤密度是隨著土壤枯落物的積累和腐殖植化過程的延長而變小。土壤總孔隙度也表現(xiàn)出上層大于下層，大體變化區(qū)間在55%～65%，這個規(guī)律和土壤剖面發(fā)生層次是一致的。非毛管孔隙度是衡量保水性能高低的重要指標，非毛管孔隙多，土壤抗旱的性能好。中度間伐強度蒙古櫟林及雜木林的非毛管孔隙度要大于其他幾種試驗處理和對照，這可能是因為中度間伐能明顯改善林地的透光條件，間接地促進了灌木和草本植物的生長，增加了植物的生物量歸還給土壤的有機物較多，土壤得到較好的發(fā)育促進了非毛管孔隙的發(fā)育過程。從結(jié)果看出非毛管孔隙也是隨著間伐時間的變長，非毛管孔隙也在提高。最大持水量和非毛管持水量亦有相同的變化趨勢，即，總是伴著間伐時間的變長而有所增加。最大持水量的變化幅度600 t·hm-2左右，非毛管持水量在116～141 t·hm-2。

表3　不同間伐撫育強度差對土壤物理性質(zhì)的影響

3.3　間伐撫育對土壤化學性質(zhì)的影響

從表4可以看出蒙古櫟林及雜木林的土壤化學變化情況，首先從土壤有機質(zhì)變化情況看出，表層土有機質(zhì)明顯好于下層土。變化幅度為33～110 g·kg-1。中度間伐在機質(zhì)含量稍好于弱度間伐和強度間伐。蒙古櫟林及雜木林間伐撫育后，由于透風透光條件變好，林下枯落物和植被的增加引起土壤中的植物根系增加,因為林下草本植物和灌木根系主要集中分布在0 ～ 10 cm土層內(nèi),引起了0～10 cm土層化學性質(zhì)改善。蒙古櫟林及雜木林間伐撫育處理與對照區(qū)相比,各間伐區(qū)0～10 cm 土層有機質(zhì)含量有明顯提高，其中，中度間伐區(qū)提高幅度最大，其次是弱度間伐區(qū)。土壤速效氮含量也表現(xiàn)出中度間伐撫育區(qū)最高，依次是弱度間伐、強度間伐和試驗對照區(qū)。從速效磷和速效鉀養(yǎng)分的含量上看，基本上是上層土壤要高于下層土壤，進一步說明了林地土壤的發(fā)育受枯落物凋落和分解的影響，養(yǎng)分歸還給土壤使土壤肥力得以提高。

表4　不同間伐撫育強度對土壤化學性質(zhì)的影響

綜上,不同間伐撫育強度試驗結(jié)果表明，間伐強度的大小對蒙古櫟林的生長量和生物量產(chǎn)生了較大影響，因而對土壤的理化性質(zhì)和化學性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。從不同間伐強度中看出，中度間伐撫育能明顯改善土壤理化性質(zhì)，使土壤的密度變小，質(zhì)地變輕，土壤孔隙度變大，總孔隙度和非毛管孔隙度變高。土壤的化學性質(zhì)也受不同間伐強度的影響，從中看出，中度間伐強度有機質(zhì)含量較高，速效養(yǎng)分氮、磷和鉀含量相應(yīng)得到提高。所以間伐強度對植被的生物量產(chǎn)生了顯著的影響，繼而使土壤理化性質(zhì)得到明顯的改善。所以天然次生蒙古櫟林和雜木林最好能進行適當?shù)拈g伐撫育，不僅能夠提高蒙古櫟和雜林分的質(zhì)量，還能改善林地的土壤狀況，起著培肥地力、涵養(yǎng)水源、防止水土流失和土壤退化重大作用。

4結(jié)論與討論

天然次生蒙古櫟林進行適度間伐撫育能夠顯著地改善土壤的理化性質(zhì)。在土壤密度、總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度方面得到了明顯的改善。非毛管孔隙度和非毛管持水量的提高，有利于涵養(yǎng)水源，固持水土，增加攔蓄量，起到了防治水土流失的作用。土壤理化性質(zhì)的改善主要取決于地上的植被生物量的積累水平，也取決于枯落物有機物凋落量。

土壤化學性質(zhì)改善主要表現(xiàn)在土壤有機質(zhì)、全氮、速效性氮、磷和鉀的變化。土壤有機質(zhì)含量的高低諸多養(yǎng)分的高低呈明顯的相關(guān)性。土壤有機質(zhì)含量高說明枯落物歸還給土壤的養(yǎng)分多，這與地表的植被數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)。適宜的間伐強度有利于蒙古櫟的生物量的提高，也有利于改善林內(nèi)的透風透光條件，也促進了林下灌木和草本植物的生長?？萋湮锏姆纸獠粌H提高了有機質(zhì)，也促進了氮、磷、鉀養(yǎng)分的提高。

總之，蒙古櫟林的間伐撫育強度是影響林分質(zhì)量的一個重要因素，將間接地改變林地土壤養(yǎng)分的狀況。因此應(yīng)重視撫育間伐的強度，為蒙古櫟林分質(zhì)量和土壤肥力的提高提供可行的技術(shù)支撐。

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Effects of Different Thinning Intensities on Physical and Chemical Properties of

Soil inQuercusmongolicaPlantation and Spinney in Eastern Liaoning Province

Sun Dequan

(Baoshan Farm, Fengcheng City, Dandong 118123,China)

AbstractCutting experiments with different intensities on Quercus mongolica plantation and spinney were conducted. Effects of different thinning intensities on physical and chemical properties of soil in Quercus mongolica plantation and spinney in eastern Liaoning Province were studied. Result shows that moderate thinning tending on Quercus mongolica plantation and spinney can increase significantly the biomass of forestland, increase correspondingly organic matter which litter returned to soil, improve the physical and chemical properties of the soil. The improvements of soil physical properties were mainly showed on the less of soil dense, increase in total porosity, capillary porosity and non-capillary porosity. The improvement of chemical properties mainly showed increase of organic matter, total nitrogen, available nitrogen, phosphorus and potassium.

Key wordseastern Liaoning Province;Quercus mongolica;thinning intensity;physical and chemical properties of soil

作者簡介：孫德權(quán)(1970-)，男，遼寧鳳城人，大學，工程師，從事林業(yè)管理工作.

收稿日期：2015-06-18

中圖分類號：S753；S792.186

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.019

文章編號：1005-5215(2016)01-0046-04