針葉樹(shù)人工固沙林對(duì)土壤養(yǎng)分的消耗分析

劉建華

(遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

目前，科爾沁沙地是我國(guó)荒漠化比較嚴(yán)重的一個(gè)地區(qū)，在沙地上進(jìn)行人工林的培育，可以有效減緩水土流失、提高土壤的養(yǎng)分，同時(shí)也能夠起到維護(hù)生態(tài)平衡的重要作用。在沙地上進(jìn)行森林培育的過(guò)程中，利用不同樹(shù)種進(jìn)行造林對(duì)土壤的影響也不相同，章古臺(tái)地區(qū)從1955年開(kāi)始栽植針葉林?，F(xiàn)就不同種類(lèi)的針葉林對(duì)土壤養(yǎng)分所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。

1 沙地造林技術(shù)

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究表明，在沙地上進(jìn)行造林，成活率最高的就是松樹(shù)，松樹(shù)也具有極高的耐旱性。根據(jù)在遼寧等地區(qū)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)可以知道，在森林草原、干草原地帶的地下水很深，如果栽植旱柳等成活率都比較低，并且長(zhǎng)勢(shì)也不好，但是栽植樟子松的成活率就非常的高，并且樟子松的生長(zhǎng)速度比較快，呈現(xiàn)出良好的性能。通過(guò)對(duì)章古臺(tái)栽植樟子松的研究表明，在地下水含水量較少的時(shí)候，楊柳等生長(zhǎng)狀態(tài)遠(yuǎn)不及樟子松。通過(guò)在相同條件的沙地上進(jìn)行樟子松和油松相比較，樟子松的生長(zhǎng)量比較高，并且樟子松人工林的生長(zhǎng)速度也比較快，這主要是因?yàn)樵谌斯ち衷灾驳倪^(guò)程中對(duì)密度、光照等條件都進(jìn)行了綜合的研究，這就有利于后期的生長(zhǎng)。同時(shí)，它的生長(zhǎng)情況也是根據(jù)土地條件的變化而改變的，現(xiàn)對(duì)于人工固沙林來(lái)說(shuō)，固定沙地的長(zhǎng)勢(shì)比較好。

2 相關(guān)研究

研究區(qū)域是章古臺(tái)沙地，氣候特點(diǎn)是全年干旱多風(fēng)，降水量較少且比較集中，蒸發(fā)量高于降水量三倍之多，并且氣溫較低。在該區(qū)域中，土地的類(lèi)型主要是沙地為主，風(fēng)沙土的面積占到了土壤總面積的近90%，并且土壤中的養(yǎng)分含量也比較低。在進(jìn)行研究的過(guò)程中，所選用的區(qū)域是環(huán)境差別比較小的區(qū)域，并且其栽植的樹(shù)木都是樹(shù)齡相同的。通過(guò)對(duì)不同區(qū)域的土壤的研究與分析，我們得到了以下的結(jié)果。

2.1 對(duì)土壤pH值的影響

通過(guò)研究分析我們發(fā)現(xiàn)，在栽植針葉人工林區(qū)域的土壤pH值與非針葉人工林的土壤之間存在著明顯的差異，栽植區(qū)域明顯低于非栽植區(qū)域，這主要是因?yàn)樵谌斯ち值臉?shù)木根部呼吸的過(guò)程中釋放出一定量的二氧化碳，并且在根部生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)釋放出有機(jī)酸等造成的。不同針葉樹(shù)種對(duì)土壤pH值的影響也不同，在人工林中，油松更容易導(dǎo)致周?chē)寥赖膒H值下降，樟子松對(duì)土壤酸堿值的影響相對(duì)較小。

2.2 對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

在人工林生長(zhǎng)的過(guò)程中，樹(shù)木的根部在土壤中獲取養(yǎng)分與水分，與此同時(shí)也會(huì)向土壤中釋放一定量的有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入到土壤中，就會(huì)對(duì)土壤的成分帶來(lái)一定的影響。這些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入到土壤中后，不僅能夠有利于樹(shù)木根部的微生物活動(dòng)，為其帶來(lái)豐富的資源，同時(shí)也會(huì)對(duì)樹(shù)木根部的微生物帶來(lái)很大的改變，從而影響了人工林的土壤成分。因?yàn)樵跇?shù)木的根部會(huì)有大量的枯枝落葉形成的腐殖質(zhì)，因此在根部的土壤成分中有機(jī)物質(zhì)的含量要大于非樹(shù)木根部的土壤。通過(guò)相關(guān)研究表明，在不同的人工林中，土壤中有機(jī)物質(zhì)含量較多的是樟子松，其次是油松，最后是赤松。

2.3 對(duì)土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

對(duì)于土壤的養(yǎng)分來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)變化的值，它與人工林中林木的生長(zhǎng)有著重要的聯(lián)系，在該地區(qū)的氮素含量相對(duì)較低，在進(jìn)行針葉人工林的栽植后，土壤內(nèi)部的氮素含量有了明顯的增加。樟子松林土壤含氮量最高，其次是赤松和油松，在更深入的土層中氮素的含量也呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，但是分布的情況與10 cm內(nèi)的土層有著不同之處，在10～20 cm的土層中，含氮素量較高的是油松林，其次才是樟子松與赤松。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在未造林的草荒地上，20 cm以?xún)?nèi)的土壤中含氮素的量沒(méi)有明顯差異，可以認(rèn)為草荒地在20 cm土層以?xún)?nèi)氮素的含量沒(méi)有差別。

對(duì)于鉀素的影響來(lái)說(shuō)，在章古臺(tái)沙地區(qū)，鉀素的含量非常的高，也不會(huì)限制林木的生長(zhǎng)，但是針對(duì)不同類(lèi)型的針葉林來(lái)說(shuō)，對(duì)鉀素的消耗仍然有一定的區(qū)別。在0～10 cm的土層中，油松與樟子松的區(qū)域內(nèi)部全鉀的含量要大于荒草地，能夠有效地進(jìn)行全鉀的積累；在10～20 cm的土層之間，全鉀含量由高到低的針葉林種類(lèi)是：赤松林、樟子松、油松，相對(duì)于草荒地來(lái)說(shuō)較低，因此我們可以知道，在這個(gè)范圍的土層內(nèi)，人工針葉林對(duì)全鉀的消耗是非常的大的，油松消耗的最多。但是全鉀與全氮在樹(shù)木根部的土壤中含量的變化不明顯，雖然很多相關(guān)的報(bào)道中研究結(jié)果出現(xiàn)了很大的偏差，出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因可能是：所研究的樹(shù)種不同，因此對(duì)養(yǎng)分的吸收效果和使用效果也不相同；還可能是在獲取研究土壤的過(guò)程中，所采用的方式不同，土壤類(lèi)型也存在一定的差別，這就導(dǎo)致在很多研究中出現(xiàn)了研究結(jié)果不同，甚至相反的結(jié)果。

2.4 對(duì)土壤微生物的影響

在根際這一概念被提出來(lái)后，相關(guān)的研究者們通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究反復(fù)的證明，在根際的部分土壤微生物的含量比根際外部的土壤含量多，并且微生物的種類(lèi)也存在一定的差別。通過(guò)相關(guān)的研究可以證明，在樹(shù)木生長(zhǎng)的過(guò)程中，根系發(fā)揮了重要的代謝的作用，在代謝的過(guò)程中能夠向外部的土壤分泌有機(jī)物與無(wú)機(jī)物，這些都是根際部位微生物生長(zhǎng)的必備因素，不同樹(shù)種所分泌的物質(zhì)是不相同的，因此微生物的種類(lèi)與數(shù)量之間也會(huì)存在一定的差別。通過(guò)研究我們得出，在不同的人工針葉林中，根際土壤的微生物含量都明顯的高于非根際區(qū)域，數(shù)量與種類(lèi)之間也存在不同，樟子松林中微生物含量大于赤松林，油松林最低，非根際的微生物含量也是相同的順序。

不同的根際土壤中細(xì)菌與真菌占有的比例要大于非根際土壤，細(xì)菌含量較多的是樟子松，其次是油松、赤松；真菌含量順序?yàn)橛退?、赤松、樟子松。這是由于根際的部分常會(huì)存有大量的落葉，這些落葉經(jīng)過(guò)分解過(guò)后能夠?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)提供有利的條件。

2.5 對(duì)土壤中酶活性的影響

我們知道，在土壤中進(jìn)行的一切生物化學(xué)的過(guò)程都是需要酶參與的，酶是一種有效地生物催化劑，與土壤中的各種微生物一起進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，酶是土壤在產(chǎn)生與發(fā)育的過(guò)程中不可缺少的重要物質(zhì)，酶含量的高低直接影響了土壤中的養(yǎng)分。研究發(fā)現(xiàn)，在樟子松林中酸性磷酸酶活性最高，赤松對(duì)過(guò)氧化氫酶的反應(yīng)較大，油松對(duì)多酚氧化酶的反應(yīng)較大。

3 結(jié)論

我們分析了在針葉人工林中，選擇不同樹(shù)種造林對(duì)土壤中的養(yǎng)分含量的影響，通過(guò)分析研究對(duì)這些影響有了基本的了解。我們知道針對(duì)不同類(lèi)型的人工針葉林來(lái)說(shuō)，對(duì)沙地土壤的養(yǎng)分影響也不相同，這項(xiàng)研究活動(dòng)對(duì)我國(guó)開(kāi)展沙地治理工作有著非常重要的作用，能夠有效地提高沙地的穩(wěn)定性，有利于沙地土壤養(yǎng)分的增加，提高沙地的性能，也是維護(hù)我國(guó)森林資源生態(tài)平衡的有效措施。