丹江上游不同退耕還林型土壤有效NP特征研究

【摘 要】為了揭示丹江流域不同恢復(fù)與重建狀態(tài)下土壤速效NP養(yǎng)分的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)者采用時空變異法和常規(guī)統(tǒng)計(jì)法，分析和研究了閔家河流域不同植被不同恢復(fù)年限下有效NP的含量。結(jié)果表明：不同林木中均有富集有效NP養(yǎng)分的效應(yīng)，但對養(yǎng)分的影響有明顯差異。松樹林+刺槐的土壤速效NP含量較純松樹林高，而刺槐林的土壤速效N含量最高，速效磷含量最低，這說明刺槐更有益于土壤速效N的積累，且松樹林混交利于速效磷富集；橡樹為主的樹齡最長但土壤有效NP并不高；花貝子根系發(fā)達(dá)，土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量較為均衡，且生長年限較短，是良好的水土保持林。

【關(guān)鍵詞】丹江；退耕還林；土壤；有效NP；銨態(tài)氮；硝態(tài)氮；速效磷

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

閔家河小流域地處陜西省商州區(qū)的黑龍口鎮(zhèn)，流域總面積28.19km2。位于秦嶺東段山脈西北部，丹江二級支流，是丹江口水庫上游重要水源涵養(yǎng)區(qū)。地理位置位為N33°44'～33°49'，E109°40'～109°44'，屬北亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，具有四季分明、雨熱同期的特點(diǎn)。該地年平均降水量為890.4mm，多年平均氣溫10.3℃，多年平均日照時數(shù)為2155.1h，日照百分率為49.2%，1～6月份日照最多，12月份日照最少，年輻射量為49.98kJ/cm2，大于10℃積溫為3810.5℃，無霜期194d。小流域地勢西高東低，地貌特征屬中高山地貌類型區(qū)，土壤類型主要以石渣土、山地棕壤及淤砂土為主，土壤有機(jī)含量較低，肥力低下，屬農(nóng)業(yè)低產(chǎn)土壤。流域內(nèi)森林覆蓋率為58.8%，植被覆蓋率為84.1%，流域森林植物群落多為天然次生林、雜灌林和人工林。

1.2 樣地選擇和取樣

在閔家河小流域內(nèi)主要選取不同年限不同退耕還林植物群落恢復(fù)措施下的樣地為取樣對象，樣地概況見附表。樣地進(jìn)行常規(guī)群落學(xué)調(diào)查后，按對角線隨機(jī)選5個樣點(diǎn)，土壤類型均為黃棕壤，土石山區(qū)土層薄均取0～15cm 層的土，均勻混合，取1.0kg 左右的混合土壤作為測試樣品。土樣全部帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干后，進(jìn)行研磨處理，經(jīng)過土壤1mm篩測速效養(yǎng)分。銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和速效磷用全自動間斷化學(xué)分析儀測定。

附表 研究區(qū)典型植物群落概況

樣地編號主要植物群落年限（a）

1

2松樹為主+1a刺槐 （陽坡）15

橡樹林為主+2a松樹（陽坡）80

3松樹林（陽坡）15

4松樹林（陰坡）20

5板栗林（陽坡）20

6刺槐（陽坡）15

7花貝子（陰坡）8

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林型土壤硝態(tài)氮含量特征

不同林型土壤硝態(tài)氮含量如圖 1 和圖2所示，刺槐77.00mg/kg含量最高，之后依次是橡樹林為主（15～20a）+松樹54.10mg/kg，松樹林50. 3mg/kg，松樹+1年刺槐45. 9mg/kg，板栗林45. 60mg/kg，花貝子45. 60mg/kg，松樹（20a）35. 9mg/kg。其中20a林型中的土壤硝態(tài)氮含量中板栗林（20a）高于松樹林（20a）（陰坡）9.70 mg/kg， 15a的林型中刺槐的硝態(tài)氮含量遠(yuǎn)高于松樹林和松樹（15a）+1年刺槐高4. 40mg/kg，15a的松樹林硝態(tài)氮含量高于20a松樹林，這可能是因?yàn)?5a的松樹林林層較密。土壤中的硝態(tài)氮含量是在通氣條件良好的情況下經(jīng)硝化作用而形成的，一般不被土壤膠體吸附，易于淋溶，同時又易被植物吸收，也可能通過反硝化作用損失掉。20a的松樹林處于陰坡，土壤通氣條件不好，會影響土壤的硝態(tài)氮含量富集。

圖1 不同林型有效NP含量圖

圖2 不同林型土壤硝態(tài)氮含量圖

圖3 不同林型土壤銨態(tài)氮含量圖

圖4 不同林型土壤速效磷含量圖

2.2 不同林型土壤銨態(tài)氮含量特征

土壤銨態(tài)氮含量主要受有機(jī)氮礦化速度、植物吸收利用、微生物固定和黏土礦物固定等眾多因子的影響。由圖1和圖2可見，刺槐（15a）51. 9mg/kg含量最高，之后依次是花貝子（7～8a）（陰坡）41. 70mg/kg，橡樹林為主（70-80a）+松樹37. 5mg/kg，松樹林（15a）25. 7mg/kg，松樹（20a）+1年刺槐24. 20mg/kg，松樹林（20a）（陰坡）18. 50mg/kg，板栗林（20a）14. 30mg/kg。此外，同是20a林型的松樹林的銨態(tài)氮含量高于板栗林，而刺槐高于松樹林。這主要是板栗林是經(jīng)濟(jì)作物林，消耗銨態(tài)氮多，而刺槐為落葉林，較松樹林利于分解等原因。

2.2 不同林型土壤速效磷含量特征

由圖1和圖3可見，板栗林5.6mg/kg含量最高，之后依次是松樹林（15a）4.72mg/kg，橡樹林為主（70-80a）+松樹4.02mg/kg，花貝子（7～8a）3.7mg/kg，松樹（15a）+1年刺槐3.16mg/kg，松樹林（20a）2.76mg/kg，刺槐（15a）0.22mg/kg。20a的不同林型土壤速效磷含量不同，松樹林含量最高，依次是松樹（15a）+1年刺槐，刺槐，這可能與松樹林密度較大有關(guān)。采樣時間在秋天，地下枯枝落葉多，補(bǔ)給給土壤的也就多。15a的不同林型，板栗林高于松樹林，這可能與板栗林施補(bǔ)復(fù)合肥有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

（1）由于采樣時間在秋天，土壤通氣條件良好，銨態(tài)氮易硝化為硝態(tài)氮，所以不同林型土壤硝態(tài)氮含量總體上多于銨態(tài)氮。而花貝子是銨態(tài)氮含量多于硝態(tài)氮，這可能與花貝子處于陰坡、通氣不良有關(guān)。

（2）松樹林+刺槐的土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量較純松樹林高，這說明刺槐更有益于土壤養(yǎng)分的積累。板栗林的土壤速效磷含量最高，硝態(tài)氮含量也較高，恢復(fù)較好，而且板栗是商洛當(dāng)?shù)刂匾慕?jīng)濟(jì)作物之一，擴(kuò)大其種植面積不僅會有良好的生態(tài)效益，而且會有較好的經(jīng)濟(jì)效益，有利于當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展。

（3）橡樹為主的林型年限最長，土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量不是最高，這說明橡樹不是提高土壤養(yǎng)分的較好樹種。

（4）刺槐的土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量最高，這說明刺槐有利于提高增加土壤的氮素含量，但是速效磷含量較低，這是因?yàn)轲ね梁锥嘤谏靶酝粒蓸訒r，發(fā)現(xiàn)該林型土壤中有較多的石子，所以速效磷含量較低。對此，可通過給土壤施磷肥來增加磷的含量，也可在刺槐林中種植松樹，松樹在所有林型中含速效磷最高。

（5）花貝子根系發(fā)達(dá)，土壤中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷含量較為均衡，且生長年限較短，是良好的水土保持林。

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