低山丘陵區(qū)云冷杉林生長狀況與土壤性質的關系

李文影

【摘 要】為了探索云冷杉林演替特征及土壤變化趨勢，本文將涼水國家自然保護區(qū)內兩種生長狀況的云冷杉林進行對比分析，同時也為云冷杉林的合理經營提供理論依據。試驗表明：云冷杉林地土壤孔隙度、土壤水分含量均是上層大于下層，土壤容重則均是上層小于下層。死亡云冷杉林與生長良好的云冷杉林相比，土壤容重、速效鉀、速效磷含量呈下降趨勢，土壤孔隙度、有機質、水解N呈上升趨勢；嚴重死亡的云冷杉林各種水分常數均高于生長良好的云冷杉林，且差異達顯著水平（p<0.05）。說明云冷杉生長狀況變化對土壤性質變化是有影響的。

【關鍵詞】小興安嶺；云冷杉林；土壤性質；生長

1 研究區(qū)概況

涼水國家自然保護區(qū)位于小興安嶺山脈東南段，其地理坐標為經度128°48′30″～128°55′50″；緯度47°7′39″～47°14′22″，地屬低山丘陵。平均海拔400～600m，氣候類型為溫帶大陸性季風氣候。總的特點是：冬季漫長而干燥，夏季溫和而多雨；秋季霜凍早，降溫快。年平均氣溫-0.3℃[6]，年均降水量680mm，年平均蒸發(fā)量810mm。年日照時數1850h左右，日照率43.5%。該區(qū)地帶性植被是以紅松為主的針闊混交林，在低濕的谷地分布有成片的云冷杉林，土壤類型主要為山地暗棕壤[1]。

2 研究方法

在涼水試驗林場，分別選擇生長良好和存在嚴重死亡的地塊設置標準地。樣地面積為20m×30m，對每塊樣地進行每木檢尺。在林下分別設定1m×1m的小樣方3個，在每個小樣方內對草本層、灌木層植被的種類、數量、高度和蓋度進行調查。在每個樣地的典型地段設置3個取樣點，挖土壤剖面，從地表向下按0～15cm，15～30cm，30

3.1 生長狀況分析

根據云冷杉生長狀況設置了2塊樣地，進行了相關調查，結果見表1。

表1 云冷杉生長狀況基本調查

注：生長良好用“A”代替，嚴重死亡用“B”代替，下同.

通過調查可知，樣地A林地沒有積水，云冷杉生長良好，林內伴生樹種多為白樺，其次是赤楊，灌木平均蓋度為30%，草本平均蓋度為92%。樣地B林地有積水，土壤濕潤，云冷杉有死亡現象，死亡率達51.22%；相比樣地A，伴生樹種增加了稠李和紅松，植物多樣性增加，灌木平均蓋度為52%、草本平均蓋度分別為61%。

總體來看，幼苗更新狀況樣地B優(yōu)于樣地A，這可能是云冷杉死亡后林地環(huán)境條件有所改變，土壤和植被之間相互作用，植被改善土壤條件的同時，也為其自身的生長、演替創(chuàng)造了條件。

3.2 土壤水分物理性質

3.2.1 土壤容重和孔隙度

由表2可以看出，隨著土層深度增加，樣地A與樣地B土壤密度逐漸增大，土壤非毛管孔隙度、毛管孔隙度和總孔隙度逐漸減小。30樣地B，在15～30cm土層差異不顯著，而在30

表2 云冷杉林土壤容重和孔隙度

樣地A和樣地B均為上層土壤孔隙度大于下層，且以毛管孔隙為主[2，4]。樣地A 30樣地B。30

3.2.2 土壤水分含量

由圖1可以看出，樣地A與樣地B各土層土壤含水量、最大持水量、毛管持水量、田間持水量均是樣地A<樣地B，對同一區(qū)的不同層次土壤水分含量進行方差分析顯示，均達到極顯著水平（p<0.01）。同一深度土層比較，土壤含水量、飽和持水量、毛管持水量、田間持水量均是樣地A<樣地B，且差異均達到顯著水平（p<0.05），產生這種結果的原因可能是樣地B樣地凍層融化，加之郁閉度低，林地內水、光、氣等環(huán)境條件有利于微生物活動及植物生長，致使土壤水分含量增大。由此說明云冷杉的生長狀況與土壤質量含水量、飽和持水量、田間持水量、毛管持水量存在密切關系，土壤水分作為植物生存的基本生活因子，影響著植物的個體發(fā)育[5]。

圖1 樣地A與樣地B土壤15～45cm土壤水分含量

3.3 土壤化學性質分析

3.3.1 土壤有機質

由圖2可以看出，樣地A與樣地B土壤有機質含量均隨土層加深而逐漸減少，樣地A在25.99%～46.93%范圍內，只有30cm

圖2 樣地A與樣地B不同土層的有機質含量

3.3.2 土壤養(yǎng)分

由圖3可以看出，水解氮含量隨著土層深度增加逐漸減少，0樣地B，經檢驗，差異不顯著；15cm

圖3 樣地A與樣地B不同土層的水解氮含量

由圖4可知，速效磷含量隨著土層加深先減少后增加，樣地A與樣地B各層之間差異均顯著（p<0.05），樣地A在0.75～3.19 mg.kg-1范圍內，樣地B在0.51～2.25 mg.kg-1范圍內。同一土層深度比較，0樣地B，經檢驗，0

由圖5可知，速效鉀含量隨著土層深度增加逐漸減少，0樣地B，經檢驗，樣地A與樣地B0

由圖3-圖5可以看出，0樣地B， 15cm樣地B。原因可能是云冷杉死亡后，郁閉度降低，土壤表層有效養(yǎng)分被雨水沖刷而流失，新樹種演替進來及幼苗更新，使林地內環(huán)境條件得到改善，有利于合成水解氮微生物的繁衍，并且演替進來的樹種根系發(fā)達，對有效養(yǎng)分的吸收較多。

圖4 樣地A與樣地B不同土層的速效磷含量

圖5 樣地A與樣地B不同土層的速效鉀含量

4 結論

云冷杉林地上層土壤容重均小于下層土壤容重，土壤孔隙度、土壤水分含量均是上層大于下層，云冷杉是喜陰樹種，幼苗耐光性弱，難以在林下更新，所以以喜濕樹種為主的闊葉林更易演替進來，演替過程也是植物對土壤環(huán)境不斷適應和不斷改造，以及不同植物在不同土壤化學環(huán)境下相互競爭的過程。通過與生長狀況良好的云冷杉林進行對比可知，死亡云冷杉林各層土壤容重呈下降趨勢，土壤孔隙度、土壤水分含量均呈增加趨勢；有機質、水解N呈明顯上升趨勢，速效鉀、速效磷含量呈下降趨勢，體現了云冷杉生長狀況對土壤性質的影響。土壤理化性質是植被演替的重要驅動力之一，植被演替過程，也是植物對土壤不斷適應和改造的過程。在死亡云冷杉林里，有一些闊葉樹種演替進來，這也是環(huán)境積累性變化的結果。

【參考文獻】

[1]中國自然地理編寫組.中國自然地理[M].2版.北京：高等教育出版社，1986：161-182.

[2]Beijing Forestry University （北京林業(yè)大學 ）.1982. Soil Science.Beijing：China Forestry Press.（ in Chinese）[Z].

[3]任青山.西藏冷杉原始森林土壤物理性質特征分析[J].林業(yè)科學，2002，38（3）：57-62.

[4]何斌，梁偉克，陳文軍，等.濕地松、杉木林取代馬尾松林后土壤肥力的差異[J].東北林業(yè)大學學報，2002，30（6）：11-13.

[5]杜峰，山侖，梁宗鎖，等.陜北黃上氏陵區(qū)撂荒演替過程中的土壤水分效應[J].自然資源學報，2005，20（5）：669-678.

[責任編輯：湯靜]