低山丘陵區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 研究區概況

涼水國家自然保護區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，年平均蒸發量810mm。年日照時數1850h左右，日照率43.5%。該區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優于樣地A，這可能是云冷杉死亡后林地環境條件有所改變，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達，對有效養分的吸收較多。

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境不斷適應和不斷改造，以及不同植物在不同土壤化學環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]