高山毛竹林不同坡位和土層深度的土壤理化性質

楊 寬

(1.上海古猗園，上海201802；2.南京林業大學竹類研究所，江蘇南京 210037)

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高山毛竹林不同坡位和土層深度的土壤理化性質

楊 寬1，2

(1.上海古猗園，上海201802；2.南京林業大學竹類研究所，江蘇南京 210037)

摘要[目的]研究毛竹林中不同坡位和土層深度的土壤物理性質和基本化學性質，為高山地區毛竹林經營提供科學依據。[方法]以閩北高山地區的毛竹林土壤為對象，按坡位采集土壤樣品，分析相關理化指標。[結果]毛竹林上坡、下坡土壤物理性質優于中坡土壤，土壤有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效硼、有效銅、有效鐵含量隨坡位和土層深度的增加大致呈下降趨勢，有效硅含量隨土層深度的增加而增加，總體看毛竹林中坡土壤物理性質較差，養分流失嚴重，下坡土壤理化條件較為理想。[結論]在毛竹林經營過程中，應特別注重加強對中坡的治理防護，防止土壤退化。

關鍵詞毛竹林；理化性質；坡位；土層深度

毛竹(Phyllostachys heterocyclacv.pubescens)是我國重要的、經濟價值極高的竹種之一，它生長迅速、成材快、產量高，已成為我國南方地區開發的重要經濟竹種，其在保護美化環境、調節氣候等方面也發揮著重要的作用[1-2]。近年來，許多研究表明毛竹的生長發育與土壤養分、物理性質息息相關[3-6]，筆者研究了毛竹林不同坡位和土層深度的土壤理化性質，為毛竹林生態經營、提高生產力提供科學依據。

1材料與方法

1.1研究地概況試驗在福建省永安市上坪鄉境內(117°28′～117°31′E，25°55′～25°56′N)進行，該地位于武夷山脈與戴云山脈的過渡地帶，屬典型的亞熱帶季風山地氣候，夏長冬短，氣候溫暖濕潤，年均氣溫19.3 ℃，無霜期約300d，年平均日照時數1 800h，年降雨量1 600mm左右，林地土壤以紅壤為主，海拔1 000m左右。

1.2試驗方法2012年在永安市上坪鄉鐵丁石村設置研究樣地，在該區域內選擇1座坡位條件適中的毛竹山坡。同一坡向分上坡、中坡和下坡，其中上坡樣地靠近坡頂部，下坡樣地靠近坡底，中坡樣地大體位于山坡的中間位置。每個坡位設3個10m×10m的樣地，樣地間隔5m以上，采用GPS儀測定各樣地的海拔，并在樣地內進行每木檢尺，各樣地基本情況見表1。在各采樣區內按照“S”形設置5個土樣采集點，每個土樣采集點分為3個土層深度，分別為0～20、20～40、40～60cm。將各采樣區同一土層深度的土壤組成混合樣品，按四分法取混合土樣1kg，用無菌袋裝好帶回實驗室晾干，磨細過篩，待檢測。

表1　各樣地基本情況

1.3測定指標及方法土壤容重、總孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度等物理指標的測定參照GB7835-87；pH采用pH計直接測定；有機質采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；堿解氮采用堿解擴散法測定；速效磷采用0.5mol/LNa2CO3浸提-分光光度計法測定；速效鉀采用1.0mol/LNH4OAc浸提-火焰光度計法測定；有效硼采用沸水浸提-姜黃素比色法測定；DTPA浸提-ICP法測定有效鐵、有效銅；檸檬酸浸提-硅鉬藍比色法測定有效硅。

1.4數據處理試驗所得數據采用MicrosoftOfficeExcel2010軟件進行處理和繪圖，采用SPSS16.0統計分析軟件進行數據分析與差異顯著性比較。

2結果與分析

2.1毛竹林土壤物理性質土壤容重可綜合反映土壤松緊度和水土流失狀況[7]。由表2可知，毛竹林土壤容重總體表現為隨土層深度的增加而增加，其中上坡、下坡0～20cm土層土壤容重均與40～60cm土層土壤容重差異顯著(P<0.05)，中坡0～20cm土層土壤容重高于上坡、下坡0～20cm土層土壤容重，但差異并不顯著(P>0.05)，可能原因是毛竹林上坡、下坡立竹度較高，由于竹鞭、根系和枯枝落葉層的作用，增加了土壤的疏松性，使土壤容重得以改善[8]，容重值高通常表明土壤有退化的趨勢[9]，可見中坡位土壤相對更易退化。

土壤孔隙度隨土層深度的增加而降低，上坡、下坡0～20cm土層土壤總孔隙度與40～60cm土層土壤總孔隙度差異顯著；相同土層不同坡位條件下，0～20cm土層土壤總孔隙度從小到大依次為中坡、下坡、上坡，20～40cm土層土壤總孔隙度從小到大依次為下坡、中坡、上坡，40～60cm土層土壤總孔隙度從小到大依次為下坡、上坡、中坡，差異并不顯著。

表2　毛竹林不同坡位的土壤物理性質

注：同列數據后不同字母表示差異顯著(P<0.05 )，下同。

Note：Differentlettersinthesamerowindicatedsignificantdifferences(P<0.05)，thesameasfollows.

2.2毛竹林土壤基本化學性質由表3可知，相同坡位不同土層條件下，隨著土層深度的增加，土壤pH總體呈上升趨勢，中坡位0～20cm土層土壤與40～60cm土層土壤pH差異顯著(P<0.05)；在0～20、20～40cm土層，中坡土壤pH均小于上坡、中坡，差異顯著(P<0.05)，40～60cm土層，中坡土壤pH最大，各坡位差異不顯著(P>0.05)。各坡位土壤有機質、堿解氮、速效鉀含量均表現為0～20cm土層土壤最高，顯著高于其他土層(P<0.05)，隨著土壤深度的增加，各坡位土壤有機質、速效鉀含量逐步下降，在20～40cm和40～60cm間差異不顯著(P>0.05)，速效磷含量也表現為0～20cm土層土壤最高。

相同土層不同坡位條件下，隨著坡位的下降，0～20cm土層土壤有機質、堿解氮、速效鉀含量均表現出先下降后上升的趨勢，均在下坡土壤達到最高值，速效磷表現為先上升后下降的趨勢，在中坡達到最高值；20～40cm土層土壤有機質、堿解氮、速效磷含量表現為逐步上升趨勢，速效鉀含量表現為先上升后下降趨勢；40～60cm土層土壤有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀均表現為先上升后下降的趨勢。該研究結果顯示下坡0～20cm土層土壤速效養分含量(除速效磷)均高于上坡、中坡，但差異并不顯著，表明竹林土壤養分含量有向下匯集的現象，但在海拔差異較小的情況下，坡位間的差異并不顯著。

表3　毛竹林不同坡位的土壤基本化學性質

2.3毛竹林土壤微量元素含量由表4可知，隨土層深度的增加，各坡位毛竹林土壤有效硼、有效銅、有效鐵含量呈下降趨勢，其中下坡0～20cm土層土壤有效硼含量，中坡0～20cm土層土壤有效銅、有效鐵含量顯著高于同坡位其他土層(P<0.05)，與林地土壤大量元素垂直分布相似，表明土壤有效硼、有效銅、有效鐵含量受地表植被、枯落物影響較大。土壤有效硅含量隨土層深度的增加呈上升趨勢，上坡40～60cm土層有效硅含量顯著高于上坡其他土層。

在相同土層不同坡位條件下，0～20cm土層土壤有效硼、有效硅、有效銅含量均表現出上坡最高、下坡最低的趨勢，其中中、下坡土壤有效銅含量顯著高于上坡(P<0.05)，各坡位0～20cm土層土壤有效硼、有效硅含量間差異不顯著(P>0.05)。在20～60cm土層中，隨坡位下降，土壤有效硼含量表現為先上升后下降，差異并不顯著(P>0.05)；有效硅含量表現為先下降后上升，上坡40～60cm土層土壤有效硅含量顯著高于其他坡位；在20～40cm土層，土壤有效銅含量為隨坡位下降逐步上升，下坡土壤有效銅含量顯著高于上坡，而在40～60cm土層中，土壤有效銅含量表現為先上升后下降的趨勢，差異不顯著(P>0.05)；各土層土壤有效鐵含量表現為隨坡位下降逐步下降的趨勢，下坡各土層有效鐵含量均低于上、中坡相同土層，上、中坡0～20cm土層土壤有效鐵含量顯著高于下坡。

表4　毛竹林不同坡位的土壤微量元素含量

2.4毛竹林土壤理化指標間的相關性分析由表5可知，除有效硅外，毛竹林土壤養分含量均與pH呈負相關，即土壤酸性越小，養分含量越高，其中有機質、速效磷、速效鉀、有效硼、有效鐵含量與土壤pH的相關性達到顯著水平；毛竹林土壤堿解氮、速效鉀、有效硼、有效銅含量均與有機質含量呈極顯著正相關，有效磷、有效鐵含量與有機質含量呈顯著正相關，即土壤有機質含量增加有利于土壤速效養分和大部分有效態微量元素積累。該試驗中土壤有機質含量對有效硅含量影響不顯著，表明土壤有效態養分大部分來源于林地枯落物、有機物的輸入[10]，而后者對土壤有效硅含量的影響不大。

表5　毛竹林土壤理化指標間的相關性分析結果

注：*表示顯著相關(P<0.05)；**表示極顯著相關(P<0.01)。

Note：*indicatedsignificantcorrelation(P< 0.05)；**indicatedextremelysignificantcorrelation(P< 0.01).

土壤堿解氮含量分別與速效磷、速效鉀、有效硼、有效銅含量呈顯著或極顯著正相關；速效鉀含量分別與有效硼、有效銅、有效鐵含量呈顯著或極顯著正相關。在竹林出筍季節，有必要降低氮、鉀肥的施用量，以降低可能存在的毒害。

3結論與討論

坡位、土層深度是影響毛竹林土壤理化性質的重要因素，同時人為經營活動也對其產生了顯著影響。研究表明，閩北高山地區毛竹林上坡、下坡土壤物理性質優于中坡土壤，這與其他類型林地的研究結果[9]并不完全一致，可能是由于人為擾動較多集中在中、下坡區域，人為擾動破壞了地表植被，進而影響土壤結構，而下坡土層相對較厚、植被豐富，使得3個坡位中，中坡土壤物理性質最差。

0～20cm土層土壤有機質、堿解氮、速效鉀、有效硼、有效銅含量均在下坡土壤達到最高值，這可能是由于徑流向下坡的沖刷作用，使得養分向下坡富集，加之徑流泥沙攜帶的養分在下坡的沉積作用，使得下坡的養分含量高于中、上坡，可見下坡是養分的匯集處，這與賀小容等的研究結果[11-13]相似，但在40～60m土層并沒有此現象。

閩北高山地區土壤偏酸性，這有利于毛竹生長，但會導致以下問題：一方面高山地區雨水充足，土壤養分淋失，致使土壤退化[14]；另一方面，酸性土壤促進硼、鐵等有利微量元素富集的同時，也加快了銅等重金屬的富集，不利于毛竹生長，特別是影響毛竹筍的品質。而有機質的提高不但改善了

土壤結構，使密度減小，孔隙度增加，而且改變了土壤的化學性質，使土壤的有效態養分含量增加。

總體來看，毛竹林中坡土壤物理性質較差，養分流失嚴重，今后在進行毛竹林復壯改造等活動時，特別要加強對中坡的治理防護，提高有機肥施用量，適當保留地被，降低侵蝕作用，防止土壤退化。

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基金項目國家林業公益性行業科研專項(201204106)。

作者簡介楊寬(1985- )，男，河北深澤人，工程師，碩士，從事竹林生態研究。

收稿日期2016-03-25

中圖分類號S 795.7

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)13-211-03

SoilPhysicalandChemicalPropertiesofHigh-mountainMosoBambooForestsatDifferentSlopePositionsandSoilDepths

YANGKuan1，2

(1.ShanghaiGuyiGarden，Shanghai201802; 2.InstituteofBamboo，NanjingForestUniversity,Nanjing,Jiangsu210037)

Abstract[Objective] To study the effects of slope position and soil depth on the soil physical and chemical properties and basic chemical property of moso bamboo forest，and to provide scientific basis for the management of high-mountain moso bamboo forest.[Method] By taking the soil in high-mountain moso bamboo forest in north of Fujian as test materials, soil samples of the different slope positions were collected and analyzed.[Result] The physical properties of soil at lower slope and upper slope were better than those at the middle slope. With the increase of soil depth and slope position, the content of organic matter, N, P, K, B, Cu and Fe decreased, but the content of Si raised with increase of soil depth. It was proved that the physical and chemical properties was the highest at the lower slope position, and worst at the middle slope.[Conclusion] In the management of high-mountain moso bamboo forest, it is very important to strengthen the management of the slope protection to prevent soil degradation.

Key wordsMoso bamboo forest; Physical and chemical properties; Slope position; Soil depth