云勇生態林養護中心針闊混交林土壤特性研究

馮慧芳 余漢基 黃威龍

摘要：試驗研究了廣東省佛山市高明區云勇生態林養護中心的打吊坑針闊混交林為的土壤理化性質和酶活性，為林分的合理經營提供依據，試驗結果表明：打吊坑針闊混交林土壤容重中等，通氣性和保水性一般;土壤呈強酸性，土壤有機質和養分含量總體處于中等水平，土壤酶活性較高。為此，提出了相應的建議增加荷木的栽植比例，以改善土壤的理化性質。

關鍵詞：人工林;土壤物理性質;土壤化學性質;酶活性

中圖分類號：S714

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）05-0044-03

1 引言

森林土壤是森林生態系統的重要組成部分，為樹木的生存和發展提供了重要基質。土壤物理性質能反映出土壤結構和水分滲透及保持能力，直接影響著對林地植物對土壤養分的吸收和保持。土壤pH是土壤化學性質的總體反映，影響土壤中微生物的活性，進而影響絕大多數土壤的有效性、養分形態及其轉化方向。土壤有機質和養分含量直接與土壤肥力相關，并直接影響植物生長，在植物體構成和生理代謝方面發揮著重要作用。土壤酶參與土壤中復雜的生物化學過程，與微生物一起催化有機物的轉化、養分礦質化及同質化，在一定程度上反映土壤養分轉化的動態情況。對林分中土壤理化特性的研究，有助于了解生態系統不同層面的相互作用關系及機理，進而為實現人為調控林地提供科學依據。

前人已對亞熱帶森林土壤理化性質進行了研究，但罕見佛山市生態公益林土壤理化性質的報道。本文以廣東省佛山市云勇生態林養護中心的打吊坑針闊混交林作為研究對象，分析其土壤理化性質和酶活性的特征，以期為生態公益林的土壤管理提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗地狀況

試驗地位于廣東省佛山市高明區云勇生態林養護中心（112°40'E，22°43N），屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫22.5℃，1月（最冷月），平均13.9℃，7月（最熱月），平均29.2℃;年均降雨量2000mm左右，集中于夏季;年平均相對濕度80%。地勢屬丘陵地帶，土壤母巖為花崗巖，土壤為酸性赤紅壤（pH<5），土層厚（達1m以上）而肥沃。

2005年起，云勇生態林養護中心對打吊坑的杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook）林進行皆伐改造，栽植黎蒴（Castanopsis fissa）、荷木（Schima super-ba）和米老排（Mytilaria laosensis Hamamelidaceae）等鄉土樹種，改造成為生態公益林。林分的海拔、坡向、坡度和郁閉度分別為434m、WN34°、40°和0.8。樹木的生長情況見表1。

2.2 試驗設計

2016年5月在打吊坑針闊混交林設置3個20m×20m的樣地，用5點取樣法采集0～40cm土層的土壤樣品，帶回實驗室，測定物理性質、化學性質指標及其酶活性。

2.3 試驗方法

土壤物理性質測定方法：土壤容重、總孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度均采用環刀法測定，土壤含水量采用烘干法測定。土壤化學性質測定方法：土壤pH值用土水比1：2.5提取，用pH計測定土壤pH值;有機質含量采用重鉻酸K容量法測定，全N含量采用半微量凱氏法測定，全P含量先用NaOH堿熔法將土壤樣品溶解后提取待測液，再用鉬藍比色法測定，全K含量采用火焰光度計法測定。堿解N采用堿解擴算法測定，速效P采用鉬藍比色法測定，速效K采用火焰光度計法測定。用EDTA容量法測定交換性Ca和Mg。土壤酶活性測定方法：脲酶使用擴散法，磷酸酶用磷酸苯二鈉比色法，過氧化氫酶用高錳酸鉀滴定法測定。每個樣品3個重復，結果取重復測定的算術平均值。

2.4 數據處理和分析

運用Microsoft Excel 2003對數據進行了統計分析。結果見表2～5。

3 結果與分析

3.1 土壤物理性質

由表2可知，打吊坑針闊混交林土壤容重為1.27g/cm3，土壤總孔隙度為52.19%，土壤毛管孔隙度為48.23%，土壤非毛管孔隙度為3.96%，土壤自然含水量為23.26%，土壤毛管持水量為31.36%。

3.2 土壤化學性質

由表3和4可知，打吊坑針闊混交林土壤有機質含量為17.79g/kgl，土壤pH值為4.38，土壤全N的含量為0.74g/kgl，土壤全P含量為0.20g/kgl，土壤全K含量為23.92g/kgl，土壤全Ca含量為143.16mg/kgl，土壤全Mg含量為610.31mglkgl，土壤堿解N含量為74.34mg/kgl，土壤有效P含量為0.65mg/kgl，土壤速效K含量為50.30mg/kgl，土壤交換性Ca含量為37.19mg/kgl，土壤交換性Mg含量為8.85mg/kgl。

3.3 土壤酶活性

由表5可知，打吊坑針闊混交林土壤過氧化氫酶含量為2.26ml/kg，酸性磷酸酶含量為454.80mg/kg，脲酶含量為566.75mg/kg。

4 結論與討論

4.1 土壤物理性質

土壤容重的大小反映了土壤的質地、結構和有機質含量等綜合物理狀況，其中土壤質地和結構對水、氣狀況的影響，歸根到底是土壤孔隙的大小和數量的問題。本研究中，打吊坑針闊混交林土壤容重高于梁永強等測得佛山云勇林場風景林、水土保持林和水土涵養林的土壤容重，且其土壤總孔隙度和非毛管孔隙度低于風景林、水土保持林和水土涵養林的總孔隙度和非毛管孔隙度，說明打吊坑針闊混交林在佛山地區中土壤容重中等，通氣性較一般。

土壤自然含水量即濕度能較好地反映在自然狀況下，土壤水分和林內濕潤狀況，毛管持水量是毛管上升作用所能保持的最大水量。本研究中，打吊坑針闊混交林土壤自然含水量以及毛管持水量均低于梁永強等測得云勇林場風景林、水土保持林、水土涵養林、杉木林的自然含水量以及毛管持水量，但高于曹鶴等測得華南地區八種人工林的自然含水量以及毛管持水量，說明打吊坑針闊混交林保水性較一般。

4.2 土壤化學性質

土壤養分通過為植物的生長發育提供必要的養分，直接影響林木的生長和土壤生態系統的養分循環。打吊坑針闊混交林土壤呈強酸性，有機質、堿解N和速效K屬于四級，處于中等水平，全N和全P屬于五級，處于中下水平，全K屬于二級，處于中上水平，有效P屬于六級，處于低水平。打吊坑針闊混交林土壤有機質含量、全N含量和有效P均低于黃香蘭測得的華南地區荷木和濕地松對應的含量，而全P、全K、堿解N和速效K含量均高于荷木、濕地松和尾葉桉對應的含量;其有機質含量、全N含量、堿解N含量以及有效P含量低于謝騰芳測得惠州地區火力楠和紅苞木對應的含量，而全P、全K和速效K含量高于火力楠和紅苞木對應的含量;其養分含量除有效磷外均高于薛立等在佛山測得的濕地松和加勒比松養分含量。說明打吊坑針闊混交林需施氮磷肥，同時改善土壤酸化狀況，提高有機質含量以及養分平衡。

4.3 土壤酶活性

土壤酶通過參與土壤微生物代謝和物質轉化等生物化學進程，直接影響物質轉化循環的速率。本研究中，土壤過氧化氫酶、酸性磷酸酶以及脲酶活性均大于華南地區荷木、濕地松和馬尾松以及惠州地區火力楠和紅苞木的對應酶活性。說明打吊坑針闊混交林地酶活性較高，有利于有機分子中肽鍵的水解，提高土壤有效N的含量，促進土壤腐殖質合成和土壤有機質的積累。

綜上所述，打吊坑針闊混交林土壤狀況處于中等水平，黃香蘭等指出，木荷的林冠大，凋落葉多，所以積累于土壤表層的有機質多，能有效地改善土壤的土粒結構，減小土壤緊實度，因此，打吊坑針闊混交林可增加荷木的栽植比例，以改善土壤的理化性質。