低碳營林對土壤理化性質的影響研究

黃小軍

（廣東省連山林場，廣東 連山 513200）

土壤是植物健康生長的重要物質基礎，能夠為植物提供生長所需的水分、礦物質營養元素與其他微生物，而且土壤是陸地生態系統中不可或缺的重要部分。人工林經營措施中，如撫育、施肥、墾地或者間伐在某種程度上都會對林地土壤的理化性質產生很大影響。

1 低碳概述

低碳主要是指溫室氣體排放量盡可能低。隨著社會經濟的快速發展、人口數量的不斷增加，二氧化碳的排放量越來越多，地球臭氧層遭受著不同程度的危機，災難性氣候變化開始屢屢出現，并且在一定程度上會嚴重影響人們的生存環境與健康安全，廣大民眾值得引以為豪的高速增長的國內生產總值（GDP）也會因為環境污染、氣候變化而大大降低［1］。自從工業革命出現以來，人類可以開展各種各樣的活動，尤其是開采或者燃燒煤炭等其他化石能源，大氣中的二氧化碳含量開始急劇增加，在一定程度上會造成氣候變暖。根據氣象專家介紹，大氣中的水蒸氣、臭氧或者二氧化碳等氣體通常都可以透過太陽短波輻射，使得地球表面升溫，同時在某種程度上能阻擋地球表面開始轉向宇宙空間發射長波輻射，使得大氣出現增溫現象，因此可以稱臭氧、二氧化碳等氣體為溫室氣體。此外，溫室氣體還包括甲烷、氧化亞氮、六氟化硫等。全球二氧化碳的排放量開始呈上升趨勢，增溫效應越來越嚴重。

2 研究方法

2.1 試驗設計

試驗設計低碳型、傳統型2種營林模式，營林的初植密度為2 600株/hm2，整地以穴墾為主要方式，同時應保證穴的長、寬、深分別為55、55、45 cm。在低碳營林模式下，整地之前一般不煉山，人工伐倒林地上的植被對林地進行覆蓋［2］。正常情況下，先培育出至少一年生以上裸根苗，再移植一年生以上裸根苗于容器中培育至少一年，之后進行大苗造林，在整個幼林期不進行撫育，只需要伐除藤本植物即可。在傳統營林模式下，整地之前一般都會火燒煉山，然后用一年生以上裸根苗造林，造林之后連續5 a采用鋤撫或者刀撫方式進行撫育。

2.2 土壤樣品采集和分析

在清理林地之前以及造林之后第3年、第8年、第12年，對這兩種不同營林模式選擇具有代表性的地塊來采集土壤樣品。土壤采集深度應為0 cm或者30 cm，每個采樣點一般取1.3 kg混合均勻土樣于沒有細菌的袋子中，帶回實驗室進行測定。樣品測定指標主要為土壤容重、土壤含水率與其他有機質含量，采用的測定方法分別為烘干法、環刀法與重鉻酸鉀法。

3 低碳營林對土壤理化性質的影響

3.1 土壤有機質含量

土壤有機質含量是判斷土壤肥力的重要指標。準確地講，土壤中的有機質是土壤中固相部分的重要組成部分，是其他植物營養的主要來源，是植物生長過程中必不可少的重要元素，通過改善土壤的物理性質，能夠有效促進微生物與其他土壤生物的活動，在短時間內能夠讓土壤中的營養元素快速分解，同時能提升土壤的保肥性與緩沖性，土壤的保肥性、緩沖性與土壤的結構性、通氣性、滲透性與吸附性聯系非常密切。正常情況下，在其他條件相同的狀態下，土壤中的有機質含量與土壤肥力呈正相關關系。土壤中的有機質絕大多數來自于動物或者其他植物殘體，高等植物是其主要來源。在原始土壤中，最早出現的母質中的有機體以微生物為主，隨著生物的不斷進化與成土過程的快速發展，動物和植物中的殘體與分泌物逐漸成為土壤有機質的重要組成部分。在其他一些自然土壤中，土壤中植被殘落物與根系是土壤有機質的重要來源，如灌叢、樹木與草類，每年都向土壤提供很多有機殘體［3］。同時，農田土壤的有機質來源也非常廣泛，主要有農作物的根茬、還田秸稈、人畜糞尿、人為使用的一些有機肥料等。清理林地之后土壤中的有機質含量會發生變化，本試驗中傳統型營林與低碳型營林的土壤有機質整體含量有所下降。

3.2 對林地土壤容重的影響

土壤容重，通常是一定容積的土壤烘干之后的質量和同容積水的比值。土壤容重與土壤質地、壓實狀況、土壤顆粒密度、土壤中有機質含量或者其他土壤管理措施聯系非常密切。容重越小，土質越疏松；容重越大，土壤越容易結板。黏質土的容重小于沙質土，有機質含量高、結構性好的土壤容重小，耕作可降低土壤容重。一般含礦物質多、結構差的土壤，土壤容重為1.4～1.7，含有機質多、結構好的土壤，土壤容重為1.1～1.4。土壤容重可用來計算一定面積耕層土壤的質量和土壤孔隙度，同時還可以作為土壤熟化程度的重要指標之一，熟化程度較高的土壤，容重較小。

對于低碳型營林方式，從林地清理前直到幼林期間沒有經過煉山撫育，因而土壤結構沒有發生太大變化，林地土壤容重通常不會發生太大變化，基本處于平衡狀態。在傳統營林方式中，經過煉山撫育，改善了土壤板結程度，下降了土壤空隙度，在這種情況下，林地土壤容重呈快速上升趨勢。

3.3 對幼林生長產生的影響

低碳型營林一般用一年生以上容器苗，高度約為82.1 cm；傳統型營林一般應用一年生左右的裸根苗，裸根苗高度約為31.5 cm。低碳型營林中的高規格苗木在一定程度上保障了造林之后幼株和林地雜灌草的競爭優勢。在低碳型營林延遲一年進行定植、免前期3年撫育的前提條件下，相比傳統型營林樹高增長6.9%，胸徑減少3.6%，單位面積立木材積量差異不大，絕大多數為156m3/hm2。

3.4 對林地土壤含水量的影響

土壤含水量通常是指土壤中的水分含量，主要是指土壤中的絕對含水量，一定量土烘干之后含有一部分水分，這就是土壤含水量。用于測量土壤含水量的方法有很多種，比較常見的有烘干法、中子法和其他張力計法、駐波比法、時域反射擊法與光學法等［4］。其中，烘干法又稱稱重法，主要是指直接測量土壤水分的一種方法，同時也是國際上常用的標準方法。正常操作是用土鉆來采取土樣，用0.2 g精確度的天平秤來稱取土樣質量，記為土樣的濕度質量M，然后在107℃的烘箱中把土樣烘干7～9 h直到恒重，此時記作干質量ms，之后計算土壤含水量。張力計法，又稱負壓計法，主要是測量土壤水吸力測量。當把陶土頭插入被測土壤后，管內的自由水會通過多孔陶土壁和土壤中的水進行接觸，通過交換之后會達到一種水勢平衡狀態，此時從張力計上讀到的數值就是土壤水吸力值。傳統型營林經過煉山、打穴、造林之后，土壤中含水量呈下降趨勢，下降速度一般高于低碳型營林。

4 結語

相比傳統型營林方式，低碳營林土壤結構穩定，林地土壤容重通常不會發生太大變化，基本處于平衡狀態，土壤含水量有所下降，但下降速度一般小于傳統型營林，而且有利于保持林地土壤肥力。