岫巖地區不同發育階段紅松人工林土壤理化性質研究

于立國

(遼寧省岫巖滿族自治縣國有東風林場，遼寧 鞍山 114300)

土壤是植物賴以生存的機械支撐和養分來源，因此土壤質量在植物的生長過程中起著至關重要的作用[1]。而土壤的物理性質和化學性質是衡量土壤質量的重要指標[2,3]，土壤質量會隨著土壤理化性質的改變而發生演變。人工林特別是針葉人工林的土壤質量演變規律一直是眾多研究者關注的焦點[4]。岫巖地區自然林分質量較差，為提高林分質量，人工林面積不斷增加，紅松是其中重要的樹種之一[5]。把握紅松林各個生長階段的土壤質量變化情況，對林區的日常養護和撫育管理具有重要意義。為此，本試驗對岫巖地區不同發育階段紅松人工林的土壤理化性質進行了研究，以期為該地區紅松人工林地經營管理提供理論依據。

1 研究地自然概況

岫巖位于遼東半島的東北部，地處長白山系千山山脈南麓，地理坐標為122°52′—123°41′ E，40°—40°39′ N，南北長91.8 km，東西寬75.5 km，全縣總面積4 502 km2。北部為山區，平均海拔500 m左右；南部為丘陵，平均海拔200 m左右。氣候類型為暖溫帶濕潤季風氣候，年均降水量755.8～933.8 mm，年均日照時數2 360 h，年均氣溫6.3～6.8 ℃，無霜期136～152 d[5,6]。

2 材料與方法

2.1 試驗樣地設計

在對岫巖地區林分狀況的前期充分調查的基礎上，試驗選取立地條件、管理水平和基本長勢趨于一致的紅松人工林進行樣地設計，樣地面積20 m×40 m。具體樣地基本情況見表1。

表1 樣地基本情況

2.2 試驗材料采集

用來測量土壤物理性質的土樣采取環刀取樣法，在每個樣地內挖取三個剖面，用環刀取15～30 cm深度的土樣；用來測量土壤化學性質的土樣采用“S”形9點法，在深度為0～15 cm、15～30 cm處用土鉆分層取樣，不同土層間土樣去除碎石、植物根系等，充分混合后裝袋，帶回實驗室風干、過篩后備用。

2.3 土壤測定方法

土壤物理性質的測定：土壤密度、土壤自然含水率、最大持水量、毛管持水量和毛管孔隙度采用環刀系列分析法[7]。

土壤化學性質的測定：土壤pH值測定采用電位法；有機質含量測定采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法；全氮含量測定采用半微量凱氏定氮法；速效氮含量測定采用堿解擴散吸收法；速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀含量測定采用火焰光度計法測定[8]。

數據處理和分析選用Excel2007和SPSS17.0軟件來完成。

3 結果與分析

3.1 不同發育階段紅松人工林土壤的物理性質變化

岫巖地區不同發育階段紅松人工林土壤的物理性質測定結果見表2。由表2可以看出，不同發育階段間紅松人工林的土壤密度、最大持水量和毛管孔隙度差異達到了顯著水平(P<0.05)，土壤含水率和毛管持水量差異不顯著。從變化趨勢來看，土壤密度隨著林齡的增加呈現先升高后降低的趨勢，并且在近熟林階段達到最大峰值，成熟林階段出現最小值；相反地，土壤含水率、最大持水量、毛管持水量和毛管孔隙度則隨著紅松林不斷發育呈現先降低后升高的趨勢，并且在近熟林階段出現最小值，在成熟林階段達到最大值。綜合結果表明在紅松的發育過程中，近熟林階段土壤物理性質最差，成熟林階段土壤物理性質得到明顯改善。

表2 不同發育階段紅松人工林土壤的物理性質

注：同列不同字母代表差異達到顯著水平(P<0.05)

3.2 不同發育階段紅松人工林土壤的化學性質變化

土壤pH值對林木正常生長起著非常關鍵的作用，而土壤有機質和全N含量是衡量土壤養分供應狀況的兩個重要指標，水解N、有效P和速效K則是反映土壤中近期可有效利用的養分水平，試驗對此6個化學指標的測定結果見表3。由表3可以看出，岫巖地區不同發育階段紅松人工林土壤的pH變化范圍較小，均呈現微酸性；土壤有機質、全N、水解N、有效P和速效K含量隨著林齡的增加呈現“升高-降低-升高”的趨勢，即幼齡林到中齡林階段升高、中齡林到近熟林階段降低、近熟林到成熟林階段再次升高，并且均以近熟林階段出現最小值，成熟林階段達到最大值。綜合來看近熟林階段土壤養分最差，成熟林階段土壤養分水平達到了最佳狀態。

表3 不同發育階段紅松人工林土壤的化學性質

4 結論

岫巖地區不同發育階段紅松人工林土壤理化性質的測定結果表明，通過土壤物理性質反映出的土壤質量次序為：成熟林>幼齡林>中齡林>近熟林；通過土壤化學性質反映出的土壤質量次序為：成熟林>中齡林>幼齡林>近熟林。其中近熟林階段的土壤密度最高，毛管孔隙度、持水量和最大持水量最低，土壤有機質、全N、水解N、有效P和速效K含量也最低，土壤理化性質最差；成熟林階段土壤密度明顯降低，毛管孔隙度、持水量和最大持水量相應升高，土壤有機質、全N、水解N、有效P和速效K含量也提升到最佳水平，土壤理化性質得到明顯改善。

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