省域尺度油松人工林生產力與土壤養分關系研究

樊蘭英　閆麗娟

摘要：? 根據山西省11個生態類型區篩選樣地，評價油松土壤養分概況;采用“累積法”計算森林生產力，探尋其與土壤養分的相關關系。研究結果表明，油松人工林土壤有機質、全氮、全磷、全鉀水平分別為缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和堿解氮水平為中等、缺乏;土壤有機質、全氮、全磷、全鉀和堿解氮與林分生產力的關系呈顯著或極顯著水平，土壤全鉀、速效磷與林分生產力關系不顯著。

關鍵詞：? 油松林;? 林分生產力;? 土壤養分

中圖分類號：? ?S 791. 254， S 718. 55+6? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：? ?A

油松（Pinus tabuliformis）適應性強，耐干旱瘠薄，是荒山造林的先鋒樹種。造林初期油松對土壤養分條件的要求低于其他樹種，但隨著林齡的增長，在瘠薄的林地條件下雖能成林，但生產力顯著降低。土壤質量的下降導致36年油松林森林生產力低下，主要體現為土壤養分特別是有機質、全氮和有效磷含量的銳減。山西省早期油松造林密度普遍偏高，這些林分發育至今已為中齡林或近熟林，主要特點是結構簡單，生產力低下。作為林分的載體-土壤，其保育是提高林地生產力的重要措施。本研究從省域尺度，選用具有代表性的油松林，對山西省油松林土壤養分特征進行研究，分析油松人工林生產力與土壤養分質量的關系，以期為今后的可持續經營提供科學依據。

1 研究區概況

山西省各縣氣溫、降水、林業區劃圖疊加，采用板塊面積合并指數對斑塊進行整合，形成山西省森林生態類型區劃圖，劃分結果形成11個生態類型區。以生態類型區為劃分標準，結合林組面積比例進行樣地設置，共設置樣地30塊，涵蓋全省14個縣，林分年齡分布范圍5～63年，土壤類型包括黃綿土、栗鈣土、褐土、灰褐土。

2 研究方法

2. 1 生產力計算方法

森林生產力測定采用“累積法”（群落收獲法或現存量法），即在t1和t2時間段，新合成的有機物質的總量，在森林生態系統中，因復雜的相互關系，測定凈生產量所必須的條件很少能被實現，例如ΔR、ΔL和ΔG，因此現實中常用公式為：P =ΔY/Δt，具體實施過程中，采用現存生物量除以平均年齡而得。喬木層生物量測定采用平均木法，下木層和草本層采用樣方收獲法（灌木6年，草本1年）。具體公式如下：

P =ΔPg/Δt

ΔPg =ΔY+ΔR+ΔL+ΔG

式中：P-森林生產力;Δt-某個時間段;ΔPg-凈生產量;ΔY-增加的生物量;ΔR-呼吸消耗量;ΔL-枯死凋落量;ΔG-被食量。

2. 2 土樣采集與檢測

在每塊樣地沿對角線布置3個取樣點，測定土層厚度后，以20 cm為一層進行取樣，每層取樣3個，經混合-風干-粉碎-過篩后以供養分測定，pH 值采用電位法，土壤有機碳含量采用重鉻酸鉀-外加熱法，全氮含量采用半微量凱氏定氮法，全磷含量采用酸溶-鉬銻抗比色法，全鉀采用火焰光度計法。速效磷含量采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，堿解氮含量采用堿解-擴散吸收法[ 1 ]。

2. 3 數據分析

試驗采用Microsoft Excel 軟件和SPSS 軟件進行數據分析處理。

3 結果分析

3. 1 油松林土壤養分概況

山西省油松林土壤有機質、全氮、全磷、全鉀的平均含量分別為18.91、1.49、0.41、18.85 g/kg;土壤速效磷和有效氮的含量分別為19.89 mg/kg和75.21mg/kg;土壤整體呈中性。根據中國土壤養分分級標準，油松林土壤有機質、全氮、全磷、全鉀水平分別為缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和堿解氮水平為中等、缺乏（表2）。

3. 2 油松林生產力與土壤養分的關系

由表3可知，土壤有機質、全氮、全磷、全鉀和堿解氮與森林生產力的關系呈顯著或極顯著水平，土壤全鉀、速效磷與森林生產力關系不顯著。

4 結 論

有機質、全氮、全磷、全鉀水平分別為缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和堿解氮水平為中等、缺乏。土壤有機質、全氮、全磷、全鉀和堿解氮與森林生產力的關系呈顯著或極顯著水平，土壤全鉀、速效磷與森林生產力關系不顯著。

參考文獻

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Study on Relationship of Forest Productivity and Soil Nutrients of Pinus tabuliformis Plantation in Provincial Scale

FAN Lanying

（Shanxi Academy of Forestry Sciences，? Taiyuan 030012）

Abstract Pinus tabuliformis forest soil quality condition in Shanxi Province and the relationship with forest productivity were studied. According to the 11 ecological regions in Shanxi Province， sample plots were selected to evaluate the Pinus tabulaeformis soil quality; Accumulation method was used to calculate the forest productivity and explore its correlation with soil nutrient. TOC， TN， TP， TK were lack， medium， lack， medium; AP， AN were medium， lack; The relationship between soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， total potassium and alkali-hydrolysis nitrogen and forest productivity was significant or extremely significant; there was no significant relationship between total potassium and available phosphorus in soil and forest productivity.

Key words Pinus tabuliformis;? Forest productivity;? Soil nutrients