榛子天然林、榛子人工林及農田土壤理化性質分析研究

劉建明 溫愛亭 姚穎 劉忠玲 呂躍東

摘?要：采用樣地調查和土壤采樣分析方法，對榛子（Corylus）人工林與天然林、榛子人工林與農田土壤養分進行分析對比，來探討他們之間土壤養分特征，為森林可持續經營提供理論依據，人工造林和森林更新起指導作用，且為該區退耕還林可持續經營管理提供基礎數據。結果表明榛子天然林土壤具有良好的物理性質，保水蓄水能力強;榛子人工林與農田地物理性質差異不大，說明榛子人工林由農田地轉化的過程中，短期內土壤物理性質變化微弱。天然林總體養分含量最高，榛子人工林各養分含量均為最低，且榛子天然林與人工林各養分含量差異相對顯著，根據榛子的生長狀況來看，榛子人工林生長狀況最好，但對土壤養分的消耗較大。因此，對榛子天然林應進行定期撫育管理，對榛子人工林進行定期人工管理，均形成一個良性可持續經營管理體系，為林區生活帶來穩定且豐厚的經濟效益。

關鍵詞：天然林;人工林;農田地;土壤理化性質

中圖分類號：S664.4;S158文獻標識碼：A???文章編號：1006-8023（2019）06-0026-05

Research on Soil Physical and Chemical Properties in Farmland，

Natural Corylus Forest and Plantation Forest

LIU Jianming， WEN Aiting， YAO Ying， LIU Zhongling， LV Yuedong*

（Heilongjiang Forest Research Institute， Harbin 150081）

Abstract：Using sample surveys and soil sampling methods， the soil nutrients of hazelnut natural forest， natural corylus forest and plantation forest were analyzed and compared to explore the characteristics of soil nutrients between them， which provided a theoretical basis for sustainable forest management， and provided guidance for artificial afforestation and forest renewal， and provided basic data for sustainable management of conversion of farmland to forest in the area. The results showed that the soil of hazelnut natural forest had good physical properties and strong water storage capacity. The physical properties of hazelnut plantation were not very different from those of farmland， which showed that the soil physical properties of hazelnut plantation changed weakly in the short term. The total nutrient content of natural forest was the highest， the nutrient content of hazelnut plantation was the lowest， and the nutrient content of hazelnut natural forest and plantation forest was relatively significant. According to the growth status of hazelnut plantation， the growth status of hazelnut plantation was the best. However， the consumption of soil nutrients was greater. Therefore， the natural hazelnut forest should be managed regularly， and the artificial hazelnut forest should be managed manually on a regular basis. All of them formed a sustainable management system and brought stable and rich economic benefits to the people in the forest area.

Keywords：Natural Forest; plantation Forest; farmland; soil physical and chemical properties

0?引言

土壤是生態系統中的重要組成成分，其養分含量直接影響植物的生長以及林分的質量[1-3]。土壤在生態系統中，是大部分生態過程的載體，并隨著植被演替的過程中在不斷地發生變化，是植物群落更替中不可或缺的重要研究內容[4-8]。分析土壤養分含量特征，可以為提高林地生產力，合理利用土壤資源，實現森林可持續經營提供科學依據[9]。

榛子樹是黑龍江省重要的木本糧油資源，榛子的野生資源十分豐富。榛子果仁含有豐富的蛋白質、礦物質以及多種維生素等營養成分;可榨油，也可入藥，是國際貿易重要的干果之一，具有很高的經濟價值[10-11]。國家實施退耕還林等林業生態工程，黑龍江省已經退耕還林67萬hm2以上，其中雜交榛在黑龍江已經進行十多年的引種試驗，其生長、結實、抗寒和育苗等方面取得了重要成果[10-15]。榛子在育種方面的研究很多，但對土壤方面的研究相對較少，且鮮有將榛子人工林、天然林及農田土壤含量進行對比研究的。黑龍江省是林業大省，本文通過對榛子人工林與天然林土壤養分對比，來揭示榛子人工林種植對土壤理化性質的影響，為森林可持續經營提供理論依據，也為人工造林和森林更新起指導作用;并通過對榛子人工林與農田土壤理化性質的對比，研究農田轉化為人工林的過程中土壤理化性質的變化，為該區退耕還林可持續經營管理提供基礎數據[16-18]。

1?材料與方法

1.1?實驗地概況

本研究設在位于黑龍江省牡丹江林口林業局，分別為小青山樣地（榛子天然林）、蓮花樣地（榛子人工林、農田地），該區域地處張廣才嶺東坡，地形以淺山區丘陵地貌為主。該區氣候屬中溫帶大陸季風氣候，年平均氣溫為3.2 ℃，年平均降水量為600～800 mm，無霜期為120 d[19]。地帶性土壤為暗棕壤。

1.2?樣品采集及測定

本研究以榛子人工林、榛子天然林及農田土壤為研究對象，分別在榛子人工林、榛子天然林中各選取標準樣地為10 m×20 m，每塊樣地隨機設3個采樣點，重復三次，并在農田地中隨機選取3個點，分別按 0～20、20～40、40～60 cm分層取樣，共采集土樣63份。土樣帶回實驗室經風干、研磨和過篩后，進行各項指標的測定。

測定及分析方法以魯如坤主編的《土壤農業化學分析方法》為依據。土壤含水率測定方法用烘干法，容重用環刀法，孔隙度由土壤比重和容重計算求得[18，20]。土壤測定項目為有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀，其中有機質采用重鉻酸鉀容量法;堿解氮采用擴散吸收法;速效磷用雙酸浸提-鉬銻抗比色法測定;速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定[21-22]。

1.3?數據處理

運用Microsoft Excel軟件對數據進行處理，采用SPSS 13.0單因素方差分析（ANOVA）和多重比較（Turkey法）對數據進行差異顯著性檢驗分析，本文數據顯著性結果表示的均為同土層間林型差異。

2?結果與分析

2.1?土壤物理性質分析

2.1.1?土壤容重

土壤容重反映了土壤的緊實度，也是判斷土壤熟化程度的指標之一，體現出土壤的通氣性、透水性，是土壤質量的一個重要參數[23-24]。從表1可以看出，榛子人工林和農田地土壤容重高于榛子天然林，榛子人工林容重相對最高。榛子人工林表層容重高于榛子天然林兩倍之多，榛子人工林中層和下層容重均高于榛子天然林約1.5倍左右，說明榛子天然林土壤最疏松。3種樣地容重均隨著深度的增加而增大。

2.1.2?土壤孔隙度

土壤孔隙度關系著土壤的滲透性能、導熱性以及緊實度，是土壤通透性的重要指標。從表1可以看出，榛子天然林土壤總孔隙度總體高于其他兩種樣地，3種樣地土壤總孔隙度隨著土壤深度的增加均呈現出降低的趨勢。

榛子天然林在土壤剖面上3層深度上毛管孔隙度均為最大，榛子天然林和人工林毛管孔隙度均隨著土壤深度的增加而降低。

榛子天然林和農田地非毛管孔隙度均隨著土層深度的增加而降低，榛子天然林3個土層之間的非毛管孔隙度差值不大，農田地3個土層之間的差異性顯著，且隨著土層深度的增加土層之間的差值越大。

2.1.3?土壤持水狀況

一般植物養分都是溶于水后運輸到植物根系供植物吸收，可見土壤水分對植物至關重要。毛管水接近于自然水，各個方向均可移動，很容易被植物吸收，是土壤最寶貴的水分。由表1可以看出，榛子天然林在3種樣地中最大持水量、毛管持水量以及最小持水量均為最高;農田地表層最大持水量、毛管持水量以及最小持水量均比榛子人工林高，榛子人工林中、下層土壤毛管持水量和最小持水量均比農田地高，3種樣地各持水量均呈現出隨著土層深度的增加而降低的趨勢。

2.2?榛子天然林、榛子人工林與農田地土壤化學性質分析

由表2可以看出，榛子天然林和人工林土壤pH值為5.50～5.85，為酸性，且差異性不大;農田地土壤中、下層pH值呈中性，且與榛子天然林中下層土壤pH值差異顯著。其中，榛子人工林和農田地土壤pH值隨著土層深度的增加而增高，而榛子天然林土壤pH值隨著土層深度的增加呈現出遞減的趨勢。

土壤有機質是土壤系統的基礎物質，影響土壤的物理、化學性質，土壤的有機質含量和特性也與土壤的生產力密切相關[25-28]。由表3可見，表層土壤3種樣地有機質含量均差異顯著，且榛子天然林含量最高;中層農田地有機質含量最高，且與榛子人工林差異顯著。榛子天然林有機質含量隨著土層深度的增加而降低;榛子人工林各土層之間有機質含量相近，且3種樣地中含量為最低。

土壤堿解氮也稱有效氮，可反應土壤近期內氮素供應情況[25-28]。由表4可以看出，榛子天然林堿解氮含量各土層含量均為最高，其中榛子天然林堿解氮含量僅與農田地土壤中層差異不顯著，與其他均有顯著差異。榛子人工林和農田地土壤表層堿解氮含量差異顯著，中下層差異不顯著。榛子人工林堿解氮含量各層均為最低。

磷是植物生長必須的養分，幾乎都來自土壤中磷的供給，而土壤中速效磷決定了磷元素供應能力[29]。由表5可以看出，農田地速效磷含量為最高，且在土壤中層農田地與榛子人工林速效磷含量差異顯著，其他各土層之間土壤速效磷含量差異不顯著;其中，榛子人工林土壤速效磷含量最低。

3?討論與結論

榛子天然林位于小青山樣地，平均樹高為199 cm，平均地徑為14.7 mm;林下無灌木，都為草本。榛子人工林位于蓮花樣地，由農田地轉化而來，平均樹高為204 cm，平均地徑為38.7 mm;人工林定期管理，林下植被極少。

（1）本研究發現，天然林土壤總體容重較低，孔隙度和持水量相對最高，說明榛子天然林土壤具有良好的物理性質，榛子天然林土壤的保水蓄水能力相對較強。榛子人工林與農田地的物理性質數據差值不大，說明農田地轉變為榛子人工林之后，短期內土壤物理性質沒有太大的改變。

（2）通過數據分析可以看出，榛子要求酸性土壤，農田地在轉化榛子人工林時，可將土壤提前進行酸化。土壤速效磷含量農田地最高，可能與其土壤的酸堿性以及農田施肥有關;其他養分含量天然林最高，可能與天然林凋落物常年積累有關，植物凋落物含有一定的養分;人工林各養分含量均為最低，且天然林與人工林各養分含量差異相對顯著，與農田地相比土壤養分含量均略低，通過榛子人工林生長情況來看，說明農田地轉變榛子人工林之后，榛子人工林對土壤養分的消耗較大，以及與農田施肥有一定關系。

綜上所訴，榛子天然林理化性質相對最優，但是長期缺乏管理，榛子天然林生長情況較榛子人工林相比較弱;而榛子人工林整體生長情況較好，但對土壤養分消耗較為明顯。因此，對榛子天然林應進行定期間伐、清林等撫育管理，實現天然林可持續發展，為林區生活帶來一定的經濟效益;對榛子人工林要進行定期施肥、間種等人工管理，保證土壤養分的供應需求，構成一個良性循環體系，實現退耕還林可持續經營管理，為農民帶來穩定且豐厚的經濟效益。

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