北方地區楊樹不同營林模式對土壤理化性質的影響

賈曉光

(遼寧省國有建平縣馬場機械林場，遼寧 朝陽 122400)

我國的楊樹資源豐富，在品種以及人工林栽植面積方面在全球處于領先地位[1]。近些年來，隨著國家天然林保護工程在各地的推廣實施以來，市場上的木材供需矛盾加劇，解決這一矛盾的重要途徑即為利用人工林[2]。人工楊樹林的快速發展，對當前我國木材市場供需緊張的現狀起到了很好的緩解作用，但是人們經營人工林的目標就是為了盡可能地多獲取木材，而很少考慮林下生物多樣性發揮出來的生態作用，長此以往導致人工林林地的生產力有所下降、地力衰退，不利于楊樹人工林的可持續發展[3]。在林地生態系統中，各類生物活動的主要場所即為林地土壤，其生產力水平直接與林地的產量及生態功能相關，土壤的理化性質是土壤生產力水平的重要體現，其在很大程度上受到營林措施的影響[4]。目前我國北方地區的楊樹人工林在生產經營過程中形成了多種類型的營林管理模式，如農林模式、林藥模式、混交模式、純林模式等，為了比較幾種營林模式下楊樹林內土壤理化性質的變化情況，以探索適合在北方地區推廣的提高楊樹人工林生產力的營林模式，為合理經營管理楊樹人工林提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗安排在遼寧省建平縣馬場林場和白山林場內，氣候為北溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，年均溫8 ℃左右，年降水量平均385 mm左右，遠遠低于蒸發量(年蒸發量平均1 683 mm)，≥10 ℃的年有效積溫平均3 312 ℃，年均日照時數2 682 h，無霜期年均約156 d。土壤類型主要為褐土。

1.2 試驗材料

供試的楊樹品種為當地栽植面積較廣的赤峰楊；試驗材料還包括刺槐幼苗、花生種子、三七種子，均來源于市售。

1.3 試驗設計

試驗在林場內設4種不同的營林模式，分別為林藥模式：楊樹+三七；農林模式：楊樹+花生；混交模式：楊樹+刺槐，按照1行楊樹、1行刺槐間隔種植；純林模式：楊樹純林。營林試驗開始時楊樹、刺槐幼苗的林齡均為3年，楊樹純林、楊樹+刺槐混交林2個處理的株行距均為3 m×4 m，其余處理楊樹栽植的株行距為4 m×4 m，三七、花生均種植在楊樹林下。各處理隨機選擇3塊樣地作為重復。

1.4 試驗方法

試驗于2015年開始，三七、花生采取播種的方式栽植，造林及播種的方法同當地常規，連續實施3年。

1.5 調查內容及方法

2018年秋季進行土壤采樣，每個重復樣地內隨機取3點，每個處理共9點，數據取平均值。具體采樣方法：用土鉆分別采集0～10、10～20、20～30 cm土層的土樣，帶回試驗室，每個處理的每層土壤分成3份，一份為新鮮土壤，用于土壤含水量的測定，一份自然風干后過2 mm篩，用于土壤粒徑組成的測定(土壤粒徑指標較多，本研究選擇黏粒、細粉粒、中砂、粗砂4個指標進行分析)，一份自然風干后過0.15 mm篩，用于全氮、全磷、全鉀的測定。各數據測量均參考文獻方法[5，6]。

2 結果與分析

2.1 不同營林模式下楊樹人工林內土壤物理性質的變化

通過對楊樹不同營林模式下人工林內含水量以及土壤粒徑的測量，結果表明，不同處理的同土層中，楊樹純林土壤中的含水量最低，以農林模式處理土壤含水量最高，其次為林藥模式，楊樹與刺槐的混交林含水量排在第3位，且在北方地區，土壤中的水分主要集中在0～20 cm土層中；各處理楊樹人工林內土壤粒徑的測定結果見表1，根據表1可以看出，各處理中，以楊樹純林的粗砂、中砂所占的比例相對較大，依次是：純林模式>混交模式>農林模式>林藥模式，黏粒、細粉粒所占的比例依次是：林藥模式>農林模式>混交模式>純林模式。由此可知，楊樹純林蓄水能力比其他處理弱，導致土壤含水量的降低，降低了土壤中黏粒、細粉粒所占的比例，增加了中砂、粗砂的比例，加劇了土壤的沙化。

表1 楊樹不同營林模式林分土壤粒徑比例

2.2 楊樹不同營林模式下人工林內土壤化學性質的變化

通過對楊樹各種營林模式下林內土壤化學性質的測定，結果見表2。根據表2可以看出，試驗地土壤中的養分隨著土層的加深，全氮、全磷、全鉀的含量整體表現出逐漸降低的趨勢， 各處理中，以林藥模式的全氮、全鉀含量最高，其次是農林模式>混交模式>純林模式，全磷以農林模式的處理含量為最高，其次是林藥模式>混交模式>純林模式。

表2 楊樹不同營林模式對林內土壤化學性質的影響

3 結論與討論

造林成活關鍵性的影響因子之一即為水資源[7-9]，在我國北方地區水資源缺乏、降水不足的情況下，提高土壤的蓄水能力尤為重要。本研究結果表明，楊樹純林的土壤含水量最低，中砂、粗砂占比最高，說明楊樹純林可以加劇土壤的沙化，不利于提高土壤的蓄水能力，而采取楊樹與刺槐混交、楊樹與花生混種、楊樹與三七混種，相對于楊樹純林，土壤中的含水量有所提高，粗砂、中砂的占比降低，黏粒、細粉粒比例提高，以林藥模式保持水土效果最佳，其次為農林模式。

土壤中的重要化學特性之一即為養分，其是影響土壤地力水平的主要因素[9]，本研究結果表明，在不同的營林措施下，土壤中全氮、全磷、全鉀的含量以農林混交、林藥混交模式較高，楊樹純林內的養分含量相對最低，且各營林處理中均表現為表層土的含量比中下層的養分含量高的特點。

從各種營林模式下土壤理化性狀整體分析，在我國北方干旱的氣候條件下，楊樹純林可導致土壤中含水量降低、土壤沙化現象加重，建議推廣楊樹與藥材、楊樹與農作物2種模式。