不同撫育措施對人工杉木林土壤理化性質影響分析

戴麗紅，傅志真，程筵壽，李大標

(浙江省遂昌縣自然資源和規劃局，浙江 遂昌 323300)

1 引言

在我國南方人工林總面積中杉木(Cunninghamialanceolata)占60%～80%，也是浙江省速生樹種中栽培較廣的類型之一，杉木一方面提高了我國木材供應能力，另一方面在森林碳匯方面也具有重要意義[1]。森林撫育通過改變林分結構促進林木生長，成為林分狀況調整的重要措施之一，使林內光、溫、水、養分、空間等條件發生變化，進而影響土壤肥力狀況和林分生產力[2]。不合理的營林措施則會導致人工林土壤養分利用率低，土壤質量下降，林地生產力下降[3，4]。土壤的理化性質是土壤的基本屬性和本質特征，是土壤質量表征的重要指標，是林木生長發育生態因子中的關鍵因素[5，6]。本研究通過對比分析不同撫育措施對人工杉木林土壤理化性質的影響，旨在為人工杉木林的可持續經營提供基礎數據。

2 試驗地概況

試驗地選擇在浙江省遂昌縣(118°41′～119°31′E，28°13′～28°49′N)，土地總面積2539 km2。屬中亞熱帶季風氣候，四季分明，溫暖濕潤，山地氣候垂直差異顯，山區性氣候特征明顯。最冷月為1月，平均氣溫5.3 ℃，最熱月為7月，平均氣溫27.7 ℃，極端最低氣溫-9.7 ℃，極端最高氣溫為40.1 ℃，年平均氣溫為16.9 ℃，年平均降水量1510 mm，全年平均無霜期250 d。全縣共有5個土類，11個亞類，34個土屬，70個土種[7]。

3 研究方法

3.1 樣地設置

選擇浙江省遂昌縣牛頭山林場人工杉木中齡林，土壤為黃壤，設計全割灌除草(Ⅰ)、間伐+全割灌除草(Ⅱ)、間伐+半割灌除草(Ⅲ)、撫育間伐(Ⅳ)4種撫育措施，每種措施設置撫育和不撫育對照樣地(CK)2種處理，每種處理3個重復，共設計24個樣地，每個樣地面積25.8 m×25.8 m，同一組樣地確保立地條件相近，撫育前林分相似，土壤理化性質大致相同。2017年11月進行撫育，對照樣地不進行任何撫育。2020年采取樣方調查法進行再調查。

3.2 土壤樣品采集

在每個固定樣地內選取沒有遭受破壞的樣點，采用環刀取樣，在樣地邊緣挖一土壤剖面(約30 cm)，環刀法[4]測0～20 cm的物理性質。采取混合土樣1000 g裝入自封袋，帶回實驗室測定化學性質。

3.3 土壤物理性質測定

土壤物理性質測定參考林業行業標準LY/T1215-1999[8]。土壤容重測定采用環刀法；土壤含水量測定采用烘干法；土壤毛管孔隙度和非孔隙度采用環刀浸水法測定。

3.4 土壤化學性質測定

重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定土壤有機質含量，凱氏定氮法測定土壤全N含量，鉬銻抗比色法測定全P含量，酸溶-火焰光度法測定全K含量，乙酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀采含量,碳酸氫鈉浸提法測定速效磷含量，電位法測定土壤pH值(水∶土=2.5∶1)。

4 結果與分析

4.1 土壤物理性質的變化

土壤物理性狀與土壤的持水性能密切相關，主要有土壤孔隙度、土壤容重、土壤粒徑組成、土壤三相比等指標。

由表1表明，采取撫育措施杉木林的土壤容重的范圍在1.1～1.4 g/cm3之間，毛管持水量范圍在21.5～37.7之間，土壤孔隙度范圍在46.2%～59.9%之間，毛管孔隙度范圍在33.1%～39.7%之間，非毛管孔隙度范圍在112.7%～20.2%之間。方差分析顯示，土壤容重在不同撫育方式間達顯著差異水平，土壤持水量、毛管持水量、土壤孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度在不同撫育方式間均存在極顯著差異。

表1 不同撫育措施人工杉木林樣地土壤物理性質

4.2 土壤化學性質的變化

土壤養分作為林木生長必須的物質基礎，直接決定著土壤肥力的大小以及土壤質量的高低。由表2可以發現，撫育后土壤中有機質、全氮、速效鉀含量均顯著大于不撫育，而全磷、全鉀、速磷則正好相反。方差分析表明：土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、速效鉀含量在不同撫育方式間均存在極顯著差異，土壤速磷含量、pH值在不同撫育方式間則沒有明顯差異。

表2 不同撫育措施人工杉木林樣地土壤化學性質

5 結論與討論

試驗表明，撫育作業后給杉木林分提供了更多的光照、養分和水分，加快林內枯落物分解，從而導致土壤有機質和全氮含量有所提高，但是土壤孔隙度下降，土壤容重上升。撫育對杉木林地土壤速磷含量、PH值影響不明顯，不同撫育措施間沒有明顯差異。

本試驗表明，人工杉木林采取適當的撫育措施，可以優化林分的結構，改善林地土壤理化性質，有利林木的生長，從而提高人工杉木林的生態效益和經濟效益。

撫育對杉木人工林成效影響的顯現是個長期過程[1]，其對土壤質量長期影響的研究還有待加強[10]，應從采伐強度、撫育方式、林分條件等方面綜合分析。本次試驗間伐強度控制在15%以內，課題組今后將繼續觀測，反復試驗間伐強度的效果，以期為杉木林撫育管理提供更加豐富的基礎數據。