不同撫育措施對人工杉木林土壤理化性質(zhì)影響分析

戴麗紅，傅志真，程筵壽，李大標(biāo)

(浙江省遂昌縣自然資源和規(guī)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(yīng)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(jié)構(gòu)促進(jìn)林木生長，成為林分狀況調(diào)整的重要措施之一，使林內(nèi)光、溫、水、養(yǎng)分、空間等條件發(fā)生變化，進(jìn)而影響土壤肥力狀況和林分生產(chǎn)力[2]。不合理的營林措施則會導(dǎo)致人工林土壤養(yǎng)分利用率低，土壤質(zhì)量下降，林地生產(chǎn)力下降[3，4]。土壤的理化性質(zhì)是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征，是土壤質(zhì)量表征的重要指標(biāo)，是林木生長發(fā)育生態(tài)因子中的關(guān)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(zhì)的影響，旨在為人工杉木林的可持續(xù)經(jīng)營提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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(fēng)氣候，四季分明，溫暖濕潤，山地氣候垂直差異顯，山區(qū)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(shè)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(shè)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(shè)置撫育和不撫育對照樣地(CK)2種處理，每種處理3個重復(fù)，共設(shè)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(zhì)大致相同。2017年11月進(jìn)行撫育，對照樣地不進(jìn)行任何撫育。2020年采取樣方調(diào)查法進(jìn)行再調(diào)查。

3.2 土壤樣品采集

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

3.3 土壤物理性質(zhì)測定

土壤物理性質(zhì)測定參考林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1215-1999[8]。土壤容重測定采用環(huán)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(huán)刀浸水法測定。

3.4 土壤化學(xué)性質(zhì)測定

重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定土壤有機(jī)質(zhì)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(jié)果與分析

4.1 土壤物理性質(zhì)的變化

土壤物理性狀與土壤的持水性能密切相關(guān)，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(biāo)。

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(dá)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(zhì)

4.2 土壤化學(xué)性質(zhì)的變化

土壤養(yǎng)分作為林木生長必須的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接決定著土壤肥力的大小以及土壤質(zhì)量的高低。由表2可以發(fā)現(xiàn)，撫育后土壤中有機(jī)質(zhì)、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(jī)質(zhì)、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(xué)性質(zhì)

5 結(jié)論與討論

試驗表明，撫育作業(yè)后給杉木林分提供了更多的光照、養(yǎng)分和水分，加快林內(nèi)枯落物分解，從而導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)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(dāng)?shù)膿嵊胧梢詢?yōu)化林分的結(jié)構(gòu)，改善林地土壤理化性質(zhì)，有利林木的生長，從而提高人工杉木林的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

撫育對杉木人工林成效影響的顯現(xiàn)是個長期過程[1]，其對土壤質(zhì)量長期影響的研究還有待加強(qiáng)[10]，應(yīng)從采伐強(qiáng)度、撫育方式、林分條件等方面綜合分析。本次試驗間伐強(qiáng)度控制在15%以內(nèi)，課題組今后將繼續(xù)觀測，反復(fù)試驗間伐強(qiáng)度的效果，以期為杉木林撫育管理提供更加豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。