不同間伐強度馬尾松人工林土壤理化性質變化

摘要：為了馬尾松人工林的合理經營，分別進行間伐強度為20%、30%、40%和不間伐的對比試驗，開展了不同間伐強度對馬尾松人工林土壤養分及物理性質影響的研究。結果表明：馬尾松林間伐后，土壤的大團聚體（＞0.25mm）含量增加，土壤結構體破壞率下降；土壤容重降低，而土壤通氣度和孔隙度增加；土壤中全磷、全氮、速效鉀、有機質、速效磷和水解氮提高。間伐強度為30%的馬尾松林具有最好的土壤結構和肥力狀況，從改善土壤理化性質角度考慮，馬尾松林間伐以30%的強度較為合適。

關鍵詞：馬尾松；間伐強度；土壤結構；土壤物理性質；土壤肥力

Abstract： The study that thinning intensity including 20 percent、 30 percent 、40percent and on thinning affect soil of Pinus Massoniana forest was carried out to suitable conduct Pinus Massoniana forest. The results indicated that the content of big aggregate 、aerating degree and pore degree increased but structural damage rate and bulk density decreased as well as soil total phosphorous、total nitrogen、available potassium、organic matter、available phosphorous and available nitrogen added after Pinus Massoniana forest was been thinning. Pinus Massoniana forest of 30 percent thinning intensity had the best soil structre and fertility. The 30 percent thinning intensity was suit to Pinus Massoniana forest from the side to improve soil physical and chemical character.

Key words： Pinus Massoniana；Thinning intensity；Soil structure；Soil physical character；Soil fertility

馬尾松（Pinus massoniana）是福建省主要的人工林樹種[1]，馬尾松人工林經營面積僅次于杉木，在所有人工林面積中居于第二位。馬尾松具有耐干旱、貧瘠的優良特點，在林地質量差甚至石質山地中馬尾松能充當綠化的先鋒樹種角色[1，2]。馬尾松在福建省林業經濟發展中起到相當重要作用。馬尾松人工林在經營過程中，隨著林分生長和郁閉，林分中林木個體間為爭奪光照、營養、水分和生長空間而發生競爭，隨著樹齡的增長，林分中林木因競爭加劇而逐漸明顯分化，出現了被壓木、病害木、頻死木、枯死木等不良林木，對這些利用價值低的林木需要及時采伐，給林分中保留木生長創造良好的環境條件[3]。而且，近年來由于松材線蟲病的入侵，很多馬尾松林都受到侵害[4]，通過林分撫育間伐，清除林分中生長不良林木，適當減少林分密度，有利于提高林分質量，增強林分抵抗自然災害能力和穩定性，確保馬尾松人工林生態系統健康發展。明溪縣瀚仙林業站在2013年對瀚仙鎮龍湖村25a生的馬尾松林進行撫育間伐，研究不同間伐強度對馬尾松人工林土壤理化性狀的影響，旨在為明溪縣的馬尾松人工林合理經營提供參考。

1 試驗地概況

試驗地點選擇在明溪縣瀚仙鎮龍湖村，地理坐標東經117°14'，北緯26°21'，地貌類型為丘陵山地，氣候類型屬于亞熱帶山地季風氣候，多年平均氣溫19.0℃，多年平均降雨量1800mm，年均有霜期95d左右。試驗地朝東南向，海拔高度大約650mm，坡度在23°左右，土壤類型屬于山地紅壤，土層厚度90cm。林下主要植被為黃瑞木（Adinandra" millettii ）、芒萁（Dicranopteris dichotoma ）、烏飯（Vaccinium bracteatum）、狗脊（Cibotium barometz）、菝葜（Smilax china）、山蒼子（Litsea cubeba ）等。

2 研究方法

2.1試驗設計

2013年10月對瀚仙鎮龍湖村密度為1650株/hm2的25年生馬尾松人工林開展撫育間伐試驗，伐除林分中被壓木、病害木和枯死木等生長不良的林木，間伐強度分為4種，分別為間伐強度20%，保留林木株數1320株/hm2；間伐強度30%，保留林木株數1155株/hm2；間伐強度40%，保留林木株數990株/hm2；不間伐，保留林木株數1650株/hm2。試驗以間伐強度為處理，隨機區組設計，重復3次，即在試上、中、下坡各設置4塊不同間伐強度的試驗小區，每塊試驗小區面積為20m×20m。

2.2資料收集

2021年6月，在各試驗小區中選取有代表性的土壤采樣點4個，對確定的采樣點做土壤垂直剖面，在剖面10cm位置用容重圈取土樣，將裝有完整土樣的容重圈帶回室內用于土壤物理性質測定。沿著土壤垂直剖面0-20cm范圍均勻采集土壤樣品約500g，放入做好標記的土壤袋中帶回室內用于土壤化學性質測定。土壤理化性質的測定參照文獻[5，6]。

3 結果與分析

3.1不同間伐強度馬尾松林分土壤團聚體組成和結構體破壞率變化

通過對不同間伐強度的馬尾松林分土壤團聚體組成測定（表1），在濕篩或者干篩情況下，不同間伐強度的馬尾松林分土壤中≥0.25mm的團聚體含量均表現為間伐強度30%gt;間伐強度40%gt;間伐強度20%gt;不間伐。其中，濕篩條件下，間伐強度30%的馬尾松林分土壤的大團聚體（≥0.25mm）含量與間伐強度分別為40%、20%以及不間伐的林分土壤中大團聚體（≥0.25mm）含量相比，分別提高了3.84%、9.90%和34.04%；干篩條件下，間伐強度30%的馬尾松林分土壤的大團聚體（≥0.25mm）含量與間伐強度分別為40%、20%以及不間伐的林分土壤中大團聚體（≥0.25mm）含量相比，分別提高了2.85%、6.96%和24.93%。土壤團聚體由細小土壤顆粒經過絆纏、膠結和重排列作用形成，是土壤結構的基本組成部分[7，8]，胡磊等[8]研究表明大團聚體（≥0.25mm）含量越大，土壤團聚體穩定性和分布情況越好，馬尾松間伐后土壤中大團聚體（≥0.25mm）含量增加，說明通過間伐增強了馬尾松林的土壤結構穩定性，改善土壤物理性狀。

經對不同間伐強度馬尾松林分土壤結構體破壞率的計算可知（表1），馬尾松林分土壤結構體破壞率大小順序依照間伐強度表現為不間伐gt;間伐強度20%gt;間伐強度40%gt;間伐強度30%，說明隨著間伐強度增大，土壤結構體破壞率呈現出先降低后增加的規律。土壤結構體破壞率是客觀反映土壤的團粒結構和穩定狀況的指標，本試驗中間伐強度30%的土壤結構最好，其次是間伐強度為40%的土壤，間伐強度20%的土壤結構第三，不進行間伐的馬尾松林分土壤結構最差。

3.2不同間伐強度馬尾松林分容重、土壤孔隙度和通氣度變化

通過不同間伐強度馬尾松林分土壤容重、孔隙度及通氣度測定（表2），不同間伐強度的馬尾松林分土壤的容重大小順序為不間伐gt;間伐強度20%gt;間伐強度40%gt;間伐強度30%，容重越大，土壤粘性越強，馬尾松林分間伐后土壤的容重下降，土壤粘性降低。不同間伐強度的馬尾松林分土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度的大小均表現為不間伐lt;間伐強度20%lt;間伐強度40%lt;間伐強度30%，可見，馬尾松林分間伐后土壤的孔隙度和通氣度增加，土壤通透性增強。山區通透性能好、粘性小的土壤具有較強涵養水源、保持水土功能，對于林木根系的生長發育起到較好的促進作用。土壤容重、孔隙度及通氣度是反映土壤疏松透氣的指標，通常用于衡量土壤的物理性質優劣。馬尾松林分間伐后，土壤的物理性質得到改善，本試驗中當林分的間伐強度為30%時，土壤結構和持水能力均達到最佳狀態。

3.3不同間伐強度馬尾松林分土壤化學性質變化

根據不同間伐強度的馬尾松林分土壤化學性質測定結果（表3），土壤中全磷、全氮、速效鉀、有機質、速效磷和水解氮等指標均隨著林分間伐強度的增大先增加后減少。其中，間伐強度為30%的馬尾松林分土壤中上述各項指標均最大，與間伐強度分別為40%、20%以及不間伐的林分土壤相比，間伐強度為30%的林分土壤中全磷分別增加13.63%、20.97%和36.36%，全氮分別增加5.49%、10.34%和20.00%，速效鉀分別增加4.12%、7.86%和13.37%，有機質分別增加10.57%、20.67%和28.68%、速效磷分別增加6.20%、10.09%和21.51%，水解氮分別增加7.44%、22.70%和34.94%。不進行間伐的馬尾松林分土壤中上述各項指標均最小。有研究表明馬尾松林間伐強度為30%-40%時，林下植物的豐富度、多樣性指數和均勻度指數均最大[9]，林下植物參與人工林生態系統的養分循環，而且具有促進營養元素在地表富集的作用[10]。因此，本試驗中馬尾松林不同強度間伐后土壤化學性質差異應該與林下植物多樣性及其對土壤肥力的作用有關，由于馬尾松林間伐后林內的小生境得到改善，為林下植物創造了良好生長條件，林下植物的種類、數量和覆蓋度增加，林下植物在生長過程中通過凋落物途徑將養分歸還給土壤表層，提高了土壤肥力。

4 結論與討論

馬尾松林經過間伐，土壤團聚體組成和結構體破壞率發生變化，表現為土壤中大團聚體（＞0.25mm）含量增加，土壤結構體破壞率下降，土壤結構更加穩定。經過間伐的馬尾松林土壤中容重下降，而土壤的孔隙度、通氣度增加，通透性和持水性增強。本試驗中，間伐強度為30%的馬尾松林土壤中大團聚體（＞0.25mm）含量最多，土壤結構體破壞率最小，土壤通氣透水，粘性小，具有良好的物理性質；間伐強度為30%的馬尾松林土壤中全磷、全氮、速效鉀、有機質、速效磷和水解氮等指標均最大，土壤肥力最高。

馬尾松人工林生長到一定年齡時，需要根據培育目標和林分實際情況進行適度間伐，伐除林分中被壓木、過密木和病枯木等生長不良的林木，增加林內透光度，改善保留木和林下植物的生長環境，提高保留木抵抗病蟲害的能力，同時促進林下植物生長發育，改善土壤肥力狀況，確保馬尾松人工林群落結構和功能穩定，有利于增加人工林產量和質量[9]。

參考文獻

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