梅花鹿林下養殖對林地土壤理化性質的影響

黃海嬌 王笑寧 朱立夫 姜海宇 王帥

收稿日期：2023-08-16

* 基金項目：黑龍江省省屬科研院所科研業務費項目（CZKYF2022-01）

第1作者：黃海嬌（1978-），? 女，? 高級工程師，? 研究方向為野生動物保護。

**通訊作者：王帥（1981-），? 男，? 副研究員，? 研究方向為野生動物保護與繁育。

引文格式：黃海嬌，? 王笑寧，? 朱立夫，? 等.? 梅花鹿林下養殖對林地土壤理化性質的影響［J］.? 林業科技，? 2024，? 49（1）：? 41 - 44.

DOI ： 10. 19750 / j. cnki. 1001 - 9499. 2024. 01.? 009

摘要：? 通過測定梅花鹿林下養殖林地土壤的容重、總孔隙度、含水量、全氮、全磷、速效磷和速效鉀等物理化學指標，確定梅花鹿養殖對林地土壤理化性質的影響及干擾程度，并探究土壤對梅花鹿林下養殖干擾的響應。研究發現隨著梅花鹿林下養殖密度的增大，林地土壤容重隨之增加，孔隙度減小，含水量降低，土壤中全氮、全磷、速效磷、速效鉀含量呈現先增加后隨之減小的現象。梅花鹿養殖區域林下土壤的理化性質的變化受到梅花鹿養殖及其密度影響，適度的放養有利于土壤物理性質的改善，增加土壤營養成分的沉積。養殖密度一但超過承載量，將造成土壤的物理性質下降以及營養成分的流失。

關鍵詞：? 梅花鹿；? 林下養殖；? 土壤理化性質

中圖分類號：? ?S 811. 6? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：１００1 － 9499（２０24）01 － 0041 － 04

The Effect of in-forest raising of Sika Deer on the Physical

and Chemical Properties of Forest Soil

HUANG Haijiao WANG Xiaoning ZHU Lifu JIANG Haiyu WANG Shuai**

（Wildlife Institute of Heilongjiang Province，? Heilongjiang Harbin 150081）

Abstract In this study， we determined the effects and degree of disturbance of sika deer farming on the physico-chemical properties of forest soil by determining the physico-chemical indices such as soil bulk density， total porosity， water content， total nitrogen， total phosphorus，available phosphorus， and available potassium of sika deer farmed forest soils and explored the response of the soils to the disturbance of sika deer farmed forest soils. It was found that with the increase of understorey breeding density of sika deer， the soil bulk density of the forest floor increased， the porosity decreased， the water content decreased， and the content of total nitrogen， total phosphorus， available phosphorus， and available potassium in the soil showed the phenomenon of first increasing and then decreasing. Changes in the physico-chemical properties of understorey soils in the area of sika deer farming are influenced by sika deer farming and their density， and moderate stocking favours the improvement of soil physical properties and increases the deposition of soil nutrients. Once the stocking density exceeds the carrying capacity， it will result in the deterioration of the physical properties of the soil as well as the loss of nutrients.

Key words sika deer; in-forest raising; soil physical and chemical proporties

林下經濟是一種新型林業發展方式，其目的是在創造可觀經濟效益的同時，在保護優先的前提下充分發揮森林“水庫、錢庫、糧庫、碳庫”作用，以提供更多優質森林食物產品[ 1 ]。林下養殖是林下經濟的模式之一。在不忘對生態環境進行保護，實現林業經濟的可持續發展的條件下[ 2 ]，黑龍江省深入貫徹“大食物觀”——向森林要食物重要指示精神，把林下養鹿列為本省林下經濟重點發展模式[ 3 ]。

合理的林下養殖有利于改善林地微生境狀態，有利于喬木和灌叢的生長，有利于提高林地質量和物種豐富度[ 4 ]；過度的林下養殖會造成土壤退化、破壞植被和降低物種豐富度[ 5 ]。林下養殖牲畜主要通過動物的采食、踩踏和排泄等行為活動對林地土壤性狀等產生作用[ 6 - 7 ]，從而影響到土壤的理化特性。有研究表明，當放牧超過最大承載量時，隨著動物踐踏頻率和強度的不斷增加，土壤容重也逐漸增加，孔隙度減小和有機質含量也隨之減小[ 8 - 9 ]。

本研究通過測定梅花鹿養殖地土壤容重、總孔隙度、全氮和全磷等理化性質，確定梅花鹿養殖對林地質量和土壤特征的影響及干擾程度，并探究土壤對梅花鹿林下養殖干擾的響應，旨在為黑龍江省開展林下養殖提供科學依據。

1 研究區域與方法

1. 1 研究區域概況

試驗地位于七臺河市茄子河轄區范圍內（131°04′E，45°42′N）。項目區域地處完達山山脈西端，海拔240 m，受高空西風環流和印度洋西南季風的影響，氣候屬于寒溫帶大陸性季風氣候，具有寒暑明顯，雨量充沛，光照充足，四季分明的氣候特點。年平均氣溫2.4～3.9 ℃。據實地調查并記錄，養殖區典型植物群落是以蒙古櫟與黑樺、紅松為主的針闊混交林，其中喬木樹種主要有蒙古櫟、黑樺、響葉楊、長白落葉松、紅松等。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 樣地設置與取樣

試驗分為4組，I組為對照組（養殖空白組）、II組為梅花鹿低密度養殖組、III組為梅花鹿中密度養殖組、IV組為梅花鹿高密度養殖組。低密度養殖組養殖梅花鹿密度為1只/hm2；中密度養殖組養殖梅花鹿密度為2只/hm2；高密度養殖組養殖梅花鹿密度為4只/hm2，養殖時間為12個月。梅花鹿在試驗期間試驗區域自由采食，每天補飼1次。采用隨機采樣法，在每個采樣點，利用土鉆分別0～20 cm層采集土壤樣品，采集后的土樣混合成一個混合樣，每個試驗組采集3個混合樣，共采集12個混合土樣，測定化學特性；每個樣地使用環切刀采集3個樣品，共采集12個土樣測定物理性質。所采集的土樣帶回實驗室后，立即處理，去除雜物、石礫、植物根系及有機殘體碎片，過2 mm篩子以后，裝入滅菌保鮮袋內，置于4 ℃以下的冰箱內保存，用于土壤化學特性等指標的測定。

1. 2. 2 土壤物理特性測定

（1）土壤物理性質（環刀法）

土壤物理性質采用環刀法進行測定，其計算公式：

土壤容重=（W2-W0）/V

土壤總孔隙度=（W1-W2）/V×100%

式中，W0為環刀重；W1為達到飽和土壤含水量時環刀加土重；W2為烘干后環刀加土重；V為環刀體積100 cm3。

（2）土壤含水量（烘干法）[ 10 ]

采用烘干法進行測定，首先稱鋁盒重量，先將適量的鮮土樣裝入到 鋁盒里再次稱量，再將土壤鮮樣放進烘箱（105 ℃）里進行烘干，待到恒重時取出稱量記錄，要求把鋁盒內鮮土中的全部水分都給蒸發干凈，接著通過計算得出恒重下的鮮土重量-干土重量/干土重量×100％，即為含水率大小。

1. 2. 3 土壤化學特性測定

土壤全氮[ 11 ]：采用林業行業標準（LY/T 1269- 1999）高氯酸—硫酸硝化凱氏定氮法；

土壤全磷[ 11 ]：采用林業行業標準（LY/T 1269-1999）氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法）；

土壤全鉀[ 11 ]：采用林業行業標準（LY/T 1269-? 1999）高氯酸—硫酸消化火焰分光光度計法；

速效鉀[ 11 ]：采用林業行業標準（LY/T 1236-1999）乙酸銨提取—火焰分光光度發法；

速效磷：采用土壤有效磷的測定 NY/T 1121.7-? 2014。

1. 2. 4 數據處理與分析

利用Excel 2010進行數據整理，利用SPSS 10.0進行單因素方差分析和檢驗，檢驗土壤理性質的差異。

2 結果與討論

2. 1 梅花鹿林下養殖對林地土壤容重及孔隙度的影響

土壤容重和孔隙度是土壤的重要物理性質，土壤容重是土壤緊實度的關鍵表征，綜合反映了土壤顆粒和土壤孔隙的狀況。土壤孔隙度指的是土壤中孔隙的體積占土壤總體積的百分比，與植物根系呼吸及水分的吸收密切相關。由圖1可以看出，在林下養殖模式下，林地土壤容重表現出隨著梅花鹿養殖密度的增加有所增加，在梅花鹿養殖密度較低和中等的試驗區，土壤容重雖有增加，但相對變化較小，說明中低密度養殖對林地土壤物理性質影響并不十分顯著（P>0.05），但是較高密度養殖區與空白養殖組和低密度養殖組比較，容重明顯增加（P<0.01）；孔隙度的變化趨勢與容重的變化趨勢正好相反，即各梅花鹿養殖密度區域的土壤孔隙度隨著養殖密度的增大而變小。在低密度養殖區域，土壤容重和孔隙度變化不明顯，當梅花鹿密度為4只/hm2時，養殖密度過大，梅花鹿對土壤擾動強度增強，使得土壤容重明顯增加，孔隙度明顯下降（P<0.01）；這可能跟梅花鹿的踩踏強度增加有關，隨著養殖梅花鹿密度的增大，梅花鹿對林下植被和土壤表層土壤動物破壞作用增大，致使林地土壤容重增加，孔隙度變小。

圖1 梅花鹿林下養殖對林地土壤容重

及孔隙度的影響

2. 2 梅花鹿林下養殖對林地持水性的影響

由圖2可以看出，隨著梅花鹿養殖密度的增加，土壤含水量呈現下降的趨勢。低密度的養殖實驗區內，土壤含水量變化不顯著；中、高密度實驗區內，林地土壤含水量明顯下降。理論上講，林地植被蓋度較高時，降雨時可以有效的阻截水流，增加土壤含水量，在晴天時能夠減少林地土壤中水分的蒸發。造成養殖區林地含水量降低的主要原因是梅花鹿對林下草本植物的采食和踩踏作用，使得林下植被的覆蓋面積減少和土壤有機質含量減小，導致土壤中水分更易流失和蒸發。

圖2 梅花鹿林下養殖對林地土壤含水量的影響

2. 3 梅花鹿林下養殖對林地土壤全氮、全磷、全鉀的影響

由圖3可以看出，梅花鹿各養殖區域土壤中全氮含量較養殖前均有增加的趨勢，增加幅度隨養殖密度增加而呈現出逐漸降低的趨勢，其中低密度養殖組增加幅度最大。土壤中氮是植物生長所必需的營養元素之一，由于中、高密度養殖區域草本植被利用率高，植物再生所消耗的養分較大。在土壤全磷含量方面，中低密度養殖的變化趨勢都比對照組有所增加，其中中密度養殖組增加幅度最大，到高密度養殖組反而大幅下降，可能是由于養殖密度過大使得表層土壤容重變大，影響到磷元素的礦化；梅花鹿林下養殖對于土壤全鉀含量的變化影響不大，可能是因為溫度對全鉀礦化的影響程度大于梅花鹿林下養殖的影響。

2. 4 梅花鹿林下養殖對林地土壤速效磷、速效鉀的影響

土壤營養成分是土壤的重要組成部分，各種營養元素成為了土壤微生物生命活動的能源，為土壤微生物提供著豐富的營養物質，激活酶的活性，從而促進了土壤各種養分的有效轉化。從圖4可以看出，林下養殖土壤速效磷與速效鉀的含量均從低養殖密度到高養殖密度呈現先增加后減少的趨勢，即在中密度養殖組達到最高值后，高密度組開始下降，且趨勢顯著。可能是由于養殖密度過大使得表層土壤容重變大，孔隙度變小，降低了微生物的數量和活性，而使得微生物的礦化能力降低。

圖4 梅花鹿林下養殖對林地速效磷

和速效鉀的影響

3 結 論

梅花鹿林下養殖作為林牧結合的模式，可以充分利用林下土地資源，提高林地經濟效益。本研究通過梅花鹿林下養殖前后土壤理化性質變化進行研究，確定了林下養殖對林地質量和土壤特征變化及干擾程度，并探究土壤對梅花鹿林下養殖干擾的響應。本試驗研究結果表明，林地土壤容重隨著梅花鹿養殖密度的增加而變大，孔隙度的變化趨勢與容重正相反，即隨梅花鹿養殖密度的增大，土壤孔隙度隨之變小；土壤中全氮、全磷含量較養殖前均有增加的趨勢，增加幅度隨著養殖密度增加而放緩，到高密度養殖組增長幅度已經大幅減小；土壤中全鉀含量受林下養殖影響較小；土壤中速效磷和速效鉀的含量從低養殖密度到高養殖密度呈現先增加后減少的趨勢，即中密度養殖組達到最高后，高密度組開始下降，下降趨勢明顯。梅花鹿養殖區域林下土壤的理化性狀的變化受到梅花鹿養殖及其密度影響，適度的放養有利于土壤物理性質的改善，增加土壤營養成分的沉積。養殖密度一但超過承載量，動物踐踏力度加大，土壤容重增加，孔隙度減小，土壤難以滲透，水分保持能力下降，表層土壤受影響較大，降低了微生物的數量和活性，而使得微生物的礦化能力降低，造成土壤的物理性質下降，營養成分的流失。通過本研究發現，開展梅花鹿林下養殖密度適宜為1只/hm2，梅花鹿養殖密度不宜高于2只/hm2；當土壤容重、孔隙度和持水量出現明顯變化時，應采取輪牧的方式飼養。

參考文獻

［1］ 李建民，? 鄭蓉.? 探索森林“四庫”價值的實現路徑—以福建竹林為例［J］.? 發展研究， 2023， 40（1）： 28 - 33.

［2］ 王圣杰.? 林下經濟發展對生態環境的影響［J］.? 經貿實踐 1X? ?2016（1）： 81.

［3］ 王文帆，? 張亞楠，? 佟立君，? 等.? 黑龍江省林產品資源品牌賦能政策與發展模式探討［J］.? 林業科技， 2022（5）： 55 - 57.

［4］ 陳志豪，? 閆曉明，? 何成芳，? 等.? 江淮地區苗木林地養雞的生態效益［J］.? 浙江農業科學， 2016， 57（3）： 389 - 392.

［5］ 高承芳，? 陳恩，? 應朝陽.? 林下生態養殖對植被多樣性的影響［J］.家畜生態學報， 2022， 43（3）： 72 - 76.

［6］ 王欣.? 模擬動物采食對草地土壤微生物群落特征的作用及其機制［D］.? 長春： 東北師范大學， 2016.

［7］ 侯扶江，? 常生華，? 于應文，? 等.? 放牧家畜的踐踏作用研究評述［J］.? 生態學報， 2004， 24（4）： 784 - 789.

［8］ 王明君.? 不同放牧強度對羊草草甸草原生態系統健康的影響研究［D］.? 呼和浩特： 內蒙古農業大學， 2008.

［9］ 李冰.? 放牧強度對環青海湖高寒草地生態系統碳固持的影響［D］. 北京： 中國科學院大學， 2014.

［10］ 李朝英，? 鄭路.? 利用環刀法測定土壤水分精度的影響因素［J］.水土保持通報， 2019， 39（2）： 118 - 123.

［11］ 李雙喜.? 上海崇明地區“林-草-禽”林牧復合生態系統研究［D］.? 南京： 南京林業大學， 2009.