易州國家森林公園3種典型林分土壤物理性質研究

中圖分類號：S714.2 文獻標識碼：A doi：10.13601/j.issn.1005—5215.2025.04.015

Study on Soil Physical Properties of Three Typical Standsin Yizhou NationalForest Park

Li Xinyue1，Wang Fengtao2，Yang Chuan'，Liu Xiaokuan1 （1.Yixian Natural Resources and PlanningBureau，Baoding O742oo，China; 2.College of Forestry，Hebei Agricultural University，Baoding O7looo，China）

AbstractTo investigate the soil physicalproperties and water conservation capacityof natural broad-leaved mixed forests in Yizhou National Forest Park，the three typical stands in Yunmeng Mountain were selected as the research subjects and comparative analysis of soil physical properties was conducted. The results showed that the average soil bulk density of forest stands from high to low was Pinus tabuliformis pure forest （1.21g?cm^-3 ），Populus-Ulmus mixed forest （1.09g?cm^-3 ），Betula-Quercus mixed forest （0.91g?cm^-3 ）.The mean value of total soil porosity from high to low was Betula-Quercus mixed forest 53.39% ），Pinus tabuliformis pure forest （52.01% ），Populus - Ulmus mixed forest （51.36% ）;the maximum water holding rate of soil and the mean value of soil capillary water holding rate showed the same size relationship，from high to low was Betula - Quercus mixed forest， 1 mus mixed forest，Pinus tabuliformis pure forest. Significant diferences in soil physical property indexes were observed among different forest stands and soil layers.

Key wordsmixed forests;soil physical properties; Yizhou National Forest Park;soil bulk density;soil depth

土壤是森林生態系統物質能量循環的重要載體[1]，有研究表明，林分結構調整對土壤質量和形成過程造成一定影響，土壤水分物理性質的差異決定土壤的形成和水分人滲功能[2-3]。本研究通過對易州國家森林公園內云蒙山的的白楊與家榆混交林、白樺與栓皮櫟混交林、油松純林的土壤物理性質研究，旨在為該地區合理經營水源涵養林提供依據。

1研究區概況

研究區位于河北省保定市易縣云蒙山皇家森林公園，緊鄰太行山脈，是太行八陘之一的紫荊關所在區域， 115^°23^′-115^°32^′E，39^°40^′-39^°42^′N ，總面積約 40km² ，由77座山峰和33道峽谷組成，主峰海拔 1120m ，是清西陵的天然屏障。屬溫帶大陸性季風氣候，區域內及其周邊土壤主要有棕攘土、褐土、潮土和草甸土。常見植被主要有油松（Pinustabuliformis）、蒙古櫟（Quercusmongolica）、白樺（Betula platyphylla）、君遷子（Diospyros lotus）、桑（Morusalba）、枸杞（Lyciumchinense）、敗醬（Patrinia scabioaefolia）五角槭（Acerpictum sub-sp.mono）和山葛（Puerariamontana）等。樣地概況見表1。

表1各林分樣地信息

2研究方法

2.1 試驗設計

選取研究區內的白楊（Populusbonatii）與家榆（Ulmuspumila）混交林（楊一榆混交林）、白樺（Bet-ulaplatyphylla）與栓皮櫟（Quercusvariabilis）混交林（樺一櫟混交林）及油松純林3種典型林分，在林分內各設置4塊 25m×25m 的樣地，每塊樣地內設置5個取樣點，在 土層深度下用環刀按“S\"形取樣法隨機采集土樣，用于各林分土壤物理性質測定。

采用環刀浸泡法測定各土層土壤的容重、土壤含水率、總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量和非毛管持水量等物理性質。

2.2 數據處理

用Excel軟件進行數據整理與作圖，用SPSS軟件進行統計分析和單因素方差分析。

3結果與分析

3.1 土壤容重

土壤容重是表征土壤物理性質的核心指標之一，其不僅反映土壤孔隙度與固相物質的配比關系，還與土壤的水分滲透性、氣體擴散能力及結構穩定性密切相關[4]。相關研究表明，土壤容重大小對植物根系的呼吸、吸水以及土壤水土保持能力關系密切[5]

由圖1可以看出，各類型林分的土壤容重均呈現出隨土層深度的增加而遞增的態勢，其中土壤容重均值由大到小依次為油松純林 （1.21g?cm^-3 ）、楊一榆混交林 （1.09g?cm^-3 ）、樺一櫟混交林0 （0.91g?cm^-3 ）。這3種類型林分土壤容重均在 gt;20～40cm 土層時最大。3種林分的土壤容重均是 0～10cm 和 gt;20～40cm 土層間差異顯著（ Plt;0.05） ， gt;10～20cm 土層與其他2個土層間差異不顯著（ Pgt;0.05） 。

圖1不同林分類型各土層深度的土壤容重

小寫字母不同表示同一林分不同土層間差異顯著 （Plt;0.05） °

3.2 土壤孔隙度

王壤孔隙度作為土壤物理性質的核心指標之一，深刻影響著土壤的生態功能與林業生產力。其意義不僅體現在對水分和氣體的直接調控上，更通過復雜的生物化學過程間接作用于植物生長與土壤肥力[]。

由表2可以看出，3種林分各土層土壤總孔隙度均隨土層深度的增加而遞減，表層土壤總孔隙度最大；其中總孔隙度均值由大到小依次為樺一櫟混交林 （53.38% ）、油松純林 （52.01% ）、楊一榆混交林51.36% ）；毛管孔隙度均值由大到小依次為樺一櫟混交林 （45.83% ）、油松純林 （44.28% ）、楊一榆混交林 （40.53%） ），楊一榆混交林和樺一櫟混交林的表層土壤與深層土壤間差異均顯著（ Plt;0.05） ，中土層與其余土層均不存在顯著差異，油松純林各土層間毛管孔隙度均存在顯著差異（ ?Plt;0.05? ；非毛管孔隙度變化差異較小，各林分各土層間均不存在顯著差異。

表2不同類型林分各土層深度的土壤孔隙度

注：同列不同小寫字母表示不同土層間差異顯著（ ?Plt;0.05） 。

3.3 土壤水文性質

3.3.1土壤最大持水率由圖2可知，3種林分的各土層最大持水率均值由小到大依次為油松純林0 44.42% ）、楊一榆混交林 （47.64% ）、樺一櫟混交林0 56.65% ），3種林分最大持水率均呈現出隨土層深度的增加而減少的態勢，油松純林土壤最大持水率在各土層間差異均不顯著；樺一櫟混交林 0～10cm 土層和 gt;20～40cm 土層間差異顯著；楊一榆混交林土壤最大持水率在各土層間差異均顯著。

圖2 不同林分類型各土層深度的土壤最大持水率

小寫字母不同表示同一林分不同土層間差異顯著 （Plt;0.05） 。

3.3.2土壤毛管持水率由圖3可知，樺一櫟混交林土壤毛管持水率在各土層中均大于其他2種類型林分，其土壤毛管持水率均值為 44.65% ;3種類型林分均為表層土壤毛管持水率最大、 .gt;20～40cm 土層毛管持水率最小。油松純林和樺一櫟混交林土壤毛管持水率均在 0～10cm 土層和 gt;20～40cm 土層間差異顯著（ Plt;0.05） ，楊一榆混交林土壤毛管持水率各土層間均差異顯著。

圖3不同林分類型各土層深度的土壤毛管持水率

小寫字母不同表示同一林分不同土層間差異顯著（ ?Plt;0. 05） 。

4結論

本研究以云蒙山皇家森林公園內油松純林、樺一櫟混交林、楊一榆混交林為研究對象，探究3種林分類型的土壤物理性質，結果表明：這3種林分類型中，土壤容重均隨土層深度的增加而增加，孔隙度和持水率均隨土層深度的增加而減少，持水能力由大到小依次為樺一櫟混交林、楊一榆混交林、油松純林。王壤容重與土壤孔隙度呈顯著的負相關關系。容重增大時，土壤顆粒排列更緊密，導致總孔隙度降低。同時伴隨土壤總孔隙度的降低，土壤持水空間減少，土壤持水率也隨之降低，土壤蓄水能力減弱。最大持水率和毛管持水率各土層由大到小均為樺一櫟混交林、楊一榆混交林、油松純林。

參考文獻：

[1]楊潔，張譽，陳小平，等.城市綠地不同林分結構特征對土壤物理性質的影響LJ」.山西農業科學，2024，52（5）：114一123.

［2]張巖，張瑞香，劉占欣，等.黃河河岸帶不同人為干擾的土壤物理性質比較[J].浙江農林大學學報，2023，40（5）：1035—1044.

[3」王禮先，朱金兆．水土保持學[M.2版．北京：中國林業出版社，2005.

[4」柴華，何念鵬．中國土壤容重特征及其對區域碳貯量估算的意義［J].生態學報，2016，36（13）：3903-3910.

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[6」熊柳梅，謝振興，黃金生，等.人工桉林土壤孔隙狀況及水分變化分析[J].南方農業學報，2013，44（12）：2031—2035.