不同间伐强度对马尾松人工林土壤理化性质的影响.pdf

年月防护林科技J u l,第期(总 期)P r o t e c t i o nF o r e s tS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yN o (S u m N o )文章编号:()收稿日期:作者简介:冯淑琴(),女,福建明溪人,大学,工程师,从事森林培育研究不同间伐强度对马尾松人工林土壤理化性质的影响冯淑琴(明溪县瀚仙林业站,福建 三明 )摘要为促进马尾松人工林的合理经营,分别进行间伐强度为、和不间伐的对比试验,开展了不同间伐强度对马尾松人工林土壤养分及物理性质影响的研究.结果表明:马尾松林间伐后,土壤的大团聚体(mm)含量增加,土壤结构体破坏率下降;土壤容重降低,而土壤通气度和孔隙度增加;土壤中全磷、全氮、速效钾、有机质、速效磷和水解氮提高.间伐强度为 的马尾松林具有最好的土壤结构和肥力状况,从改善土壤理化性质角度考虑,马尾松林间伐以 的强度较为合适.关键词马尾松;间伐强度;土壤结构;土壤理化性质;土壤肥力中图分类号:S ;S 文献标识码:Ad o i:/j i s s n E f f e c t so fD i f f e r e n tT h i n n i n gI n t e n s i t yo nS o i lP h y s i c a l a n dC h e m i c a lC h a r a c t e ri nP i n u sm a s s o n i a n aP l a n t a t i o nF e n gS h u q i n(M i n g x iC o u n t yH a n x i a nF o r e s t r yS t a t i o n,S a n m i n g ,C h i n a)A b s t r a c t T op r o m o t et h er a t i o n a lm a n a g e m e n to fP i n u sm a s s o n i a n ap l a n t a t i o n,t h ec o m p a r a t i v et e s to ft h et h i n n i n g i n t e n s i t yo f,a n dn ot h i n n i n gw a sc o n d u c t e d,a n ds t u d yo nt h ei n f l u e n c eo fd i f f e r e n tt h i n n i n g i n t e n s i t yo n t h e s o i l n u t r i e n t s a n dp h y s i c a l p r o p e r t i e s o fP i n u sm a s s o n i a n aw a s c a r r i e do u t T h e r e s u l t s i n d i c a t e da s f o l l o w s:a f t e r t h i n n i n go fP i n u sm a s s o n i a n a,t h ec o n t e n t o f s o i l a g g r e g a t e(mm)i n c r e a s e d,t h ed e s t r u c t i o nr a t eo f s o i l s t r u c t u r eb o d yd e c r e a s e d;t h e s o i l b u l kd e n s i t yd e c r e a s e d,w h i l e t h e s o i l v e n t i l a t i o na n dp o r o s i t yi n c r e a s e d;t h e t o t a lp h o s p h o r u s,t o t a ln i t r o g e n,f a s ta c t i n gp o t a s s i u m,o r g a n i cm a t t e r,f a s ta c t i n gp h o s p h o r u sa n dh y d r o l y z e dn i t r o g e n i nt h es o i l i n c r e a s e d P i n u sm a s s o n i a n af o r e s tw i t h t h i n n i n gi n t e n s i t yh a st h eb e s ts o i ls t r u c t u r ea n df e r t i l i t ys t a t u s F r o mt h ep e r s p e c t i v eo f i m p r o v i n gs o i l p h y s i c a l a n dc h e m i c a l c h a r a c t e r,t h i n n i n gi n t e n s i t y i sm o r es u i t a b l e f o rP i n u sm a s s o n i a n af o r e s t K e yw o r d s P i n u sm a s s o n i a n a;t h i n n i n g i n t e n s i t y;s o i l s t r u c t u r e;s o i lp h y s i c a l a n dc h e m i c a l c h a r a c t e r;s o i l f e r t i l i t y马尾松(P i n u sm a s s o n i a n a)是福建省主要的人工林树种,其人工林经营面积仅次于杉木,在所有人工林面积中居于第位.马尾松具有耐干旱、贫瘠的优良特点,在林地质量差甚至石质山地中马尾松能充当绿化的先锋树种角色,.马尾松在福建省林业经济发展中起到相当重要作用.马尾松人工林在经营过程中,随着林分生长和郁闭,林分中林木个体间为争夺光照、营养、水分和生长空间而发生竞争,随着树龄的增长,林分中林木因竞争加剧而逐渐明显分化,出现了被压木、病害木、濒死木、枯死木等不良林木,对这些利用价值低的林木需要及时采伐,给林分中保留木生长创造良好的环境条件.而且,近年来由于松材线虫病的入侵,很多马尾松林都受到侵害,通过林分抚育间伐,清除林分中生长不良林木,适当减少林分密度,有利于提高林分质量,增强林分抵抗自然灾害能力和稳定性,确保马尾松人工林生态系统健康发展.明溪县瀚仙林业站在 年对瀚仙镇龙湖村 年生的马尾松林进行抚育间伐,研究不同间伐强度对马尾松人工林土壤理化性状的影响,旨在为明溪县的马尾松人工林合理经营提供参考.试验地概况试验地点选择在明溪县瀚仙镇龙湖村,地理坐标 E,N,地貌类型为丘陵山地,气候类型属于亚热带山地季风气候,多年平均气温 ,多年平均降雨量 mm,年均有霜期 d左右.试验地朝东南向,海拔高度大约 mm,坡度在 左右.土壤类型属于山地红壤,土层厚度 c m.林下主要植被为黄瑞木(A d i n a n d r am i l l e t t i i)、芒萁(D i c r a n o p t e r i sd i c h o t o m a)、乌饭(V a c c i n i u mb r a c t e a t u m)、狗脊(C i b o t i u mb a r o m e t z)、菝 葜(S m i l a xc h i n a)、山苍子(L i t s e a c u b e b a)等.研究方法 试验设计 年 月对瀚仙镇龙湖村密度为 株?h m的 年生马尾松人工林开展抚育间伐试验,伐除林分中被压木、病害木和枯死木等生长不良的林木,间伐强度分为种,分别为间伐强度,保留林木株数 株?h m;间伐强度,保留林木株数 株?h m;间伐强度,保留林木株数 株?h m;不间伐,保留林木株数 株?h m.试验以间伐强度为处理,随机区组设计,重复次,即在试上、中、下坡各设置块不同间伐强度的试验小区,每块试验小区面积为 m m.资料收集 年月,在各试验小区中选取有代表性的土壤采样点个,对确定的采样点做土壤垂直剖面,在剖面 c m位置用容重圈取土样,将装有完整土样的容重圈带回室内用于土壤物理性质测定.沿着土壤垂直剖面 c m范围均匀采集土壤样品约 g,放入做好标记的土壤袋中带回室内用于土壤化学性质测定.土壤理化性质的测定参照文献,.结果与分析 不同间伐强度马尾松林分土壤团聚体组成和结构体破坏率变化通过对不同间伐强度的马尾松林分土壤团聚体组成测定(表),在湿筛或者干筛情况下,不同间伐强度的马尾松林分土壤中 mm的团聚体含量均表现为间伐强度 间伐强度 间伐强度 不间伐.其中,湿筛条件下,间伐强度 的马尾松林分土壤的大团聚体(mm)含量与间伐强度分别为、以及不间伐的林分土壤中大团聚体(mm)含量相比,分别提高了 、和 ;干筛条件下,间伐强度 的 马 尾 松 林 分 土 壤 的 大 团 聚 体(mm)含量与间伐强度分别为、以及不间伐的林分土壤中大团聚体(mm)含量相比,分别提高了 、和 .土壤团聚体由细小土壤颗粒经过绊缠、胶结和重排列作用形成,是土壤结构的基本组成部分,胡磊等研究表明,大团聚体(mm)含量越大,土壤团聚体稳定性和分布情况越好,马尾松间伐后土壤中大团聚体(mm)含量增加,说明通过间伐增强了马尾松林的土壤结构稳定性,改善土壤物理性状.经对不同间伐强度马尾松林分土壤结构体破坏率的计算可知(表),马尾松林分土壤结构体破坏率大小顺序依照间伐强度表现为不间伐间伐强度 间伐强度 间伐强度,说明随着间伐强度增大,土壤结构体破坏率呈现出先降低后增加的规律.土壤结构体破坏率是客观反映土壤的团粒结构和稳定状况的指标,本试验中间伐强度 的土壤结构最好,其次是间伐强度为 的土壤,间伐强度 的土壤结构第三,不进行间伐的马尾松林分土壤结构最差.表不同间伐强度马尾松林土壤团聚体组成和结构体破坏率单位:间伐强度不同大小团聚体组成 mm mm mm mmmmmmmm结构体破坏率 不间伐 注:每组数据中上为湿筛结果,下为干筛结果;结构体破坏率()(干筛(c m团聚体)湿筛(c m团聚体)/(干筛(c m团聚体)不同间伐强度马尾松林分容重、土壤孔隙度和通气度变化通过不同间伐强度马尾松林分土壤容重、孔隙度及通气度测定(表),不同间伐强度的马尾松林分土壤的容重大小顺序为不间伐间伐强度 间伐强度 间伐强度,容重越大,土壤黏性越强,马尾松林分间伐后土壤的容重下降,土壤黏性降低.不同间伐强度的马尾松林分土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度以及通气度的大小均表现为不间伐间伐强度 间伐强度 间伐强度,可见,马尾松林分间伐后土壤的孔隙度和通气度增加,土壤通透性增强.山区通透性能好、黏性小的土壤具有较强涵养水源、保持水土功能,对于林木根系的生长发育起到较好的促进作用.土壤容重、孔隙度及通气度是反映土壤疏松透气的指标,通常用于衡量土壤的物理性质优劣.马第期冯淑琴不同间伐强度对马尾松人工林土壤理化性质的影响尾松林分间伐后,土壤的物理性质得到改善,本试验中当林分的间伐强度为 时,土壤结构和持水能力均达到最佳状态.表不同间伐强度马尾松林土壤容重、孔隙度和通气度间伐强度/容重/(g?c m)毛管孔隙度/非毛管孔隙度/总孔隙度/土壤通气度/不间伐 不同间伐强度马尾松林分土壤化学性质变化根据不同间伐强度的马尾松林分土壤化学性质测定结果(表),土壤中全磷、全氮、速效钾、有机质、速效磷和水解氮等指标均随着林分间伐强度的增大先增加后减少.其中,间伐强度为 的马尾松林分土壤中上述各项指标均最大,与间伐强度分别为、以及不间伐的林分土壤相比,间伐强度为 的林分土壤中全磷分别增加 、和 ,全氮分别增加 、和 ,速 效 钾 分 别 增 加 、和 ,有 机 质 分 别 增 加 、和 ,速 效 磷 分 别 增 加 、和 ,水 解 氮 分 别 增 加 、和 .不进行间伐的马尾松林分土壤中上述各项指标均最小.有研究表明,马尾松林间伐强度为 时,林下植物的丰富度、多样性指数和均匀度指数均最大,林下植物参与人工林生态系统的养分循环,而且具有促进营养元素在地表富集的作用.因此,本试验中马尾松林不同强度间伐后土壤化学性质差异应该与林下植物多样性及其对土壤肥力的作用有关,由于马尾松林间伐后林内的小生境得到改善,为林下植物创造了良好生长条件,林下植物的种类、数量和覆盖度增加,林下植物在生长过程中通过凋落物途径将养分归还给土壤表层,提高了土壤肥力.表不同间伐强度马尾松林土壤化学性质间伐强度/全磷/(g?k g)全氮/(g?k g)速效钾/(m g?k g)有机质/(g?k g)速效磷/(m g?k g)水解氮/(m g?k g)不间伐 结论与讨论马尾松林经过间伐,土壤团聚体组成和结构体破坏率发生变化,表现为土壤中大团聚体(mm)含量增加,土壤结构体破坏率下降,土壤结构更加稳定.经过间伐的马尾松林土壤中容重下降,而土壤的孔隙度、通气度增加,通透性和持水性增强.本试验中,间伐强度为 的马尾松林土壤中大团聚体(mm)含量最多,土壤结构体破坏率最小,土壤通气透水,黏性小,具有良好的物理性质;间伐强度为 的马尾松林土壤中全磷、全氮、速效钾、有机质、速效磷和水解氮等指标均最大,土壤肥力最高.马尾松人工林生长到一定年龄时,需要根据培育目标和林分实际情况进行适度间伐,伐除林分中被压木、过密木和病枯木等生长不良的林木,增加林内透光度,改善保留木和林下植物的生长环境,提高保留木抵抗病虫害的能力,同时促进林下植物生长发育,改善土壤肥力状况,确保马尾松人工林群落结构和功能稳定,有利于增加人工林产量和质量.参考文献:傅成杰,高伟,巫智斌,等不同技术措施对马尾松低质低效林改造效果的影响J防护林科技,():,李燕燕,樊后保,孙新马尾松纯林及其混交林生物量的空间结构J福建林学院学报,():沈国舫森林培育学M北京:中国林业出版社,张扬,吴婉萍,丁盼盼,等松材线虫病防治研究进展J乡村科技,():张万儒森林土壤定位研究方法M北京:中国林业出版社,中国科学院南京土壤研究所土壤理化性状M上海:上海科学技术出版社,杨燕,张学鹏,宁堂原,等套作及秸秆还田对西兰花连作田土壤团聚体分布的影响J农业工程学报,(S):胡磊,佘冬立,杨震,等晋西北黄土丘陵区小流域土壤团聚体稳定性及其分异特征J水土保持研究,():朱国富不同择伐强度对马尾松林下植物群落多样性的影响J青海农林科技,():林开敏,俞新妥,洪伟,等杉木人工林林下植物对土壤肥力的影响J林业科学,(S):防护林科技 年