全 文 ：26 林业科技开发 2013 年第 27 卷第 2 期
doi:10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2013． 02． 007
红锥、大叶栎和顶果木幼林土壤物理性质分析
彭玉华，曹艳云，郝海坤，何琴飞，何锋
(广西林业科学研究院，国家林业局中南速生材繁育实验室，广西优良用材林资源培育重点实验室，南宁 530002)
摘 要:以红锥、大叶栎和顶果木 3 种乡土阔叶树种幼林为研究对象，采用环刀法和烘干法分析了其土壤物理性
质。结果表明: 3 个树种的土壤含水量在 21． 39% ～ 29． 99%之间，红锥 21 ～ 40 cm、0 ～ 20 cm层土壤含水量最大; 土
壤毛管持水量在 3． 27 ～ 10． 49 g /cm3 之间，含量最大的是大叶栎 0 ～ 20 cm层和红锥 0 ～ 20 cm层; 土壤容重在 1． 21
～ 1． 46 g /cm3 之间，红锥 0 ～ 20 cm层最小，3 个树种 0 ～ 20 cm层的土壤容重均比各自 21 ～ 40 cm层的小; 土壤总孔
隙度在 44． 75% ～ 54． 41%，最大的是红锥 0 ～ 20 cm层;毛管孔隙度在 4． 59% ～ 12． 11%之间，最大是大叶栎 0 ～ 20
cm层和红锥 0 ～ 20 cm层; 非毛管孔隙度在 37． 57% ～ 45． 77%之间，最大是红锥 21 ～ 40 cm层; 土壤通气孔隙度在
41． 61% ～ 51． 16%之间，最大是大叶栎 0 ～ 20 cm层。3 个树种对土壤水源涵养效能和调节水分循环均具有较好的
效果，但红锥和大叶栎更优于顶果木。
关键词:乡土阔叶树种;红锥;大叶栎;顶果木; 土壤物理性质
Analysis on soil physical characteristics under young plantations planted with three native hardwood
species∥PENG Yu-hua，CAO Yan-yun，HAO Hai-kun，HE Qin-fei，HE Feng
Abstract:Soil physical characteristics from young forests of three native hardwood species Castanopsis hystrix，C． fissa，Ac-
rocarpus fraxinifolius were analyzed by cutting ring and dehydrating measures． The results showed that soil water of the for-
ests was within the range of 21． 39% －29． 99%，and the soil of C． hystrix forest(both 21－40 cm and 0－20 cm segment)ex-
hibited the maximum water content． Soil capillary water was 3． 27 －10． 49 g /cm3，and the maximum soil capillary water
presented in 0－20 cm segment of C． fissa and C． hystrix forests． The soil bulk density was 1． 21－1． 46 g /cm3，and the mini-
mum density occurred in 0－20 cm segment of C． hystrix forest，while the soil bulk density was lower in each 0－20 cm seg-
ment than in its corresponding 21－40 cm segment． Total soil porosity was 44． 75% －54． 41%，and the maximum presented
in 0－20 cm segment of C． hystrix forest． The capillary porosity was between 4． 59% and 12． 11%，and the maximum dis-
played in 0－20 cm segment of C． fissa and C． hystrix forest． Non-capillary porosity was 37． 57% －45． 77%，and the maxi-
mum occurred in 21－40 cm segment of C． hystrix forest． Soil aeration porosity was 41． 61% －51． 16%，and the maximum
presented in 0－20 cm segment of C． fissa forest． Consequently，all the three species could effectively conserve soil water
and regulate water circulation，but the soil ventilation and permeability of C． hystrix and C． fissa was better than that of A．
fraxinifolius forest．
Key words:native hardwood species;Castanopsis hystrix Miq;Castanopsis fissa;Acrocarpus fraxinifolius Arn． et Wight ex
Arn．;soil physical characteristics
Author’s address:Guangxi Academy of Forestry，Nanning 530002，China
收稿日期:2012－10－08 修回日期:2012－10－28
基金项目:世界银行贷款广西综合林业发展和保护项目(编号:KT8－1
－2) ;国家发改委重大项目(编号:桂发改农经［2010］599 号)。
作者简介:彭玉华(1963 －) ，女，工程师，从事森林生态和珍贵乡土树
种苗木繁育技术研究工作。E-mail:pyh112233456789@ 126． com
红锥(Castanopsis hystrix Miq)、大叶栎(Castan-
opsis fissa)、顶果木(Acrocarpus fraxinifolius Arn． et
Wight ex Arn．)是我国南亚热带优良速生珍贵和高效
多用途的珍贵树种，具有速生、成材早、适应性强、材
质优、效益高、改土效果好等特性，其优良特性逐步为
科研和生产部门所重视，人工造林发展较快［1］。土
壤作为植物根系生长发育的基质，不断供给植物正常
生长所需的养分、水分等，协调这些物质之间的供应
关系。而土壤的各种物理特性正是发挥这种调节作
用的前提，它影响土壤中植物营养元素的有效性及供
给能力［2］，土壤理化性状的差异决定着土壤持水、保
水和土壤水分的有效性［3］。国内外对于土壤物理性
状的研究较多，取得了很多的研究成果［4－9］。本文主
要探讨红锥、大叶栎和顶果木 3 种乡土造林树种对改
善土壤物理性状的作用，为大力发展珍贵树种提供理
论参考。
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2013 年第 27 卷第 2 期 27
1 材料与方法
1． 1 试验地概况
试验地设于七坡林场七坡分场立新站 3 林班，地
理位置为南宁市南面，北纬 22°28 ～ 22°46，东经
107°59 ～ 108°18，海拔 200 ～ 400 m，年均气温 21 ～
23℃，≥10℃年积温为 7 500℃，极端最低温 － 2． 6℃，
极端最高温 38． 4℃，干湿季节明显，其中 4 ～ 9 月为
雨季，年均降雨量为 1 200 ～ 1 300 mm，年均相对湿度
为 79%左右。土壤以页岩发育的赤红壤为主，土层
厚，土壤酸度高，表土 pH 值小于 4． 5。2009 年 4 月，
营养杯苗造林，密度为 1 650 株 /hm2，造林和管理措
施采用常规的技术规程，每个树种 3 个重复，每个重
复种植 0． 33 hm2。
1． 2 样品采集
于 2012 年 9 月 27 日，在同一个林班，同一座山
的同一坡面，土壤质地、肥力基本一致的红锥、大叶栎
和顶果木试验林内，采集土壤样品，土壤分 0 ～ 20 cm
和 21 ～ 40 cm两层采集，每层按 S型采集 100 cm3 的
环刀 3 个、铝盒 3 个，共计 54 个环刀、54 个铝盒。
1． 3 土壤物理性质指标测定分析
土壤含水量测定用烘干法，土壤容重测定采用环
刀法，土壤总孔隙度依据土壤容重和土壤比重计算得
出，毛管孔隙采用环刀浸水法，非毛管孔隙由总孔隙
度和毛管孔隙计算得出［10］。
所有数据采用 Excel 2003 和 SPSS 17． 0 进行统
计和分析。
2 结果与分析
2． 1 不同树种土壤持水性比较
植物生长过程中绝大多数水分都是由土壤提供，
养分必须溶于水后方能为植物所吸收，并且土壤酶和
微生物只有在一定湿度环境条件下才维持其较高活
性。因此，土壤含水率的高低直接影响植物生长状
况［11］。3 种树种土壤持水性测定结果见表 1。不同
树种土壤含水量之间差异显著，3 种树种及土层土壤
含水量为红锥 21 ～ 40 cm层 ＞红锥 0 ～ 20 cm 层 ＞顶
果木 0 ～ 20 cm层 ＞大叶栎 0 ～ 20 cm 层 ＞顶果木 21
～40 cm层 ＞大叶栎 21 ～ 40 cm 层。红锥土壤含水
量最大，特别是 21 ～ 40 cm层与其他树种的各层均达
到了差异显著;最少的是大叶栎 21 ～ 40 cm层和顶果
木 21 ～ 40 cm 层。说明红锥的土壤蓄积水功能比大
叶栎和顶果木的强，使得土壤保持较高的土壤水分，
以供维持植被根系利用。顶果木 0 ～ 20 cm层的变异
系数最大，其次是红锥 0 ～ 20 cm层，说明这两个树种
的土壤含水量与大叶栎土壤含水量相比较为不稳定。
土壤毛管持水量的大小反映了土壤的保水能力，
常溶解有植物的养分，不仅不断地供根系吸收，而且
也能运输养分供植物利用［12－13］。从表 1 中可知:不
同树种土壤毛管持水量之间差异显著，3 个树种及土
层土壤毛管持水量为大叶栎 0 ～ 20 cm 层 ＞红锥 0 ～
20 cm层 ＞顶果木 0 ～ 20 cm 层 ＞红锥 21 ～ 40 cm 层
＞大叶栎 21 ～ 40 cm 层 ＞顶果木 21 ～ 40 cm 层。最
大的是大叶栎 0 ～ 20 cm 层，为 10． 49 g /cm3 与红锥
21 ～ 40 cm 层、大叶栎 21 ～ 40 cm 层、顶果木 0 ～
20 cm层和顶果木 21 ～ 40 cm 层差异显著;其次是红
锥 0 ～ 20 cm层，为 8． 68 g /cm3，说明大叶栎 0 ～ 20 cm
层和红锥 0 ～ 20 cm层的保水能力比顶果木 0 ～ 20 cm
层和 3 个树种 21 ～ 40 cm层要好。红锥 0 ～ 20 cm层
的变异系数最小，其他均较大，即红锥 0 ～ 20 cm层的
毛管持水量比其他的稳定。
表 1 土壤持水性
树种 土层
土壤含水量 /%
均值 /
(g·cm －3)
标准
差
变异系
数 /%
土壤毛管持水量
均值 /
(g·cm －3)
标准
差
变异系
数 /%
红锥
0 ～ 20 cm 27． 13 ± 1． 81 ab 5． 44 20． 05 8． 68 ± 0． 72 ab 2． 14 24． 69
21 ～ 40 cm 29． 99 ± 1． 77 a 5． 3 17． 67 5． 80 ± 0． 90 bc 2． 72 46． 79
大叶栎
0 ～ 20 cm 23． 22 ± 0． 79 bc 2． 38 10． 26 10． 49 ± 1． 96 a 5． 89 56． 18
21 ～ 40 cm 21． 39 ± 1． 04 c 3． 12 14． 59 5． 08 ± 0． 98 bc 2． 94 57． 87
顶果木
0 ～ 20 cm 24． 80 ± 1． 75 bc 5． 26 21． 22 6． 04 ± 1． 55 bc 4． 65 77． 00
21 ～ 40 cm 22． 74 ± 1． 27 bc 3． 82 16． 79 3． 27 ± 0． 55 c 1． 64 50． 17
注:(1)数值均为平均值 ±标准误;(2)数值后字母为多重比较结果。不同字母者则表
示在 α = 0． 05 显著性水平时该组数据之间的差异显著。下同。
2． 2 不同树种土壤容重比较
土壤容重可以反映土壤的孔隙状况、松紧程度和
土壤肥力等状况，是土壤物理性质的一项重要指
标［14］。疏松多孔、富含有机质的土壤容重低，而坚实
致密、有机质含量少的土壤容重较高。因此，容重对
土壤疏松度和通气性有直接影响，并影响植物根系生
长和生物量的积累，进而影响土壤的渗透性和保水能
力［12－13］。3 种树种的土壤容重测定结果见表 2。不
同树种土壤容重之间差异显著，3 种树种及土层土壤
容重为大叶栎 21 ～ 40 cm 层 ＞顶果木 21 ～ 40 cm 层
＞顶果木 0 ～ 20 cm层 ＞红锥 21 ～ 40 cm层 ＞大叶栎
0 ～ 20 cm层 ＞红锥 0 ～ 20 cm层。红锥 0 ～ 20 cm 层
的土壤容重最小，均值为1． 21 g /cm3，与大叶栎 21 ～
40 cm层、顶果木 0 ～ 20 cm层和顶果木 21 ～ 40 cm层
差异显著;3 个树种 0 ～ 20 cm 层的土壤容重均比各
自 21 ～ 40 cm层的小。土壤容重的平均值越小，土壤
越疏松、通气性能越好，具有较高的水源涵养和水土
保持能力。说明 3 个树种中红锥的土壤疏松、通气性
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 应用研究
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能比大叶栎和顶果木好;3 个树种 0 ～ 20 cm 层的土
壤疏松、通气性能均比各自 21 ～ 40 cm层的好。大叶
栎 0 ～ 20 cm 层和红锥 21 ～ 40 cm 层的变异系数较
大，红锥 0 ～ 20 cm层、大叶栎 21 ～ 40 cm层和顶果木
21 ～ 40 cm层的较小，说明红锥 0 ～ 20 cm 层、大叶栎
21 ～ 40 cm层和顶果木 21 ～ 40 cm层的土壤疏松度相
对比大叶栎 0 ～20 cm层和红锥 21 ～40 cm层均衡。
表 2 土壤容重
树种 土层 /cm
均值 /
(g·cm －3)
最大值 /
(g·cm －3)
最小值 /
(g·cm －3)
标准
差
变异
系数 /%
红锥
0 ～ 20 1． 21 ± 0． 03 c 1． 30 1． 09 0． 08 6． 70
21 ～ 40 1． 25 ± 0． 05 bc 1． 45 1． 02 0． 16 12． 54
大叶栎
0 ～ 20 1． 23 ± 0． 06 bc 1． 48 0． 86 0． 17 13． 84
21 ～ 40 1． 46 ± 0． 03 a 1． 58 1． 32 0． 10 6． 89
顶果木
0 ～ 20 1． 34 ± 0． 04 ab 1． 49 1． 11 0． 12 9． 14
21 ～ 40 1． 43 ± 0． 03 a 1． 52 1． 24 0． 09 5． 95
2． 3 不同树种土壤孔隙度比较
土壤孔隙直接影响到土壤中水、热、气、肥的分
配，与土壤质地，有机质含量、结构、容重等密切相关，
可以说它是土壤各因子的综合反映［4］。不同树种的
土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通气孔
隙度之间差异显著(表 3)。3 种树种的总孔隙度在
44． 75% ～54． 41%之间。在实际生产中，一般土壤孔
隙度以 50%或稍大于 50%最好;过小，水气状况不
良，对作物生长不利;过大，植物的根系不能与土壤密
切结合，吸收养分和水分都较困难［13］。土壤孔隙度
最大的是红锥 0 ～ 20 cm 层，达 54． 41%，且从变异系
数看出其最均衡;其次为大叶栎 0 ～ 20 cm 层，为
53． 68%，但其变异系数最大，表明其不是很均衡。
毛管孔隙是土壤水分贮存和水分运动相当强烈
的地方，毛管孔隙愈小，毛管力愈大，吸水力也愈强;
土壤毛管孔隙度不仅与其相对应的土壤毛管持水量
相关，还与其相对应的土壤容重相关。大叶栎 0 ～
20 cm层的土壤毛管孔隙度最大，达 12． 11%，其次是
红锥 0 ～ 20 cm，为 10． 42%，排序为:大叶栎 0 ～ 20 cm
层 ＞红锥 0 ～ 20 cm 层 ＞顶果木 0 ～ 20 cm 层 ＞大叶
栎 21 ～ 40 cm层 ＞红锥 21 ～ 40 cm 层 ＞顶果木 21 ～
40 cm层，毛管孔隙度大小排序与土壤毛管持水量大
小顺序基本一致，仅大叶栎 21 ～ 40 cm 层与红锥 21
～ 40 cm层的排序位置有差异;红锥 0 ～ 20 cm 层的
变异系数最小，顶果木 0 ～ 20cm层最大。
森林土壤的贮水能力主要取决于土壤的非毛管
孔隙度［6］，并以它作为评价水源涵养效能和调节水
分循环的重要指标［15］;红锥 21 ～ 40 cm 层的土壤非
毛管孔隙度最大，与红锥 0 ～ 20 cm层差异不显著，与
大叶栎和顶果木的 0 ～ 20 cm、21 ～ 40 cm 层差异显
著;顶果木 0 ～ 20 cm 层的土壤非毛管孔隙度最不均
衡，大叶栎 21 ～ 40 cm层最均衡。
大叶栎 0 ～ 20 cm 层的土壤通气孔隙度最大，与
红锥、大叶栎的 21 ～ 40 cm 层和顶果木 0 ～ 20 cm、21
～40 cm层差异显著。从变异系数看，红锥 0 ～ 20 cm
层最均衡;3 个树种的 0 ～ 20 cm 层土壤通气孔隙度
均比各自的 21 ～ 40 cm层大。
表 3 土壤孔隙度
树种 土层 /cm
土壤总孔隙度
均值 /% 标准
差
变异
系数 /%
土壤毛管孔隙度
均值 /% 标准
差
变异
系数 /%
树种 土层 /cm
土壤非毛管孔隙度
均值 /% 标准
差
变异
系数 /%
土壤通气管孔隙度
均值 /% 标准
差
变异
系数 /%
红锥
0 ～ 20 54． 41 ± 1． 02 a 3． 05 5． 61 10． 42 ± 0． 80 ab 2． 41 23． 11
红锥
0 ～ 20 43． 99 ± 1． 21 ab 3． 63 8． 26 21． 91 ± 1． 61 ab 4． 82 21． 99
21 ～ 40 52． 68 ± 1． 98 ab 5． 93 11． 26 6． 91 ± 0． 82 bc 2． 47 35． 78 21 ～ 40 45． 77 ± 1． 27 a 3． 81 8． 32 15． 72 ± 1． 91 bc 5． 74 36． 52
大叶栎
0 ～ 20 53． 58 ± 2． 14 ab 6． 42 11． 99 12． 11 ± 1． 75 a 5． 25 43． 39
大叶栎
0 ～ 20 41． 48 ± 1． 47 b 4． 42 10． 67 24． 91 ± 3． 96 a 11． 89 47． 74
21 ～ 40 44． 75 ± 1． 54 c 3． 81 8． 50 7． 19 ± 1． 28 bc 3． 83 53． 32 21 ～ 40 37． 57 ± 0． 48 c 1． 45 3． 86 13． 33 ± 2． 99 c 8． 98 67． 42
顶果木
0 ～ 20 49． 32 ± 1． 54 bc 4． 63 9． 39 7． 79 ± 1． 95 bc 5． 86 75． 26
顶果木
0 ～ 20 41． 53 ± 1． 72 b 5． 17 12． 44 16． 35 ± 2． 37 bc 7． 12 43． 53
21 ～ 40 45． 91 ± 1． 07 c 3． 22 7． 00 4． 59 ± 0． 69 c 2． 06 44． 92 21 ～ 40 41． 32 ± 0． 76 b 2． 29 5． 55 13． 50 ± 1． 71 c 5． 12 37． 93
3 结论与讨论
土壤物理性状是土壤肥力的重要影响因素，其好
坏直接或间接地影响着土壤的水、肥、气、热等状况，
对植被的生长、分布等均具有重要影响［16］。不同树
种的土壤物理性状存在着差异，红锥 21 ～ 40 cm层和
0 ～ 20 cm 层的土壤含水量最大，为 29． 99% 和
27． 13%，其他树种的土壤含水量均在 21． 39% ～
24． 80%之间;毛管持水量含量最大的是大叶栎 0 ～
20 cm土层和红锥 0 ～ 20 cm土层，为 10． 49 g /cm3 和
8． 48 g /cm3，其他树种层次的土壤持水量均在 3． 27 ～
6． 04 g /cm3 之间;红锥 0 ～ 20 cm层的土壤容重最小，
3个树种 0 ～20 cm层的土壤容重均比各自 21 ～ 40 cm
层的小;3 个树种的总孔隙度在 44． 75% ～ 54． 41%之
间，最大的是红锥 0 ～ 20 cm 层，达54． 41%;土壤毛管
孔隙度最大是大叶栎 0 ～ 20 cm 层，其次是红锥 0 ～
20 cm层;红锥 21 ～ 40 cm 层、红锥 0 ～ 20 cm 层的土
壤非毛管孔隙度最大，达45． 77%和 43． 99%，与大叶
栎和顶果木的 0 ～ 20 cm、21 ～ 40 cm层差异显著;大
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2013 年第 27 卷第 2 期 29
叶栎 0 ～ 20 cm层的土壤通气孔隙度最大，与红锥、大
叶栎的 21 ～ 40 cm 层和顶果木 0 ～ 20 cm、21 ～ 40 cm
层差异显著，从变异系数看红锥 0 ～ 20 cm层最均衡。
红锥在土壤含水量、总孔隙度和非毛管孔隙度中
均为最大，土壤容重最小，大叶栎在土壤毛管持水量、
毛管孔隙度和通气孔隙度中均最大，而顶果木的土壤
持水性和孔隙度在 3 个树种中均是最小，说明土壤的
通气透水能力为红锥和大叶栎 ＞顶果木。这可能因
红锥和大叶栎枝繁叶茂、树冠浓郁高大，所产生的枯
落物较多。而顶果木杆直、分枝少、叶少，其产生的枯
落物较少。林下枯落物较多的林地土壤持水性、孔隙
度一般都大于枯落物较少的林地土壤，主要是由于枯
落物的分解增加了土壤中有机质的含量。土壤有机
质含量越高、团粒结构越多，则土壤颗粒排列越疏松、
孔隙度越大、容重越小，通气性及透水性能越好，致使
土壤物理性状得以改善［7］。
土壤孔隙状况是土壤重要的物理指标，它反映了
土壤的透气、透水和保水、保肥的能力大小。只有毛
管孔隙和非毛管孔隙合理搭配、土壤容重适当，才能
满足植物所需的空气和水分条件［16］。诸多研究表
明［15，17－20］，植物对总孔隙度及毛管、非毛管孔隙度比
例的要求是:土壤中大小孔隙同时存在，若总孔隙度
在 50%左右，其中非毛管孔隙占 20% ～40%，土壤容
重在 1． 0 ～ 1． 3 g /cm3 时，土壤透水性、通气性和持水
能力才比较协调。本研究中 3 种树种的土壤总孔隙
度均在 50% 左右，其中非毛管孔隙占 37． 57% ～
45． 77%，红锥 0 ～ 20 cm、21 ～ 40 cm层、大叶栎 0 ～ 20
cm层的土壤容重在 1． 0 ～ 1． 3 g /cm3 内，顶果木略超
于 1． 3 g /cm3，表明种植这 3 个树种对土壤水源涵养
效能和调节水分循环均具有较好的效果，且红锥和大
叶栎更优于顶果木。
参考文献
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( 责任编辑 史洁 葛华忠
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“沿海耐盐树种及防护林营建技术推广”通过专家验收
2012 年 12 月 20 日，由河北省林业科学研究院承担的中央财政林业推广示范项目“沿海主要优良耐盐树种及防护林营建技
术示范推广”通过了河北省林业厅组织的专家验收。
项目针对河北省耐盐碱林木良种繁育及沿海防护林工程建设中存在的问题，重点推广了白榆、白蜡、抗碱柳等耐盐树种，建
立了 7． 33 hm2 耐盐碱林木良种繁育基地，繁育白榆、白蜡等苗木 32． 8 万株;采用耐盐林木良种繁育技术及沿海防护林高效营建
模式，构建了白榆和白蜡混交、林棉间作等盐碱地造林模式，建立示范林 54． 4hm2，造林成活率 91． 0%，保存率 87． 3%，辐射推广
173． 3 hm2，推进了盐碱地造林绿化，取得了显著的经济、生态和社会效益。项目的完成为沿海防护林体系建设提供技术支撑，对
改善沿海地区生态环境、投资环境和人民群众的生产生活条件，保障沿海经济可持续发展具有重要的意义。
( 通讯员 徐振华)
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