全 文 ：第 42 卷第 3 期 吉 林 林 业 科 技 Vol. 42 No. 3
2013 年 5 月 JOURNAL OF JILIN FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY May，2013
文章编号:1005 － 7129(2013)03 － 0012 － 04 中图分类号:S759． 2 文献标识码:A
火炬树改良矸石山土壤效应的调查与分析
杨 森，寻明华
(阜新市林业局，辽宁 阜新 123000)
摘要:以矸石山营造的火炬树林分为调查对象，观测其改良土壤理化性质作用，结果表明:林分土壤的物
理性状有明显改善，土壤水分的渗透速率明显变小，较对照减少了 18． 86%，稳渗率较对照减少了
57. 73%;饱和含水量、自然含水量分别比对照增加了 35． 03%、37． 28%，总孔隙度、毛管孔隙度分别比对
照增加了 23． 07%、7． 11%，非毛管孔隙和土壤容重分别比对照减小了 5． 53%、5． 41%。土壤 pH明显改
善，平均值为 7． 62，较对照高出 2． 21;土壤有机质比对照高出 36． 15%;全 N 和速效 N 分别比对照高出
50. 00%和 20． 86%，速效 K比对照高出 64． 50%，但全 P和全 K分别比对照低 33． 90%和 25． 88%。
关键词:火炬树;矸石山;土壤改良
Investigation and analysis on soil improved effect
of Rhus typhina Nutt． in waste hill
Yang Sen，XUN Ming － Hua
(Fuxin Forestry Bureau，Fuxin 123000，China)
Abstract:Rhus typhina Nutt． in waste hill had been taken as the objects，physicochemical properties of the
soil characteristics had been observed ，and the results showed that:forest soil physical properties were im-
proved significantly，infiltration rate of soil water decreased significantly ，and was 18． 86% lower than the con-
trol ，steady infiltration rate was 57． 73% lower than those of control;saturated water content and natural water
content were respectively increased by 35． 03% and 37． 28% than those of control，total porosity and capillary
porosity were respectively increased 23． 07% and 7． 11%，non － capillary porosity and soil bulk density de-
creased by 5． 53% and 5． 41%，respectively;soil pH was significantly improved，the mean value was 7． 62，
and it was 2． 21 higher than the control;soil organic matter was 36． 15% higher than the control;total N and a-
vailable N were 50. 00% and 20． 86%，higher，respectively available K was 64． 50% higher than the control ，
total P and K were were 33． 90% and 25． 88% lower than those of control．
Key words:Rhus typhina Nutt．;waste hill ;soil improvement
收稿日期:2013 － 03 － 28
作者简介:杨森(1982 －) ，男(朝鲜族) ，辽宁阜新人，
工程师，硕士研究生，主要从事半干旱地区矸石废弃地
植被重建方面的研究．
阜新市位于辽宁省西北部，处在东北亚和 环渤海地区的中心地带，北靠内蒙古自治区，是
辽宁省阻挡沙地南侵的第一道重要生态屏障。
地理坐标:120°0010″ ～ 122°5810″E，41°4130″
～ 42°5026″N。地形属辽河与大凌河流域上中
游浅山丘陵地带，是内蒙古高原和辽河平原的
—21—
DOI:10.16115/j.cnki.issn.1005-7129.2013.03.019
中间过渡带，地势由西南向东北延伸，西北高东
南低。气候属北温带半干旱大陆性季风型，受
西伯利亚和蒙古高压气团过境影响，长年多风，
且频率较高，年均风速 3． 2 ～ 4. 0 m·S －1;年均
气温 7． 6℃，有效积温 (≥ 10℃)3 377 ～
3 299℃，日照时数 2 673 ～ 2 762 h·a －1，无霜
期 154 d;年降水量 300 ～ 500 mm，大水面蒸发
量 1 554 ～ 1 800 mm。土壤以褐土、棕壤土、草
甸土、风沙土为主。属华北植物区系、蒙古植物
区系和长白山植物区系交错地带，适宜生长的
代表植物有杨树、柳树、油松、樟子松、刺槐、紫
穗槐、荆条及经济树种大扁杏、山杏;沙地代表
植物有白榆、胡枝子、百里香、差巴嘎蒿、卫矛、
沙打旺、隐子草等。
火炬树(Rhus typhina Nutt．)为漆树科盐
肤木属落叶小乔木。奇数羽状复叶互生，长圆
形至披针形。花序圆锥状直立顶生，果穗鲜红
色。果扁球形，有红色刺毛，紧密聚生成火炬状
(故而得名)。果实 9 月成熟后经久不落，秋后
树叶变红，十分壮观。火炬树对土壤适应性强，
耐干旱瘠薄，耐水湿，耐盐碱。根系发达，萌蘖
性强，浅根性，生长快。既能在肥沃的土壤中生
长，也能在黄粘土加鹅卵石的土壤中生存，既能
在瘠薄的土壤中生长，也能在建筑垃圾以及干
旱缺水的煤渣垃圾上生长，根部萌芽能力强，造
林成活率高，是良好的护坡、防火、固堤及封滩、
固沙保土的先锋造林树种。由于火炬树用途
多，适应性广，并具有很好的观赏价值，早为各
国引种栽培，广泛应用于人工林营建、退化土地
恢复和景观建设。正因为如此，阜新矿务局将
火炬树作为矿区生态恢复的主要树种之一［1］。
1 调查林分概况
调查林分位于阜新矿务局海州南缘的火炬
树试验林分内，该林分于 2005 年利用客土植苗
造林方法营造，坡向为西南坡，株行距 2 m ×
2 m。7 a生林分平均胸径为 4． 27 cm，平均树高
为 5． 5 m，平均冠幅东西向为 2． 7 m、南北向为
2 m，枝下高 1． 2 m。
2 研究内容及方法
2． 1 土壤入渗性能
利用环刀法测定矸石山土壤入渗过程。将
环刀插入矸石层 20 cm深，环口留有 5 cm高的
空间。每次加入一定水头高度的清水后，记录
入渗时间，当连续 3 次入渗所用时间基本相同
时，表明已达稳渗速率(渗透系数) ，观测结束。
用下式计算入渗速率。
入渗速率(mm·s － 1)=水头高度(mm)/
入渗时间(s)。
2． 2 土壤理化性质改良效应
分别在矸石山火炬树林分的上、中、下坡位
选取有代表性的样地，挖取 100 cm深的土壤剖
面，分 A、B、C 三个层次观测土壤剖面特征，分
别 3 层采集样品，带回室内进行化学分析。
3 结果与分析
3． 1 土壤入渗性能
整理火炬树林分样地土壤和对照土壤的入
渗测试数据，汇总至表 1，并根据有关数据作
图，结果见图 1、图 2。
表 1 火炬树林地土壤渗透特征分析
类型 初渗率 /mm·s － 1 稳渗率 /mm·s － 1 下渗容量模型 累计入渗模型
火炬树林分 0． 189 7 0． 015 3 i = 8． 430 1 t － 0． 321 4 I = 6． 345 2 t0． 453 1
对照 0． 233 8 0． 036 2 i = 14． 48 3 t － 0． 438 2 I = 12． 22 9 t0． 324 9
注:表中函数关系的通式可表示为:i(I)= atb。式中:i为入渗率(mm·s － 1) ;I为入渗量(mm) ;t为入渗时间(s)。
从表 1 可以看出，火炬树林分土壤初渗率
为 0． 189 7 mm · s － 1，比 对 照 入 渗 率
0． 233 8 mm· s － 1减少了 18． 86%，稳渗率为
0． 015 3 mm·s － 1，比对照的 0． 036 2 mm·s － 1
减少了 57． 73%。由此可见，矸石山栽植火炬
树 7 a后，其土壤的渗透速率明显变小，尤其在
土壤初始入渗阶段减少水分入渗的作用更加明
显。
—31—
图 1 火炬树林地土壤渗透速率 图 2 火炬树林地土壤累计入渗过程
从图 1 可以看出，火炬树林分和对照各时
间点测定的土壤入渗率随时间变化呈幂指数递
减［2］，但火炬树林分土壤入渗率递减指数小于
对照;从图 2 可以看出，火炬树林分和对照各时
间点测定的累计入渗量随时间变化呈幂指数递
增，但火炬树林分的累计入渗量递增指数小于
对照。分析结果表明，矸石山营造火炬树林分
对其土壤持水、保水具有显著的改善作用［3］，
增强了土壤的保水保肥能力。
3． 2 火炬树林分对矸石山土壤理化性质的影响
3． 2． 1 对物理特征与性质的影响
火炬树林分土壤剖面的物理特征与性质的
测定结果见表 2、表 3。
表 2 火炬树林分土壤剖面特征
类型 层次 厚度 颜色 结构 坚实度 孔隙 湿度 根系 过渡
对照区矸石山
A ＜5 灰白 砾状 较紧实 多大孔 潮润 少 不明显
B 4 ～ 8 灰黑 块状 较疏松 多大孔 干 少 不明显
C ＞ 100 灰黑 块状 疏松 大孔 干 无 不明显
火炬树林分
A 9 ～ 15 黑黄 砾状 较紧实 多大孔 潮润 较多 明显
B 8 ～ 13 灰黑 砾状 较紧实 多大孔 潮湿 较多 不明显
C ＞ 100 灰白 块状 疏松 大孔 干 少 明显
从表 2 可以看出，对照矸石土壤颜色灰白、
灰黑［4］，以块状和砾状为主，结构很差，矸石较
疏松、干燥，多大孔;土壤成分少，层次过度不明
显。而营造火炬树林分的矸石山土壤风化程度
加大，在降雨、植物、微生物和重力等作用
下［5，6］，表土颜色黑灰、灰黑，质地逐渐变细，砾
状土壤增多，结构逐渐变好，较紧实，湿润，有较
多根系，土层过度明显。
表 3 火炬树林分土壤物理性质分析
类型
饱和含水量
/%
自然含水量
/%
总孔隙度
/%
毛管孔隙度
/%
非毛管孔隙
/%
容重
/ t·m －3
火炬树林分 32． 61 7． 88 43． 69 27． 11 18． 45 1. 608
对照区矸石山 24． 15 5． 74 35． 5 25． 31 19． 53 1. 700
从表 3 可以看出，火炬树林分的土壤含水
量、孔隙度均有所增加，饱和含水量、自然含水
量分别比对照增加了 35． 03%、37． 28%;总孔
隙度、毛管孔隙度分别比对照增加了 23. 07%、
7． 11%;非毛管孔隙和土壤容重逐渐减小，分别
比对照减小了 5． 53%、5． 41%。
3． 2． 2 对化学性质的影响
火炬树林分土壤主要化学性质的测定结果
见表 4。
—41—
表 4 火炬树林分 0 ～ 100 cm土层土壤化学性质分析
类型 坡位 pH
有机质
/%
全量 /% 速效 /mg·kg －1
N P K N P K
对照区矸石山
上 4． 45 10． 64 0． 26 1． 01 0． 91 41． 00 3． 35 59． 89
中 6． 01 13． 27 0． 13 1． 22 1． 06 31． 43 1． 87 65． 31
下 5． 79 33． 50 0． 22 1． 30 0． 60 58． 04 3． 29 54． 23
平均值 5． 41 19． 14 0． 20 1． 18 0． 85 43． 67 2． 84 59． 81
火炬树林分
上 7． 55 13． 43 0． 21 0． 82 0． 78 54． 88 2． 85 114． 81
中 7． 03 55． 49 0． 57 0． 75 0． 41 78． 50 2． 17 90． 34
下 8． 29 9． 25 0． 12 0． 78 0． 69 24． 97 2． 37 90． 03
平均值 7． 62 26． 06 0． 30 0． 78 0． 63 52． 78 2． 47 98． 39
从表 4 中可以看出，对照矸石山与火炬树
林分土壤不同坡位的 pH 有明显不同，矸石山
pH平均值为 5． 41，呈偏酸性，而火炬树林地为
7． 62，表明矸石山营造火炬树林分具有明显改
善矸石山土壤 pH 的作用。在土壤有机质方
面，火炬树林分比对照高出 36． 15%，明显提高
了矸石山的有机质含量。全 N 和速效 N 分别
比对照矸石山高出 50. 00%和 20． 86%;速效 K
比对照矸石山高出 64． 50%，但全 P 和全 K 分
别比对照矸石山低 33． 90%和 25. 88%。可以
看出，矸石山营造火炬树林分对矸石山土壤养
分具有显著的改善作用。
4 小结
①在矸石山上栽植火炬树 7 a 后，林分土
壤的渗透速率明显变小，较对照减少了
18. 86%，稳渗率较对照减少了 57． 73%。林分
土壤在初始入渗阶段减少水分入渗的作用更加
明显。
②火炬树林分能明显改善矸石山土壤表土
颜色，使质地逐渐变细，砾状土壤增多，结构逐
渐变好，较紧实，土层过度明显。饱和含水量、
自然含水量分别比对照增加了 35． 03%、
37. 28%;总孔隙度、毛管孔隙度分别比对照增
加了 23． 07%、7． 11%;非毛管孔隙和土壤容重
分别比对照减小了 5． 53%、5． 41%。
③火炬树林分具有明显改善矸石山土壤
pH的作用，平均值为 7． 62，较对照高出 2． 21。
土壤有机质比对照高出 36． 15%。全 N和速效
N分别比对照高出 50. 00%和 20． 86%;速效 K
比对照高出 64． 50%，但全 P 和全 K 分别比对
照低 33． 90%和 25． 88%，其原因有待进一步研
究。
参考文献
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102 － 105．
著 作 权 声 明
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