全 文 ：皆伐对短轮伐期尾叶桉林地土壤性质的影响①
张正雄1 , 周新年1 , 高　山1 , 林必辉2 , 李勤良2
(1.福建农林大学交通学院 , 福建 福州 350002;2.永安林业集团股份有限公司 , 福建 永安 366000)
摘要:定量分析皆伐对短轮伐期尾叶桉人工林林地土壤理化性质的影响 , 结果表明:皆伐后土
壤容重增大 0.02 g·cm-3 , 土壤结构体破坏率增大1.89%, 最大持水量下降2.15%, 总孔隙度减
小2.25%;土壤养分含量普遍下降 , 其中土壤主要养分如有机质 、全 N 、 水解性 N 、 全 P 、 速
效P 、 全K 、 速效 K等含量分别下降 13.19 g·kg-1 、 0.26 g·kg-1 、 1.60 mg·kg-1 、 0.13 g·kg-1 、5.12
mg·kg-1 、 0.49 g·kg-1和 3.11 mg·kg-1;从森林生态采运角度出发 , 提出减少皆伐作业对林地土壤
破坏的技术措施.
关键词:皆伐;尾叶桉;人工林;土壤理化性质
中图分类号:S782;S752　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1001-389X(2004)02-0111-03
Effect of Clear Cutting on the Physical and Chemical Properties
of Soil in Eucalyptus Forest of Short Period of Cutting in Rotation
ZHANG Zheng-xiong1 , ZHOU Xin-nian1 , GAO Shan1 , LIN Bi-hui2 , LI Qin-liang2
(1.Traffi c college , Fujian Agriculture and Forestry University , Fuzhou 350002 , China;
2.Yong′an Forestry Clique Stock Limited Corporation , Yong′an 366000 , China)
Abstract:The effect of clear cutting on the physical and chemical properties of soil in artificial Eucalyptus Forest of short period of cutting in
rotation analyzed quantitatively.The results show the bulk density of soil and the damage rate of soil structure increased 0.02 g·cm-3 and
1.89% respectively , the saturated water retention of soil and the total porosity of soil decreased 2.15% and 2.25% respectively , the content
of soil nutrient decreased generally after clear cutting.Of them main soil nutrient , such as organic matter , total N , hydrolytic N , total P ,
available P , total K and available K , reduced 13.19 g·kg-1 , 0.26 g·kg-1 , 1.60 mg·kg-1 , 0.13 g·kg-1 , 5.12 mg·kg-1 , 0.49 g·kg-1 and 3.11
mg·kg-1 respectively.Some technological measures of reducing the damage of ecological environment of forest caused by clear cutting are put
forward for the ecological harvesting operation.
Key words:clear cutting;Eucalyptus;artificial forest;physical and chemical properties of soil
森林生态采运研究是林业可持续发展的一项重要研究课题 , 由于可采天然林资源枯竭及国家实施天
然林保护工程 , 人工林已成为目前及今后的主要用材林资源.人工林资源条件不同于天然林 , 其林种 、
树种 、林分结构比较单一 , 大径木较少 , 地表植被少 , 开展以人工林为研究对象的生态采运研究意义重
大[ 1 ～ 3].短轮伐期阔叶林尾叶桉由于其具有速生丰产特点 , 种植尾叶桉既可快速缓解当前可采森林资源
危机的矛盾 , 又可使林业生产经营企业获得较高的经济效益 , 因此它已成为南方人工种植的主要商品林
(用材林)树种之一.研究皆伐对短轮伐期阔叶林尾叶桉林地土壤理化性质的影响 , 对于减少采伐作业
对林地土壤的干扰 , 建立南方人工林生态采运理论具有重要的现实意义.
1　试验地概况
试验地位于永安市燕江木材采购站桂口工区24林班4大班5小班.永安市位于福建省中部偏西 , 东经
116°56′～ 117°47′, 北纬25°33′～ 26°12′;地形地貌属亚热带山地丘陵 , 多为低山和高丘山地;属亚热带季风
气候 , 年平均气温 19.4 ℃, 相对湿度 80%, 年均降水量 1 564.2 mm , 年蒸发量 1 455.5 mm.土壤为花岗片
麻岩发育成的山地红壤 , 土层厚度中 , 海拔 200～ 360 m.迹地前茬树种为 10阔(5年生尾叶桉), 林分平均
①　基金项目:福建省自然科学基金资助项目(E99001);福建省林业厅科学基金资助项目(闽林科[ 2000] 08号文第 3(6)项).
　第 1作者简介:张正雄(1961-), 男 , 福建永定人 , 教授 , 从事生态采运 、 道路运输研究.
　收稿日期:2004-01-12;修回日期:2004-03-04.
福建林学院学报　2004 , 24(2):111～ 113
Journal of Fujian College of Forestry
DOI :10.13324/j.cnki.j fcf.2004.02.004
胸径10.9 cm , 平均树高 8.4 m.灌木主要有苦竹(Pleioblastus sp.)、盐夫木(Rhus chinensis)、山莓(Rubus cor-
chorifolius)、白背叶野桐(Mallotus apelta)等;草本主要有五节芒(Miscanthus floridulus)、弓果黍(Cyrtococcum
patens)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)等.地面平均坡度 17°,伐区面积9.4 hm2 ,总采伐量 237 m3.
2　研究方法
2001年 7月进行伐前调查 ,并采集伐前土样;2001年 9 ～ 11月进行采伐作业生产(作业方式为皆伐);
2002年 9月进行伐后调查 ,并采集伐后土样 .土壤取样方法按森林土壤样品采集与制备国家标准
(GB7830-87)的规定执行[ 4] ,具体如下:皆伐作业前 ,在选定的林地上 、中 、下坡 ,按同一坡向 、同一坡位(同
一等高线)挖一主剖面和一辅剖面 , 共 3个主剖面和 3个辅剖面 , 每一剖面同一土层以多点(3点)取样
法 , 同一剖面不同样点按 0 ～ 20 cm土层(考虑到采伐作业对林地土壤的影响主要在表土层 ,故只取 0 ～ 20
cm的表层土样进行分析)取样 , 供室内分析.土壤水分物理性质样品的采集用环刀(环刀容积为 200
cm3), 每个剖面在 0 ～ 20 cm 土层中部用环刀取土样 , 每个样点取 1个原状土样;土壤水稳性团聚体结
构样品的采集 , 是在土壤湿度不粘铲的情况下每个剖面在 0 ～ 20 cm土层中部取 1个样品 , 保留原状土
样 , 并将其放入铝盒中 , 使其不受挤压而变形;土壤化学性质样品的采集是在每个剖面的 0 ～ 20 cm 土
层中均匀采集 , 并将样品放入塑料袋内 , 贴上标签 , 室内分析前将上中下坡不同剖面风干土样混合均匀
后 , 再用四分法对土样进行分样处理[ 5].皆伐作业后 , 在对应的相同坡位与坡向的伐前取样点附近采伐
迹地上按同样方法取土样 , 进行对照比较.
土壤理化分析按森林土壤分析方法国家标准(GB7830-87 ～ GB7857-87)规定执行[ 4] , 其中土壤水稳性
团聚体测定用机械筛分法(GB7847-87);水分-物理性质测定用环刀法(GB7835-87);土壤有机质用重铬
酸钾氧化-外加热法(GB7857-87);土壤全磷用高氯酸-硫酸酸溶-钼锑抗比色法(GB7852-87);土壤速
效磷用盐酸-氟化铵浸提法(GB7853-87);土壤全氮用高氯酸-硫酸消化扩散吸收法(GB7848-87);土壤
水解性氮用碱解-扩散吸收法(GB7849-87);土壤全钾采用氢氧化钠碱熔-火焰光度法(GB7854-87);土
壤速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法(GB7856-87)[ 4];土壤理化分析数据为同一处理分析结果的平均
值[ 6 ～ 9].
3　结果与分析
3.1　皆伐对土壤物理性质的影响
3.1.1　皆伐对土壤结构稳定性的影响　分析结果表明(表 1), 类型 B(皆伐后迹地土样)表层土壤 >
5 mm团聚体含量(干筛值)比类型 A(皆伐前林地土样)低 5.22%, >5 mm水稳性团聚体含量(湿筛值)下降
5.56%;>0.25 mm水稳性团聚体含量类型 B比类型A下降 5.92%, 结构体破坏率则高出 1.89%.可见 ,
皆伐作业对尾叶桉林地土壤结构稳定性造成了一定的影响.
3.1.2　皆伐对土壤水分
与孔隙状况的影响 　分
析结果表明(表 2), 皆伐
后表层土壤容重增加 ,
持水性能有所下降 , 孔
隙度减小.类型 B 与类
型A 相比 , 土壤容重大
0.02 g·cm-3 , 土壤最大持
水量下降 2.15%, 毛管持
水量下降 1.50%, 土壤
总孔隙度减少2.2 5% ,
表 1　皆伐林地土壤团聚体组成变化(0 ～ 20 cm 土层)
Table 1　Change of soil aggregate composi tion in clear cutting site
土样类型 粒　　　　径 /mm>5 5 ～ 2 2 ～ 1 1～ 0.5 0.5～ 0.25 >0.25
结构体
破坏率
A(皆伐前) 57.78
54.07 14.1813.13 7.495.98 6.376.02 6.522.70 92.3481.90 11.31
B(皆伐后) 52.56
48.51 9.639.10 9.708.47 7.867.48 7.782.42 87.5375.98 13.20
　　注:表中分子为团聚体干筛值(%), 分母为团聚体湿筛值(%);结构体破坏率(%)=
>0.25mm团聚体->0.25 mm 水稳性团聚体
>0.25 mm 团聚体 100%.
非毛管孔隙减少 0.76%, 非毛管孔隙与毛管孔隙比率下降 9.09%.说明皆伐作业时 , 树木倒地及原木在
地面滚动或滑动等对林地土壤产生了压实作用 , 导致土壤容重 、持水性能及孔隙状况发生变化.
112 福　建　林　学　院　学　报 第 24卷
表 2　皆伐对土壤水分与孔隙状况的影响(0 ～ 20 cm 土层)
Table 2　Soil moisture and porosity condition in clear cutting site
土样
类型
容重
/ g·cm-3
持水量 / %
最大 最小 毛管
最佳含水率下限
/ %
孔隙度 / %
总孔隙 毛管 非毛管
非毛管孔隙与
毛管孔隙之比
A 1.32 31.60 23.90 25.95 16.73 41.71 34.25 7.46 0.22
B 1.34 29.45 22.20 24.45 15.54 39.46 32.76 6.70 0.20
3.2　皆伐对土壤化学性质的影响
土样化学分析结果表明(表3), 土壤类型B与类型A相比 , 有机质含量下降 13.19 g·kg-1 , 全N含量
下降 0.26 g·kg-1 , 水解性 N含量下降 1.60 mg·kg-1 , 全 P含量下降 0.13 g·kg-1 , 速效 P 含量下降 5.12 mg·
kg-1 , 全 K含量下降 0.49 g·kg-1 , 速效K含量下降 3.11 mg·kg-1.造成皆伐后土壤养分含量下降的原因主
要有以下几个方面:一是皆伐作业过程中对表土层产生的扰动(包括表土和枯落物的移动);二是皆伐引
起地被物生物量和厚度减小 , 使森林地被物贮水贮养容量降低;三是皆伐后林地乔木 、 亚乔木和林下灌
木都不存在 , 由于失去了林冠对雨水的截留消能作用 , 降雨产生的坡面径流增大 , 使林地有机物矿化释
放的可溶性养分遭受淋失和引起水土流失.
表 3　皆伐作业土壤主要养分含量变化(0～ 20 cm 土层)
Table 3　Contents of soil nutrients in clear cutting site
土　样
类　型
主　　要　　养　　分　　含　　量
有机质
/ g·kg-1
全　 N
/g·kg-1
全　 P
/g·kg-1
全　 K
/ g·kg-1
水解性 N
/mg·kg-1
速效 P
/ mg·kg-1
速效 K
/mg·kg-1
A 36.36 1.03 0.44 13.96 111.40 10.88 22.11
B 23.17 0.77 0.31 13.47 109.80 5.76 19.00
4　结论与建议
皆伐作业对短轮伐期阔叶林尾叶桉人工林迹地土壤造成一定的影响 , 皆伐后土壤容重增大 , 持水性
能下降 , 孔隙度减小 , 通气性变差 , 养分含量降低.但由于尾叶桉径级和出材量较小 , 对土壤造成的干
扰(土壤理化性质的变化)较轻 , 故对今后更新幼苗 、 幼树的生长将不会产生大的影响.
为减少皆伐对林地土壤造成的负面影响 , 建议采取如下技术措施:(1)认真做好伐区工艺设计 , 合理
确定采伐作业方式和采伐面积;(2)伐区作业尽量避开雨季 , 以减小对地表的干扰;(3)皆伐后迹地清理方
式宜采用沿等高线方向布设的条带堆腐法 , 且条带间距应控制在3 ～ 5 m , 尤其是陡坡林地 , 避免使用火烧
法 , 以减少更新初期(伐后 1 ～ 3 a)水土流失和养分淋失 , 同时皆伐后应及时更新 , 尽快恢复植被.
参 考 文 献:
[ 1] 张正雄.山地人工林皆伐作业技术 [ J] .山地学报 , 2002 , 20(6):761-764.
[ 2] 周新年.林业生产规划 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1994.4-137.
[ 3] 赵秀海.森林生态采伐研究 [ M] .哈尔滨:黑龙江科学技术出版社 , 1995.1-142.
[ 4] 中华人民共和国林业部科技司.林业标准汇编(三)[ M] .北京:中国林业出版社 , 1991.87-230.
[ 5] 张万儒.森林土壤定位研究方法 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1984.17-117.
[ 6] 周新年 , 郭建钢.伐区采育作业系统综合效益评价的研究 [ J] .林业科学 , 2000 , 36(6):28-34.
[ 7] 周新年 , 沈宝贵 , 游明兴 , 等.伐区采集作业综合效益评价的研究 [ J] .山地学报 , 2002 , 20(3):331-337.
[ 8] 张正雄 , 赵　尘 , 刘爱琴 , 等.拖拉机集材对人工林迹地土壤理化性质的影响 [ J] .福建林学院学报 , 2003 , 23
(4):309-311.
[ 9] 张正雄 , 周新年 , 刘爱琴 , 等.农用车集材对马杉混交林迹地土壤影响的研究 [ J] .福建林学院学报 , 2004 , 24(1)
:5-7.
(责任编校:卢凤美)
113　第 2期　　　　　　　　　　　张正雄等:皆伐对短轮伐期尾叶桉林地土壤性质的影响