全 文 ：第 32卷　第 3期
2008年 5月
　南京林业大学学报(自然科学版)
　JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)
Vol.32, No.3
May, 2008
不同岩性土壤对皂荚幼树生长及生物量的影响
胡国珠 1 ,武来成 1 ,谢双喜 2＊ ,徐建德 1 ,钟家彬 3 ,杨馥宁 1
(1.江西省林业调查规划研究院 ,江西　南昌　330046;2.贵州大学林学院 ,贵州　贵阳　 550025;
3.江西农业大学园林与艺术学院 ,江西　南昌　 330045)
摘要:采用实验生态学的方法对 6种不同岩性发育的土壤对皂荚生长的影响进行了研究 , 结果表明:皂荚在灰质
白云岩发育的土壤中生长状况最好 , 第 3年树高可达 209.3cm, 最差为石英砂岩发育的土壤中情况 , 树高仅
100.6cm, 并且这种差异随时间越长越明显;地茎的生长与高生长规律一致 , 但变化幅度没有高生长的大;高 、径
生长的差异也反映在生物量上有差异 , 3年生皂荚的生物量 , 以灰质白云岩发育的土壤中最大为 382.61 g,石英
砂岩发育的土壤中情况最差 , 生物量仅为 170.69g。这一结果可指导黔中喀斯特地区进行森林植被恢复及树种
选择。
关键词:皂荚;不同岩性土壤;生长;生物量;喀斯特地区
中图分类号:S718　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1000-2006(2008)03-0035-04
Theeffectsofsoilsfromdiferentparentrocksonthegrowth
ofGleditsiasinensisyoungtrees
HUGuo-zhu1 , WULai-cheng1 , XIEShuang-xi2＊ , XUJian-de1 , ZHONGJia-bin3 , YANGFu-ning1
(1.AcademyofForestryInventoryandPlanningJiangxiProvince, Nanchang330046, China;2.ForestryColegeGuizhouUniversity,
Guiyang550025, China;3.CollegeofLandscapeArchitectureandArt, JiangxiAgriculturalUniversity, Nanchang330045, China)
Abstract:Therelationshipbetweensoilsfrom6 diferentparentrocksandthegrowthofGleditsiasinensiswasstudied,
usingthemethodofexperimentalecology.TheresultsshowedthattheG.sinensisgrewbestonthelimydolomitewitha
209.3cmhighafterthreeyears, butpoorlygrewonthequartzysandstonewithonlyaheightof100.6cm.Thediference
was2.08times, andbecamemoreandmoreobviouswiththetimechange.Theprinciplesofgrowthindiameterand
heightwereconsistent, buttheextentofchangewasnotaslargeastheheightgrowth.Thedifferenceofheightand
diametergrowthalsopresentedadifferenceofbiomassonthesesoils.ThebiomassofG.sinensisatthreeyearsold
reached382.61gonthelimydolomite, andthepoorwasonly170.69gonthequartzysandstone.Itshowedadiference
of2.2 times.ThisresultprovidedthetheorybasisforforestvegetationrestorationandtreeselectioninKarstregionof
Guizhouprovince.
Keywords:Gleditsiasinensis;Rocksoils;Growth;Biomass;Karstregion
　　收稿日期:2007-03-12　　　　修回日期:2007-10-10
　　基金项目:国家 “十五 ”科技攻关项目(2001BA606A-09)
　　作者简介:胡国珠(1978—),男 ,硕士。 ＊通讯作者:谢双喜 ,男 ,教授 ,主要研究方向为喀斯特生态恢复 , shxxie2006@ 163.com。
　　引文格式:胡国珠 ,武来成 ,谢双喜 ,等.不同岩性土壤对皂荚幼树生长及生物量的影响 [ J].南京林业大学学报:自然科学版 , 2008,
32(3):35-38.
　　皂荚(GleditsiasinensisLam.)为落叶乔木 ,产于黄河以南广大地区 ,多栽植于平原丘陵地区 , 8 ～ 15
年生开始结果 ,可持续 50 ～ 80a,树龄可达 300a。木材黄褐色 ,有光泽 ,难以干燥 ,易开裂 ,难加工 ,切面
光滑 ,稍耐腐 ,可作桩 、柱 、室内装修 ,农具 、旋制品及工艺品等用材[ 1-3] 。针对黔中地区 6种不同岩性发
育的土壤 ,采用实验设计的手段 ,进行了为期 3年的观察研究 ,探讨不同岩性土壤对皂荚生长的影响 ,以
期为皂荚培育的合理布局 ,黔中喀斯特地区植被恢复的树种选择提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　研究地概况及供试材料
　　试验在贵州大学造林生态研究室实验生态场内进行 。试验地地处黔中地区贵阳市花溪区(104°34′E,
26°34′N),海拔高度 1 100m,平均气温 15.8℃,最高温度 39.5℃,最低温度 -9.5℃,年降雨量 1 229mm。
供试 6种土体的母岩或母质分别来自于黔中地区的龙里林场(石英砂岩)、贵阳市清镇市云归乡
(变余砂岩)、贵阳市花溪区贵州大学农学院分场(第四纪红色黏土)、贵阳市花溪区彭官村(煤系砂页
岩)、贵阳市花溪区孟关乡(紫色砂页岩)和贵阳市花溪区花溪乡(灰质白云岩)。
为了更直接反映土体与母岩的关系 ,供试土体均为除去了 A层 、植物根系及大块石砾的心土层 ,打
乱之后 ,装运到贵州大学试验场的固定框中(水泥框长 5.0m、宽 1.2m、深 0.5m),每种岩性土壤重复 4
次 ,供试土体的条件及处理见文献 [ 4-6] 。
供试皂荚为 1年生苗 ,当地种源 , 2003年 5月中旬进行定植 ,每小区定植 9株 ,定植后进行适当的管
理。为体现各岩性土体的自然肥力 ,在整个试验阶段均未施肥。试验中每 20d观测一次苗高和地径 ,一直
观测到 2005年 10月末。地径测量用 0.02mm精密度的游标卡尺 、苗高用 3m长的卷尺测量 [ 7] 。
1.2　土壤及生物量测定方法
在每个水泥框中去表层土设 6个点 ,混合采集 500g土样 ,然后风干 、磨细 、过筛 、装瓶待用。
土壤测定方法见文献 [ 8-9] 。其中土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法 -外加热法;全氮采用浓
硫酸和高氯酸消煮蒸馏法;速效氮采用碱解扩散法;全磷采用浓硫酸和高氯酸消煮比色法;速效磷采用
0.5mol/LNaHCO3法;全钾采用 NaOH熔融 ,火焰光度法;速效钾采用醋酸氨浸提 ,火焰光度法;全钙镁
采用原子吸收法 。
皂荚生物量测定采用全挖法。 2005年 10月 ,皂荚生长基本停止 ,还未落叶时 ,在每个重复中选取
树高 、地径接近平均值的 5株 ,共 120株进行生物量测定 ,伐倒后分别对叶 、枝 、干立即称鲜重(1%天
平)。地下部分挖起后 ,简单处理表面泥沙 ,立即用 1%天平称量 ,测定方法见文献 [ 10-12] ,然后分别
取各部位器官样品烘干至恒重 ,求含水率 ,同时分别计算各部分的干重 。
1.3　数据处理
采用 Excel和 SPSS11.0数据处理软件进行数据分析 。
2　结果与分析
2.1　不同岩性土壤的理化性质
　　不同岩性母质发育的土壤营养元素测定结果见表 1。从表 1可以看出 , 6种岩性土壤的不同营养元
素差异程度不同 ,但总体呈现出一致的规律 ,均表现为灰质白云岩要好于其他 5种。
表 1　不同岩性发育土壤的营养元素含量
Table1　Thenutritivecontentsofthesoilsfromdifferentparentrocks
土壤类型
Soiltype
土壤营养状况 Nutritivecontents
c(有机质)/
(g· kg-1)
c(速效 N)/
(mg· kg-1)
c(全 N)/
(g· kg-1)
c(速效P)/
(mg· kg-1)
c(全P)/
(g· kg-1)
c(速效 K)/
(mg· kg-1)
c(全 K)/
(g· kg-1)
c(全C)/
(g· kg-1)
c(全 Mg)/
(g· kg-1)
石英砂岩 0.37±0.02a 23.4±2.48a 0.33±0.017a 1.59±0.26a0.030±0.002a103.7±8.5a 0.43±0.01a 1.02±0.12a 1.64±0.026a
煤系砂页岩 0.96±0.09b 33.2±2.54b 0.55±0.055b 3.01±0.28ab0.168±0.008b150.5±13.8b 1.14±0.05b 1.19±0.32a 2.06±0.07b
紫色砂岩 0.29±0.02a 29.17±1.6c 0.28±0.026c 1.63±0.38a0.056±0.002c 186.5±10c 1.65±0.13c 1.73±0.14b 2.21±0.08c
第四纪黏土 0.75±0.09c30.95±2.51bc0.51±0.027b 3.45±0.17b0.092±0.003d213.1±19.7d 1.42±0.14d 1.23±0.13a 2.07±0.07bd
灰质白云岩 1.02±0.13b 44.38±1.48d 0.4±0.03d 7.55±2.56c0.077±0.001e206.0±13.5dc 2.56±0.17e 2.36±0.12c 2.29±0.12c
变余砂岩 0.74±0.09c 35.19±1.44b0.41±0.026d 1.4±0.08a 0.056±0.002c 141±13.8b 1.70±0.11c 0.85±0.05a 2.04±0.07bd
　　　注:标相同字母的岩性之间没有显著差异 ,显著水平 0.05。
从表 1可知 , 6种岩性土壤之间皂荚能直接吸收的营养成分差异程度不同 ,其中差异最大的速效 P,
相差 5倍 ,速效 K最小 ,近 2倍。出现这种现象主要是因为不同岩性土壤的晶格结构不同 ,营养元素在
释放过程中释放速度不一样 ,以及各元素本身不同 ,释放速度也存在差异 ,因此不同岩性土壤有效养分
不一样 [ 13] 。土壤养分有效性的变化对植物生物量的绝对量和相对量分配及净生产力会产生影响 ,进而
影响到植物的生物量积累 [ 14] 。
2.2　不同岩性土壤对皂荚幼苗幼树生长的影响
植物正常的生长发育需要在合适的土壤 ,而岩性对土壤理化性质有一定的影响 。从表 2可以看出
皂荚的高生长在栽植的第 1年就产生了差异 ,而随着年龄的增长 ,差异更加明显 。
从表 2还可以知道 , 6种岩性中灰质白云岩皂荚的高生长最好 ,增幅最大 , 3年所观测的皂荚高生长
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南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)　　　　　　　　　　　　第 32卷　
变化差异 ,主要是因为不同岩性发育成的土壤有不同的理化性质 ,且它们提供给植物生长所必需的营养
物质在质与量上也有所不同 ,因此其上生长的植物就有不同的反映 。同时也说明皂荚在土壤肥沃 、有效
养分含量高的土壤能长的较好 。
表 2　皂荚苗高 -地径生长状况
Table2　HeightanddiametergrowthofG.sinensisonsoilsfromdifferentrocks
土壤类型
Soiltype
苗高生长 Height 地径生长 Diameter
1a 2a 3a 1a 2a 3a
石英砂岩 20.6a 58.8a 100.6a 0.358a 1.112a 1.725a
煤系砂页岩 16.6a 58.9a 130.6b 0.381a 1.351d 2.100b
紫色砂岩 23.1a 73.1a 143.9b 0.475a 1.627b 2.650c
第四纪黏土 26.4b 71.6a 147.6b 0.537a 1.592b 2.675c
灰质白云岩 29.1b 96.6b 209.3c 0.616b 1.892c 3.350d
变余砂岩 19.15a 62.9a 124.9ab 0.33a 1.278ad 2.15b
F值 3.8　 7.7　 16.1 9.4　　 15.9　　 19.6　　
　　　注:相同字母的岩性之间没有显著差异,显著水平 0.05。
植物的地径生长与高生长极其相似。地径的生长量能反映植物与立地条件的关系。生长力好的土
壤能供给植物较多的物质和能量 。皂荚地径生长在栽植的第 1年就产生了差异 ,且随着年龄的增长 ,差
异更加明显 ,不过高生长高峰出现在夏季 ,而地径的生长高峰主要出现在秋季。
通过 3年观测分析 ,可以看出地径和高的生长所表现出的结果基本一致 。
2.3　不同岩性土壤对皂荚生物量分配的影响
2.3.1　不同岩性土壤中皂荚各部分生物量
表 3　不同岩性土壤中皂荚的生物量
　Table3　ThebiomassofG.sinensisonthesoilsfrom
differentrocks g
土壤类型
Soilstype
生物量 Biomass
总重 干 枝 叶 主根 须根
石英砂岩 170.69 44.93 36.26 34.31 　44.59 10.59
煤系砂页岩 276.19 59.32 52.17 37.74 109.77 17.19
紫色砂岩 308.20 85.90 55.63 54.45 100.23 12.00
第四纪黏土 358.71 97.68 73.87 59.89 108.37 18.90
灰质白云岩 382.61 100.62　 77.32 61.68 125.27 17.71
变余砂岩 208.23 51.03 42.44 37.31 　69.73 　7.73
　　从生长的角度讲 ,植株生物量决定了个体随后
的生长过程以及在特定环境中与其他个体或植物竞
争的能力[ 15-16] 。由表 3可知 , 6种不同岩性土壤上
皂荚的生物量积累程度不同 , 平均总生物量为
288.64 g。其中灰质白云岩性土壤中皂荚干 、枝 、
叶 、根的干重分别占总干重的 26.3%、 20.21%、
16.12%、37.37%;而石英砂岩性土壤中的分别为
26.32%、21.24%、 20.10%、32.32%。分析说明 , 6
种岩性土壤中皂荚比较适合生长在灰质白云岩发育
起来的碱性土壤中。而植物生物量分配对其本身的生长以及生境也具有一定的反馈作用 [ 17] ,这说明生
物量的积累与土壤提供的养分息息相关 ,在土壤养分相对丰富的灰质白云岩土壤中皂荚生长比较旺盛 ,
生物量的积累也比较多。
表 4　生物量与皂荚生长之间的相关矩阵
Table4　ThecorrelationmatrisbetweenthebiomassandtheG.sinensisgrowth
指标 Index 树高 Height 地径 Diameter 全株重Wholeweight
干重
Strawweight
枝重
Branchweight
叶重
Leafweight
根重
Rootweight
树高 1.000 0
地径 0.694 1＊＊ 1.000 0全株重 0.774 9＊＊ 0.791 8＊＊ 1.000 0干重 0.764 0＊＊ 0.747 6＊＊ 0.943 8＊＊ 1.000 0枝重 0.768 1＊＊ 0.789 6＊＊ 0.912 2＊＊ 0.889 3＊＊ 1.0000叶重 0.764 0＊＊ 0.747 6＊＊ 0.943 8＊＊ 1.000 0＊＊ 0.8893＊＊ 1.000 0根重 0.543 7＊＊ 0.597 0＊＊ 0.814 0＊＊ 0.599 9＊＊ 0.5867＊＊ 0.599 9＊＊ 1.000 0
　　　　注:＊＊显著性水平为 0.01。
在 6种不同岩性的土壤中 ,生物量总量地上部分占的比重都较大 ,为 62%左右 ,这主要是供试验的
水泥框是固定的 ,底部也是石头 ,根系不能钻出试验框 ,吸收框外的养分 ,所以地下部分 、地上部分的生
长受到一定的影响 ,生物总量不高。
2.3.2　皂荚高 、径与各部分干重之间的关系
根据相关分析结果可知 ,皂荚地径与全株重 、树干重 、枝条重 、根系重 、叶重均呈极显著相关(表 4)。
这表明皂荚各器官生物量与地径 、树高的相关关系显著 。通过对皂荚各器官生物量与树高 、地径相关分
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　第 3期　　　　　　　　　　　　胡国珠 ,等:不同岩性土壤对皂荚幼树生长及生物量的影响
析可知 ,皂荚的树高与各器官生物量关系密切 ,可作为估测皂荚各器官生物量的重要因子 。
3　结　论
(1)不同土壤中皂荚的生长有明显差异:不同岩性发育的土壤由于在理化性质上的差异 ,它们提供
给植物所必需的营养物质在质与量上存在不同 ,其上生长的植物的发育也不同 ,通过 3年的试验结果表
明 ,皂荚在 6种不同岩性土壤中的生长有明显的差异 ,且随着年龄的增大 ,差异越明显。其中以灰质白
云岩发育的土壤中的高 、径生长及生物量积累表现最好 ,紫色砂岩 、第四纪黏土发育的土壤较好 ,煤系砂
页岩 、变余砂岩发育的土壤其次 ,石英砂页岩发育的土壤较差 。
(2)根据对第 3年末皂荚在不同岩性土壤上生物量分配的分析发现 ,在 6种岩性之间的生物量存
在显著差异 ,总量最大的是灰质白云岩 ,其余依次为第四纪黏土 、紫色砂岩 、变余砂岩 、煤系砂页岩和石
英砂岩 ,这和 6种岩性之间的形态观测结果一致。
(3)该研究以贵州省黔中地区主要岩性发育的土体为研究对象 ,此次研究表明皂荚在灰质白云岩
发育的土壤中生长良好 ,这可指导贵州省喀斯特地区森林植被的恢复及树种选择 。
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(责任编辑　郑琰燚)
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