全 文 ：2 02 0年 3月
第 l`期 7 6一7 0
甘 肃 农 业 大 学 学 报
O JU R A NL O F G AU S A NGRIC U L TU R L U AI NV ER SI Y T
第 7 3卷
季 刊
福建柏木荷混交林林地与根际
土壤养分特性的研究
张学武
〔福建省永春碧卿国有林场 , 永春 36 26 06
摘要 : 福建柏木荷混交林林地与根际土壤养分特性研究表明 , 木荷根际对土壤养分的活化
能力大于福建柏 , 这利于混交林中福建柏的生长 。 木荷与福建柏混交两树种种问关系比较协调 ,
混交林根际微区对土壤养分活化程度的提高改善了两树种的养分利用状况 , 这可能是混交林林
地土壤养分高于纯林地且林分生产力高的主要原因之一 。
关键词 : 福建柏 ; 木荷 ; 混交林 ; 林地土 ; 根际土 ; 养分
中图分类号 : 5 79 一4 3 文献标识码 : A 文章编号 : 10 03一 43一5 (2 00 2 )0 1一 0 06 7一 04
福建柏 (凡 ik e n i a h o心i n s i i (D u n n ) H e n r y . e t . T h o m a s ) 属柏科 , 福建柏属只有一种 , 为我
国特有珍贵的速生用材树种之一 , 也是福建省速生丰产林基地建设的主要造林树种之一 。
木荷 ( cS h l’m a s叩 e r b a C a r d n . e t . C h a m p ) 为一[ I茶科常绿大乔木 , 生长迅速 , 材质优 良 , l司时
落叶量大 、 分解快 、 养分含量高 , 不但是我国南方主要用材造林树种之一 , 也是优良的乡
土树种 。 福建柏与木荷混交能明显改善土壤肥力 , 提高林分生产力 f’ ] , 但关于这种改土效益
的机理因素的研究尚未见报道 。 因根际的养分动态与林木的生长关系最密切 , 林木在生长
过程中吸收的养分主要是来自根周围 , 因此研究根际的养分动态对揭示林木生长与土壤养
分供应的关系 , 进而做到科学合理经营具有重要意义 。
1 概况
研究地位于永春碧卿林场碧岭工区 102 林班 巧 大班 4 小班 , 地处东经 1 18 0 2 1 ` , 北纬
25
0
1 8
` , 属亚热带季风型气候 , 年平均降雨量 1 70 m m , 多集中于 2一 9 月 , 年平均相对
湿度 75 % , 平均气温 】.9 5 ℃ , 最高气温 37 ℃ , 最低气温一 1 ℃ , 全年无霜期 2 70 d , >l O℃
的年积温 5 60 ℃ , 年 日照时数 2 OO0 h 左右 。 试验地原为建柏低产林 , 海拔高约 4 85 m , 坡
度 28 “ , 坡向西南 , 土壤类型为山地红壤 , 成土母质为堆积母质 , 土层厚度大于 l m , 腐
殖质层厚度约 9 c m 。
作者简介 : 张学武 ( 19 5 8一 ) , 男 , 福建永春人 , 现为碧卿林场林业工程师 , 主要从事营林生产与科研工作 。
资助荃金 : 福建柏木荷混交林地与根际土壤养分特性的研究
收稿口期 : 2 0 0 2一 0 2一2 3
DOI : 10. 13432 /j . cnki . jgsau. 2002. 01. 013
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2 2 0 0年
林地经炼山后 , 采用块状整地 , 植穴规格 60 c m x 30 c m x 30 c m 。 19 90 年春用一年生
裸根苗上山造林 , 造林密度为 2 50 株小 m Z ( 株行距 2 m x Z . o m ) , 其中混交林采用 2 建柏
1木荷行状混交 。 造林后头 3 年每年除草抚育各 1次 , 并挖除灌木头 、 草头和藤头等 。 共营
建木荷 、 建柏纯林及建柏木荷混交林 3 种林分共约 6 h耐 , 造林前各林分林地土壤肥力基本
一致 , 属 1 类立地级 。 2 00 年 12 月调查各林分生长情况 , 结果见表 1。 目前林分尚未间伐 ,
林下植被主要有芒其骨 、 菠契 、 黄瑞木和乌饭等 。
表 1 10 年生握交林及纯林生长情况
林分 树种组成 现存密度
/株 · h m一 2
平均树高
/m
平均胸径
/Cm
A 建柏纯林
B 混交林
2 39 0 6 3 1
1 5 70 7
.
53
78 0 8
.
36
2 3 50 一
2 3 58 8 3 8
冠幅
/m
3
.
15
冠长
/m
单株材积
/m 3
10
.
60 3 4 1
8
.
5 1 3
.
9 1
0刀3 3 4
0刀 54 0
0
.
02 5 3
蓄积量
/m 3
·
hm
7 9
.
83
84
.
78
19
.
73
104
.
5 1
6 1
.
3 1
ō、é
1
CIJ
-
-
气JOQ厂O一,,、ù气j`Jó、
C 木荷纯林 8 6 2 4 00 0 . 0 26 0
柏荷计建木小
2 材料与方法
2 0 0 0 年 12 月在福建柏 、 木荷纯林及其混交林林分内选择代表性地段 , 分别设置 20 m
x ZO m 的样地各 3 个 , 结合生长量调查的同时 , 在每个样地内按 “ S’ 形路线距树干 50 。m
处多点 ( 6一 8 点 ) 采集 O一40 。m 土层的混合土样 , 即为林地土 ( 全土 ) ; 在每块样地内均
匀选择生长正常的林木 5 株 , 用剥落法采集 0一 40 c m 土层内直径小于 2 m m 细根上粘附的
土壤 , 并弃去根皮剥落物 , 充分混合后作为根际土壤 。 土壤风干后 , 过 .0 25 m m n 筛的土样
供测定全量养分含量及有机质含量用 , 过 2 m m 筛的土样用干测定速效养分含量 。
土壤养分含量按 “ G B 7 8 5 7一 8 7 ” 国标分析方法测定 l2] , 其中有机质的测定采用重铬酸钾
一外加热法 ; 全氮采用凯氏法 ; 水解氮采用碱解扩散法 ; 速效磷采用 .0 03 m ol L/ 氟化钱
一 0
.
0 25 m ol 几 盐酸浸提钥兰 比色法 ; 全磷 、 全钾采用氢氧化钠熔融后 , 全磷用钥兰比色法 ,
全钾用原子吸收光谱法 ; 速效钾用 IN 的 N H 4 O A C 浸提 一原子吸收光谱法 。
3 结果与分折
3
.
1 混交林与纯林地土壤 ( 全土 ) 养分特性
森林土壤养分在 自然环境中是一个复杂的变量 , 林分生长与土壤养分动态变化有着密
切的关系 。 从表 2 看出 , 林地土壤 ( 0一 40 c m ) 有机质 、 全氮 、 全磷含量均以木荷纯林为
最高 , 而土壤全钾含量在 3 种林分中没有明显差异 , 这主要与不同林分的枯枝落叶量和组
成以及树种的生物学特性不同有关 。 速效 N 、 P 、 K 含量以混交林为最高 , 说明林地土壤中
的 N 、 P 、 K 三要素在混交林中受到活化和积累。 研究表明 , 混交林地的土壤有机质 、 全氮 、
第 1 期 张学武 : 福建柏木荷混交林林地与根际土壤养分特性的研究
表 2 纯林与混交林林地土城养分特性
林 分 有机质/ o全氮/ o全磷/% 全钾 /% 水解氮/m g · g k一 , 有效磷 / m g .k g 一 , 速效钾 / m g .k g 一 ,
木荷纯林
混 交 林
福建柏纯林
0刃9 4 0 . 0 63
0
.
0 8 7 0刀 5 6
0
.
0 7 3 0
.
0 4 2
1 5 8 1
1 5 7 8
1
.
5 76
7 8
.
15
8 3
.
5 1
6 9 3 4
5
,
76
7
.
32
4
.
13
87
.
16
1 08
.
3 5
7 8
.
4 1
O八州61ù日Qr,j…,、à,ù2
全磷 、 水解氮 、 速效磷以及速效钾等养分含量比福建柏纯林地分别提高了 28 . 14 % 、 19 . 18 % 、
3
.
3 %
、
20
.
4 %
、
7
.
24 %和 38 . 18 % 可见 , 木荷与福建柏混交能明显地提高土壤养分含
量特别是速效养分含量 , 从而及时供应林木所需的养分 , 这对混交林中福建柏的生长是极
为有利的 , 无疑混交林在培肥地力 、 防治福建柏人工林地力衰退上具有主要意义 。
.3 2 纯林及混交林中福建柏 、 木荷根际土集养分特性
混交林中福建柏 、 木荷与它们纯林根际土的全钾含量相当 , 而其它根际土养分含量不
沦是木荷还是福建柏均是混交林高于纯林 。 混交林中的木荷土壤有机质 、 全氮 、 全磷 、 水
解氮 、 有效磷及速效钾等养分含量分别比其纯林根际土提高了 7 . 74 % 、 4 . 63 % 、 3 . 13 % 、
9
.
58 %
、
56
,
52 %和 3 . 72 % ; 而混交林中福建柏的土壤有机质 、 全氮 、 全磷 、 水解氮 、 有效
磷及速效钾等养分含量分别比其纯林根际土提高了 24 . 17 % 、 17 . 50 % 、 31 . 82 % 、 20 . 74 % 、
89 21 %
、 和 31 . 3 % ( 见表 3) 。 可见 , 福建柏与木荷混交后 , 混交林根际微区对土壤养分
表 3 纯林与混交林根际土城养分特性
林分及土壤种类 有机质
o/
全 氮 全 磷 全 钾 水解氮
/m g
·
k g
-
有效磷
/ m g
·
kg
`
l
速效钾
/ m g
·
kg
一
I
85
.
16
9 3
.
32
89
.
43
7 4
.
07
8
.
74
13
.
6 8
10
.
3 5
5
.
4 7
9 8
.
84
132
.
1 7
115
.
69
8 8
.
0 9
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O
ō勺气j0QUō了叮产ō、ùJ、ù以木荷纯林根际土
混交林中木荷根际土
混交林中福建柏根际土
福建柏纯林根际土
3
.
2 3
3
.
4 8
2
.
9 8
2 4 0
0
.
10 8
0
.
1 13
0
.
0 9 4
0 0 8 0
0
.
0 64
0 06 6
0
.
0 58
0
.
0 44
的活化程度提高了 , 特别是对磷 、 钾两元素活化能力的明显提高 。 说明福建柏与木荷混交
能明显地改善两树种对土壤养分特别是速效磷 、 钾养分的利用状况 。 尤其是福建柏与木荷
混交后 , 福建柏根际的养分状况得到很大程度的改善 , 这可能是福建柏在混交林中增产的
主要原因 。 因根际范围内的养分对林木生长来讲是空间有效的 , 因此混交林比纯林中根际
土壤养分的提高 , 可能是引起混交林地比纯林地土壤养分含量高的主要原因之一 , 这对混
交林林分的生长是相当有利的 。
通过比较可以发现 (表 2 、 表 3 ) , 根际土的全磷 、 全钾含量与林地土相当或表现出略
为亏缺程度 , 这与 A Jun gk 和 K . m e ng e l的研究结果相一致 l3, ` l。 而土壤有机质 、 全 N 及速
效 N 、 P 、 K 等养分含量不论是混交林还是纯林均为根际土高于林地土 。 因林木在生长过程
中分泌有机物质增多 , 微生物活动加剧 , 同时细胞死亡残体分解等 , 可能是有机质在根际
富集的一个原因 ; 而根际土壤中速效 N 、 P 的增加 , 主要是与根际分泌的含 N 有机物质 、
含磷化合物有关 , 加上根际微生物活动旺盛 , 有机质易于矿化 , 从而使 N 素 、 P 素在根际
甘 肃 农 业 大 学 学 报 2 2 00年
富集[5 ]。 此外 , 速效钾在根际土壤中高于林地土壤 , 这与丁应祥研究水杉根际土的性状结果
相一致 l6] 。 总之 , 根际土壤养分的累积与亏缺 , 主要受根际环境中土壤 、 植物 、 微生物供求
关系的影响 。 研究表明 , 木荷纯林根际土壤有机质 、 全氮及速效氮 、 磷 、 钾养分含量分别
比其纯林林地土壤提高了 4 . 87 % 、 14 . 26 % 、 8 . 97 % 、 51 . 74 %和 13 . 40 % ; 福建柏纯林根际
土壤有机质 、 全氮及速效氮 、 磷 、 钾养分含量分别比其纯林地土壤提高了 3 . 90 % 、 .9 59 % 、
6
.
82 %
、
32
.
4 %和 12 . 35 % 。 可见 , 木荷根际对土壤养分的活化能力高于福建柏 , 使得与之
混交的福建柏对养分的利用状况亦得到改善 , 导致混交林中福建柏根际土壤养分含量高于
其纯林根际土壤养分含量 。
总之 , 木荷与福建柏混交后 , 改善了两树种对土壤养分的利用状况 , 这种改善主要来
自于木荷根际微区对养分的高度活化 , 混交林地土壤养分含量高于纯林地土壤养分含量 ,
可能与混交林根际微区对土壤养分活化程度的提高有密切关系。
4 结论与讨论
1 ) 混交林地土壤养分含量较高 , 特别是速效氮 、 磷 、 钾含量在 3种林分中居于最高 。
研究表明 , 混交林地土壤有机质 、 全氮 、 全磷 、 全钾 、 速效氮 、 有效磷及速效钾含量比福
建柏纯林地分别提高 2 8 . 14 % 、 19 . 18 % 、 3 3 . 3 3 % 、 2 0 . 4 4 % 、 7 7 . 2 4 %和 3 8 . 18 % 。 无疑木荷
与福建柏混交在培肥地力 , 防止福建柏人工林地力衰退上具有重要意义 。
2 ) 根际与林地土壤养分特性研究表明 , 不论是木荷还是福建柏 , 其根际对土壤养分均
有不同程度的活化能力 。 两树种混交后 , 它们的根际微区对土壤养分特别是磷 、 钾两元素
的活化程度大大提高了 , 从而改善了两树种对养分的利用状况 , 促进混交林分的生长 , 说
明木荷与福建柏混交后两树种种间关系协调 。
3 ) 混交林比纯林根际土壤养分高 , 可能是引起混交林地土壤养分含量高于纯林地土壤
养分含量的主要原因之一 。
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