全 文 ：第 19 卷第 2 期
1 9 9 5年 6月
南 京 林 业 大 学 学 报
J o r n a ul o f Na n j in g Fo r es t r y U n ie v招 it y
V o l
.
1 9 No
.
2
J n u
.
1 9 9 5
杉木 、擦木 、 柏木等林分下土壤微量元素状况 ’
张焕朝 俞元春
(南京林业大学森林 资源与环境学院 南京 21 0 0 37 )
摘 要 调 查分析 了皖南等低 山丘陵地区 杉木 (`仙刀翻咖。 如砚波由山 ) , 稼木 ( &哪可初3
之韶加` ) , 柏木 (伪尸留翻 s 介月d分站) 不 同林分下 12 个样地土峨剑面的徽贡元素 (铜 、 锌 、 铁 、
锰 、 相 ) 状况 , 分析 了其有效含贡 , 并调查了各林分的林木生长状况 。 通过生态来列比
较法 , 初步探明 了不 同林分下各微 1 元素的变化及其与混交方式下 的差异 。 指出在林
地土峨富含有机质的情况下 , 某些林分下土峨中个别徽量元素的有效蚤仍较低 , 甚至
处于临界水平之下 , 可能存在铜 、 锌 、 相 不足的问题和铁 、 锰富集现象 。 同时认为混交
可改善林地土峨徽童元素状况 。
关健词 衫木 ; 稼木 ; 柏木 ; 土峨徽贡元素
林分类型不同 ,其土壤中的大量元素的状况有较大的差异 ,这种差异及其对林木生长的影
响 ,前人已有论述〔 ’ ] ;但对于不同林分下土壤微量元素的状况 及其对林木生长的影响 , 目前国
内却鲜有论述 。本文是探讨杉木等不同树种的林分下土壤微量元素状况的变异 , 以期揭示林木
生长与土壤微量元素状况之间的相互关系 。
材并和方法
1” 1 年在皖南 低山丘陵区选择杉木 (枷痴妒叨咖 如侧℃白勿 ) 、 擦木 (枷翻价口名 伽二 ) 、 柏木 (`、 -
渺留翻`召 介刀 d冲的纯林及混交林样地的土壤供研究 。
研究地 区处 于中亚热带北缘 . 属亚热带季风 型气候 , 温暖湿润 , 年平均气温约 15 C ~
6] c
,年降雨量 1 6 0 0 m m 左右 。 供试土壤属准黄壤类 , 成土母质为板岩和千枚岩风化物 , 剖面
以黄棕色为主 , B 层色调为 7 . 5 Y R 或更黄 , 多为中壤质 , p H 4 . 5 ~ 5 . 3 , C EC 7 /粘粒 ) 0 . 40 0 , B
层盐基饱和 度大都 < 35 % . 表土层 有机质 含量 为 2 5 . 9 ~ 6 8 . 69 · k g ~ ’ , 其 中多在 40 ~ 5 0
g
·
kg
“ ’ 范围内 。 在这个地区海拔高度 25 0 ~ 40 O m 的坡地上 ,选出上述不同林分类型的样地共
12 块 ,这些样地的林木均未见黄化 、 发紫 、 褐斑 、 簇生 、 畸形等缺乏微量元素的表观症状 。 每块
样地上均挖掘土壤剖面 , 并按 O~ 20 c m , 20 ~ 40 c m . 40 ~ 60 c m 的层次采集土壤分析样品 , 同
收稿日期 19 9一 03一 2 5 修改搞收到 日期 一9 9 4一 11 一 10
国家自然科学基金资助项目
第一作者简介 : 张焕朝 , 男 , 南京林业大学森林资源与环境学院讲师 , 19 8 5 年毕业 于南京农业大学 土化系 , 19 8 8 年获
土坡硕士学位 .现 从事森林土峨的教学 、 科研 工作 , 发表过 “ 云台山森林土壤的特性和分类 ”等 月篇论文 。
一 6 一
1 9 95 年 总第 6 4 期 张焕朝等 : 杉木 、 擦木 、 柏木等林分下上壤微量元素状况
时对每个林分都调查其树高 、胸径等生长状况 ( 表 1 )。
农 l调查地区各样地上的林分生长状况和土维基本性状
Ta b l
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剖 面
号 码
调 查
地 点
林 分
类 型
林 分
年 龄
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平 均
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平 均
胸 径
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.
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.
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.
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.
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.
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注 : ①阔叶树主要有 : 青冈株 (你 ·协必傲 , 目召 妙~ ) 、 合欢。 场 . j . 户“咖 朗` ) 、 苦储 以 、而肋脚` 脚人刊热户 J )等 。
②阔叶树主要有 : 泽树 (` 伪月 , 阴诵脚以讨 ` , 》 、 青冈栋 (〔诊腼如` 产, 召 必洲、 , ) 、 擦木 ( l~ 娜功洲 cdI ~ )等 。
土壤样品经处理后 ,测定了其有效性微量元素 (铜 、 锌 、 铁 、 锰 、 钥 )的含量 : 其中土壤中有效
铜 、 锌用 0 . 1 m o l / L H c 一浸提 ;有效铁用 0 . 0 0 5 m o l / L D T p A 一 0 . 0 1 m o l / L aC C 12一 0 . 1 m o l / L T E A
浸提 ;交换性锰用 1 m of / L 中性 N H 。 O A C 溶液浸提 , 并均在 A A 一 5 0 0 0 型原子吸收分光光度计上
测定 LZ ] 。 而土壤 中的有效钥含量 , 则是用 0 . 2 75 m ol / L 草酸铁 一草酸溶液浸提 , 并用直流等离子
南 京 林 业 大 学 学 报 第 19 卷 第 2期
体发射光谱法 ( oc )P 测定丙 。 分析过程中均用去离子水 , 其电阻值> 0 . 7 M 。 。 测定结果见表 2 。
表 2 各土维剖面徽 t 元素含t
T a从 e 2 A v a派aI 加 e c o ” 妞。 匕 of th e v a d o幽 . 口。 。 n u臼肋 n扭 肠 翻目班p r ol 山 . ” 血 t
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剖 面
号 码
采 样
地 点
林 分
类 型
采样层次
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, k名一 ’ Z n / n , g · 阮g一 l
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林场
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20 ~ 40
40 ~ 6 0
0 ~ 2 0
2 0 ~ 40
2 结果和讨论
2
.
1 各林分下土壤有效性微盘元素含童状况
比较表 2 中 1 2 个上壤剖面表层 (0 一 20 c m ) 的有效态微量元素含量 , 发现杉木林分下土壤
中有效铜含量明显高于其他林分 ( 剖面 6 , 8 为 1 . 20 m g · k g 一 ’ ,剖面 13 为 1 . 05 m g · k g ~ ` ,但剖
面 1 例外 ) ,而且其表下层 ( 2 0 ,一相 c m )的铜 含量也较高 , 说明除了个别例外 , 一般杉林生长有
利于土壤有效铜的积累 。 但是 , 根据一般标准 ,土壤中有效铜的临界值为 l 一 1 · 9 m g · k g 一 ` ,按
8 一
1 9 95 年 总第 64 期 张焕朝等 :杉木 、 擦木 、 柏木等林分下土壤微量元素状况
此衡量 ,整个调查区样本都在不同程度上处于低铜状态 ;其中以杉木林地为轻 ,而其它林分 ,特
别是杉木一柏木混交林和某些松阔混交林地 , 有效铜水平最低 ,可能铜供应不足 z[] 。
杉林下的土壤有效锌含量较低 , 多在 2 . 0 m g · k g 一 ’ 以下 (剖面 6 、 1 1 、 13 分别为 1 · 95 m g
·
kg 一 , 、 1
.
4 5 m g
·
k g 一 ’ 、 1
.
9 0 m g
·
k g
一 ’
)
, 其它林分则均超过 2 . 0 0 毗 · kg 一 ’ ,说明杉木纯林下
土壤中有效锌的积累低于其它林分 。 周学金在福建南平对杉木 、 马尾松 、 楠木等林地对枯枝落
叶层的分析结果也表明 , 锌的全量依次为 14 . 2 、 71 . 3 、 7 4 . 4 m g · k g 一 ’ , 以杉木林枯枝落叶层中
为最低 ,这些数据资料可为旁证川 。 但是 ,杉木林枯落层中锌全量并不因连栽而降低 , 同时各林
分下土壤中有效锌水平除个别杉木林 (剖面 1 1 )外 ,均高于临界值 l( · 5 m g · k g 一 ’ )z[ 〕。 因此 , 尚
不致于出现锌供应不足 。
土壤中有效铁的状况 , 杉林下一般较低 ( 1 68 . 65 ~ 2 16 . 90 m g · k g 一 ’ , 剖面 1 例外 ) , 而其
它林分则含量较高 ( 2 3 6 . 0 ~ 2 61 . 50 m g · k g一 ’ ) ,说明土壤中有效铁的累积也是杉木林最差 。
周学金的分析资料也表明 , 杉木 、 马尾松 、 楠木等林地枯枝落叶层中铁的全量分别为 2 . 97 、
4
.
2 4
、
2
.
8 0 9
·
gk
一 ’ ,即杉木林枯落层中铁的全量低于马尾松林 ,并且因连栽而降低 [’] 。 尽管如
此 , 由于有效铁含量高于 d . 5 m g · k g 一 ’ , 所以这几类林分下的土壤可能都不会缺铁川 。
土壤中交换性锰的含量一般变化不大 ,杉木林下一般在 30 m g · k g 一 ’左右 , 而其它林分如
擦木 、柏木林分下其含量也不低 , 分别为 21 . 30 和 28 . 40 m g · k g 一 ` ,远高于仅为几个 m g · k s 一 ’
的临界值阁 。 说明杉木 、 擦木 、 柏木纯林下土壤交换性锰的累积状况基本相似 。 但在天然松阔混
交林下 , 交换性锰含量则很低 , 可能锰供应不足 。
土壤有效 钥的临界值约为 0 . 15 m g · ks 一 ` s1[ ,杉木林分下土壤有效铂一般为 0 . 16 ~ 0 . 2
m g
·
k g
一 ’ , 含量为中等偏高 , 其它林分如擦木纯林和柏木纯林等大体上也是这样 , 其间差异不
大 , 但某些天然衫阔混交林地 (剖面 5) 和杉木纯林 (剖面 1” 可能因有效钥水平低而影响生长 。
总之 , 杉木 、擦木 、 柏木等 各类林分下土壤微量元素状况 以杉木林为较差 , 有些杉木林地土
壤中的锌 、 钥 、 铜有效含量接近或低于临界值 。 此外 ,某些松阔混交林 (剖面 7 ) 、擦木纯林 (剖面
1 2 )
、 柏木纯林 (剖面 1 5) 以及杉柏混交林 (剖面 1 1 ) .也可能铜供应不足 . 而某些松阔混交林 (剖
面 5) 可能是铂供应不足 。
2
.
2 连栽后杉林土坡微量元素的变化
杉木连栽后 . 其生长状况和土壤中各种养分会发生变化 , 对此前人 已有一些论述 〔’ 〕 , 但论
据和观 .点不尽一致 , 而且未涉及土壤微量元素问题 。
比较表 2 中剖面 7 和剖面 8 表层 (0 ~ 2 0 c m ) 的各微量元素含量 ( 图 l) 可以看出 , 杉木连栽
后 ,土壤中各微量元素均有所增加 , 其中尤以锌 、锰增加最多 ,相对增长率可达 51 %和 53 % ,而
增加最少的有效铁也有 1 % 。 说明连栽后 ,杉林土壤中的某些微量元素有效量不仅没有降低 ,
反而都有不同程度的增加 。另一方面某种微量元素的增加 , 可能导致其它营养元素如磷的活性
降低 。 尤其是铁的增加可能使闭蓄态磷增加 , 从而使磷的有效量降低 。 此外 , 锌对有效磷也有
类似的固定作用 。
2
.
3 杉木 、擦木 、 柏木及其混交林下的土壤微里元素状况
衫木 、擦木 、 柏木混交以后 , 土壤中各微量元素的含量也有相应变化 。 将表 l 中剖面 1 3 、 剖
面 12 和剖面 10 进行比较 ( 图 2 ) 。 由图 2 可见 , 杉擦混交后 ,其林下土壤中微量元素有效含量 ,
与擦木纯林比较 ,铜有较大增加 ,相对增长率可达 40 % ,从而矫正擦木纯林地可能发生的铜供
应不足问题 。 锌也略有增加 , 而铁则稍有降低 ;锰 、 钥则由于表层缺失不便比较 ,但参考表下层
南 京 林 业 大 学 学 报 第 19 卷 第 2 期
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口一代杉木林 回二代杉木林
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图 l 杉木连载后土坡中各徽量元素变化对比
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图 2 杉木 、 擦木及其混交林下 上壤各徽量元素状况比较
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的数据 , 可推测它们也有增加 。与杉木纯林相比 .混交后 . 铜几乎无变化 , 而铁 、 锌则都有较大幅
度增加 , 相对增长率分别为 40 % 和 47 % . 这在一定程度可能有利于防止缺锌 ,但另一方面也可
19 5 年 总第6 4 期 张焕朝等 :杉木 、 撩木 、 柏木等林分下土坡徽量元素状况
能降低有效磷的含量 。 杉木与柏木混交的土壤情况见图 3。 从图 3可见 , 与杉木纯林比较 ,杉 -
柏混交后 ,土壤中铜 、锌 、铁有效含量均有不同程度的降低 , 其中以铜最为严重 ,相对增长率达
一 4 3% ,但尚不致出现缺素问题 ;锰 、 钥的有效含量则有较大增加 ;尤其是钥的增长幅度可高达
6 7%
, 说明杉一柏混交林有利于土壤中锰 、钥的积累 , 同时可能防止钥供应不足 。 与柏木纯林相
比较 , 则情况又有所变化 , 此时 , 杉一柏混交林的铜 、锌有效含量降低很多 (相对增长率分别为
一 3 3%和一 18 % ) ,并且杉木的混入尚不能起到矫正铜供应不足的作用 。 但铁 、钥稍有增加 ,而
锰增加最多 ,相对增长率达 30 % ,表明混入柏木可防止杉木林地锰的不足 。
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图 3 杉木 、 柏木及其混交林下各土壤微量元素状况比较
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3 结 语
据报道 , 我国南方的酸性土壤 , 都有某些微量元素亏缺或富集的记录 ,如铜 、锌 、 钥的亏缺
和铁 、锰的富集等同 。 而一般有机质中又富含各种微量元素 , 因此林地土壤不大可能发生缺乏
微星元素问题 。尽管如此 ,有些学者认为 ,林地虽然土壤有机质充足 ,但其中某些微量元素仍表
现缺乏 。 本文研究结果表明 , 在林地土壤富含有机质的情况下 , 某些林分下土壤中个别微量元
素的有效量仍然较低 ,例如某些杉木 、 杉阔混交和松阔混交林地 , 就有可能存在铜 、 锌 、 钥不足
的问题 , 以及出现铁 、锰的富集现象 。一些混交方式能改善土壤中某些微量元素的有效状况 , 因
此混交不失为改善林地土壤微量元素供应状况的一种有效手段 。
致 谢 本项研 究在野外调查工作中得列小淇林场和蔡家桥林场的帮助 ;在室 内分析浏定时得到本校理化中
心轰听同志和中科院南京土峨阶场文醒同志的带助 , 谨致谢忱 。
1 1 一
南 京 林 业 大 学 学 报 第 9 1卷 第 2期
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