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带状改造对柏木林土壤性质的影响



全 文 :西北林学院学报 2015,30(3):21~27
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2015.03.04
带状改造对柏木林土壤性质的影响
 收稿日期:2014-07-21 修回日期:2014-12-03
 基金项目:国家“十三五”科技支撑计划课题(2015BAD07B04)。
 作者简介:雷静品,女,研究员,研究方向:森林生态学、树木年轮生态学。E-mail:leijp@caf.ac.cn
雷静品1,李 璐2,王鹏程2,肖文发3,庞晓瑜1,黄志霖3
(1.中国林业科学研究院 林业研究所,北京100091;2.华中农业大学 园艺林学学院,湖北 武汉430070;
3.中国林业科学研究院 森林生态环境与保护研究所,北京100091)
摘 要:研究了不同带宽改造带(10、15、20m与25m)和不同树种改造带对重庆云阳柏木林土壤
性质的影响。结果表明:与柏木林相比,不同带宽改造带的土壤容重在2个土层内均有所降低,土
壤孔隙度在0~20cm土层内有所增加,在20~40cm土层变化不一,有机质含量在一定程度上有
所增加,0~20cm层土壤有机质提高幅度>20~40cm层土壤。各改造带0~20cm和20~40cm
层土壤的pH值普遍比柏木林有所降低;4种带宽改造带0~20cm和20~40cm层土壤全P含量
整体降低,有效P含量增加,15m带宽改造带0~20cm和20~40cm层土壤全N、水解N含量降
低,其他3种宽度改造带土壤全N、水解N含量整体增加,4种宽度改造带0~20cm和20~40cm
层土壤全K速效K含量整体降低。刺桐、刺槐2树种改造带的0~20cm和20~40cm层土壤的
孔隙度和pH值整体增加,容重整体减小,刺桐改造带土壤的有机质含量有明显提高,刺槐改造带
的土壤有机质含量却呈下降趋势,刺桐改造带0~20cm和20~40cm层土壤全K含量明显提高,
2个土层的全N、有效P含量和20~40cm土层的全P含量有所提高,刺桐改造带2个土层的水解
N、速效K含量明显降低,0~20cm土层的全P含量有所下降。刺槐改造带的土壤养分变化具有
较大的差异性,为柏木林人工林改造提供科学依据。
关键词:带状改造;树种;土壤性质
中图分类号:S791.41   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2015)03-0021-07
Influences of Strip Reform with Different Widths and Tree Species on Soil Property
in Cupreressus funebris Plantation
LEI Jing-pin1,LI Lu2,WANG Peng-cheng2,XIAO Wen-fa3,PANG Xiao-yu1,HUANG Zhi-lin3
(1.Research Institute of Forestry,Chinese Academy of Forestry,Beijing10091,China;2.College of Horticulture &Forestry
Sciences,Huazhong Agricultural University,Wuhan,Hubei 430070,China;3.Research Institute of Forest Ecology,
Environment and Protection,Chinese Academy of Forestry,Beijing100091,China)
Abstract:Influences of forest strip reform with different widths(10m,15m,20m,and 25m)and differ-
ent tree species(Robinia pseucdoacaciaand Erythrina variegata)on soil property in Cupreressus funebris
plantation were examined.Compared with the soil of pure C.funebris plantation,the soil bulk densities of
al the reformed plantations decreased in the two soil layers(0-20cm and 20-40cm).The soil total po-
rosity overal increased in 0-20cm layer but changed differently in 20-40cm layer.Soil organic matter in
two layer increased in a certain degree,and the increment in 0-20cm layer was higher than in 20-40cm
layer.The pH of two soil layers decreased after reform.The soil total phosphorus(P)declined and availa-
ble P increased in two layers in al reformed strips.The total nitrogen(N)and available N of the soil of
15mstrip reform declined.While the total N and available N increased in two layers of the strip reform
with other three widths.The total potassium(K),available K reduced in two layers of different strip re-
forms.The soil structure in two layers changed in the strip reform with two different tree species.The soil
total porosity and pH increased,but the soil bulk density declined.Soil organic matter of the strip reform
with E.variegataincreased significantly,while decreased with R.pseucdoacacia.Soil total K of strip re-
form with E.variegate increased significantly,total N and available P in 20-40cm layer increased to
some extent,hydrolysable N,available K declined.Total P declined in 0-20cm layer.The changes of
soil nutrients in the strip reform with R.pseucdoacaciapresented significant difference.The results would
provide a scientific base for Cupressus funebris plantation improvement.
Key words:strip reform;tree species;soil property
  土壤是森林生态系统的重要组成部分,为森林
生长提供所需的养分,土壤性质直接关系到森林土
壤的功能以及森林土壤生产力的可持续发展[1]。良
好的土壤状况有利于林地长期生产力的维持,而长
期种植林分组成单一、群落结构简单的人工林会使
土壤状况恶化,如土壤容重增加,孔隙度降低,土壤
结构恶化[2-3],林地土壤肥力下降[4],土壤养分含量
降低[5]。影响土壤性质的因素包括:成土母质[6]、林
分密度[7]、林龄[8]、树种组成[9]、群落类型[10]、凋落
物分解[11]、人类的干扰活动[12-13]等,其中人类活动
对土壤性质的影响较为明显[14]。通过林分改造改
善土壤状况、保持土壤健康已经成为了森林土壤的
研究热点,有学者已经就如何对纯林进行改造以提
高土壤肥力进行了相关研究[15-16],带状改造明显改
变林内环境,改造效果好于择伐改造和间伐改
造[17],而在纯林改造时补植阔叶树种,形成针阔混
交林能够改善林地土壤[18]。但是,对改造带的形式
和树种选择的理论依据比较贫乏[19]。本研究通过
研究柏木(Cupressus funebris)纯林、不同宽度改造
的林分和补植不同阔叶树种后的林分土壤理化性质
变化,对土壤特性进行了对比分析,了解不同带状改
造对土壤性质的影响,为今后柏木人工林以及人工
针叶林的改造提供科学依据。
1 研究地概况与研究方法
1.1 研究地概况
试验地点位于重庆市云阳县长江林场,地处
108°24′-109°14′E,30°34′-31°27′N,属于大巴山
脉,海拔250~800m,属于中亚热带湿润气候,年平
均气温17.4℃,年平均降雨量1 100mm,无霜期
332d,植被属亚热带常绿阔叶林区,主要林分是郁
闭度0.60到0.85不等的柏木人工林,林分营造于
20世纪60年代,现在平均胸径为9cm,平均树高
8m。因造林密度较大且树种单一,20世纪90年代
初受柏木叶蜂危害严重[20]。
1.2 研究方法
1.2.1 改造带处理方法 为了减缓虫害,保证林分
健康,2006年对长江防护林带的柏木人工林用皆伐
的方式进行了林分改造。具体方法为在柏木林中连
续设置宽10、15、20m与25m,长50m的带状改造
带,4种宽度的改造带长度平行于长江,宽度随山势
向上向柏木林内延伸,分别称为10m改造带、15m
改造带、20m改造带和25m改造带。改造带中的
柏木皆伐后,保留原有物种,使其自然生长。同时在
柏木林中设置了2个20m×100m的改造带,长度
方向平行于等高线,宽度沿山体向上。把改造带内
的柏木全部除去,留下其他物种后,分别补栽刺桐
(Erythrina variegata)和 刺 槐 (Robinia pseuc-
doacacia),使其自然生长,分别称为刺桐改造带和
刺槐改造带。
1.2.2 土壤样品采集方法 2008年分别在各改造
带及其相邻的上林缘处、与各改造带相邻的下林缘
处、与改造带相距5m的柏木林内和与改造带相邻
10m的柏木林内,对0~20(含20)cm、20~40(含
40)cm 2个土层,沿长度方向分别随机采集土样3
次,每次取1kg土样带回。同时,在6个改造带内、
各改造带相邻的上林缘处、下林缘处、与改造带相距
5m以及10m的柏木林内,对上下2个土层分别用
环刀取样法取样3次,将样品带回。
1.2.3 土壤性质测定方法 根据森林土壤国家行
业标准[21],土壤容重环刀法测土壤容重;电位法测
土壤酸碱度;重铬酸钾氧化-外加热法测土壤有机碳
含量;流动注射法测土壤全N含量;碱解-扩散法测
土壤水解N含量;流动注射法测土壤全P含量;碳
酸氢钠浸提法测土壤有效P含量;火焰光度计法测
土壤全K含量和土壤有效K含量。
使用 Office 2007进行相应数据处理和制图、
SPSS 17.0软件进行方差分析。
22 西北林学院学报 30卷 
2 结果与分析
2.1 不同宽度带状改造对土壤性质的影响
2.1.1 对土壤pH值与有机质的影响 不同土层
的土壤有机质含量在不同带宽的带状改造后均有所
提高(表1),其中,10m改造带0~20cm和20~40
cm 土层的有机质含量分别升高了 62.3% 和
67.8%,15m改造带上下土层的有机质含量提高了
37.7%和14.1%,20m改造带2个土层的有机质含
量提高了39.1%和21.5%,25m改造带上下土层
的有机质含量则提高了55.4%和10.3%。改造带
宽度对0~20cm和20~40cm 2层土壤有机质含
量无显著影响(p<0.05)。
4个带宽不同土层的土壤pH值与柏木林相比
都有所降低(表1),其中0~20cm层的土壤pH值
分别降低了0.1个单位、0.23个单位、0.74个单位
和0.02个单位,4种带宽0~20cm土层的土壤pH
值均>20~40cm土层的土壤pH值。
表1 不同宽度改造不同土层土壤有机质和pH值分析
Table 1 Soil organic matter and pH value in different soil layers
with different widths strip reform
改造林带
宽度/m
有机质/(g·kg-1)
0~20cm 20~40cm
pH
0~20cm  20~40cm
对照 20.04b 17.57a 8.00a 8.11a
10  33.11a 29.48a 7.90a 8.04a
15  28.10a 20.05a 7.77a 7.79a
20  28.37a 21.36a 7.26a 7.45a
25  31.70a 19.38a 7.98a 8.10a
注:对照为与改造带相邻的柏木纯林。同列相同字母表示差异不显
著,p<0.05。下同。
2.1.2 对土壤容重和孔隙度的影响 10、15、20m
和25m改造带中,0~20cm土层的土壤容重分别
降低了3.56%、11.3%、10.21%和9.8%,20~40
cm 土层土壤容重分别降低了7.14%、9.35%、
8.95%和7.43%。可见,改造带宽度对土壤容重的
变化具有一定的影响,上层土壤的容重降幅均大于
下层土壤,15m改造带土壤容重变化最大,20m改
造带次之,10m改造带土壤容重降幅最小。
柏木纯林经不同宽度的带状改造后,土壤孔隙
度有不同程度的改变(图2),10、15、20m和25m
改造带0~20cm土层的土壤孔隙度与柏木林相比
分别增加了11.53、16.19、9.99和0.86。20~40
cm层土壤孔隙度变化趋势不一,10m改造带与20
m改造带20~40cm层的土壤孔隙度比柏木纯低了
5.03和8.58,15m改造带和25m改造带却高了
9.1和2.27,上下2层土壤的孔隙度受改造宽度的
影响并无显著差异 (p<0.05)。
图1 不同宽度改造带不同土层土壤容重的变化
Fig.1 Soil bulk density of different soil layers wtih
different widths strip reform
图2 不同宽度改造带不同土层土壤孔隙度的变化
Fig.2 Soil total porosity in different soil layers with
different widths strip reform
2.1.3 对土壤养分的影响 土壤养分受不同宽度
带状改造的影响(表2),10m和20m带宽改造带
0~20cm 层土壤全P含量分别比柏木林减少了
0.139g·kg-1和0.079g·kg-1,15m和25m带
宽改造带0~20cm层土壤全P含量分别比柏木林
增加了0.1g·kg-1和0.006g·kg-1,而各改造带
经过林分改造后20~40cm层土壤的全P含量均低
于柏木纯林。不同宽度改造带上下2层土壤的有效
P含量经过带状改造后均有所增加,10m 改造带
0~20cm 和20~40cm土层有效P含量比柏木纯
林高了3.47mg·kg-1和1.2mg·kg-1,15m改造
带上下土层有效P含量比柏木纯林增加了1.62mg
·kg-1和0.5mg·kg-1,20m改造带2个土层的
土壤有效P含量比柏木纯林高3.34mg·kg-1和4
mg·kg-1,25m改造带的2个土层有效P含量则
提高了3.2mg·kg-1和0.9mg·kg-1。不同带宽
之间的土壤全P含量差异显著;改造带宽度在0~
20cm土层对有效P含量影响显著,在20~40cm
层土壤对有效P含量却无显著影响。经过改造后,
土壤pH值趋向于中性,磷的有效性有所增加,同时
土壤有机质含量的提高也增加了磷的有效性,这些
因素都可能促使土壤中有效P含量的提高。
32第3期 雷静品 等:带状改造对柏木林土壤性质的影响
10、20m和25m3个带宽改造带的土壤全 N
含量分别比柏木林高0.62、0.3g·kg-1和0.33g
·kg-1;而15m改造带土壤全N含量却低了0.13
g·kg-1。10m改造带、25m改造带0~20cm和
20~40cm层土壤的水解N含量均比柏木林高,其
中0~20cm土层的土壤水解N含量分别比柏木林
高了40.6%和53.2%;15m带宽改造带0~20cm
和20~40cm层土壤水解N含量比柏木林低,带状
改造后20m改造带上层土壤水解 N含量升高了
1.02mg·kg-1,下层土壤的水解 N含量却降低了
14.3%。不同宽度的改造带内土壤的全 N含量和
水解N含量具有显著差异。
10、25m带宽改造带和20m带宽改造带0~
20cm 土层的土壤全 K 含量分别比柏木林低了
22.3%、6.12%和14.9%,15m带宽改造带和20m
带宽改造带20~40层的土壤全K含量与柏木林比
有所增加,其中15m带宽改造带土壤全 K含量提
高了12.6%。林分改造后土壤速效 K的含量均低
于柏木纯林,速效K含量在10、15、20m和25m改
造带上层土壤中分别减少了24.72、29.84、21.48
mg·kg-1和19.67mg·kg-1,土壤全K含量和土
壤速效K含量在不同宽度的改造带中差异显著。
表2 不同宽度改造土壤养分分析
Table 2 Soil nutrition of different soil layers with different strip widths reform
处理
土层深度
/cm
全P
/(g·kg-1)
有效P
/(mg·kg-1)
全N
/(g·kg-1)
水解N
/(mg·kg-1)
全K
/(g·kg-1)
速效K
/(mg·kg-1)
柏木林 0~20  0.591±0.012a 2.34±0.61a 0.87±0.18a 95.61±0.53a 15.57±0.31a 135.3±2.60a
20~40  0.59±0.021A 3.40±0.38A 0.68±0.095A 86.50±0.74A 14.95±0.34A 108.1±2.70A
10m 0~20  0.45±0.02b 5.81±0.55a 1.49±0.09b 174.02±4.30b 12.09±0.06b 110.6±0.92b
20~40  0.44±0.006B 4.60±0.23A 1.12±0.072B 89.50±4.00A 11.24±0.27B 61.8±2.90B
15m 0~20  0.60±0.03a 3.96±2.00a 0.74±0.10a 73.74±2.77c 17.10±0.07c 105.5±2.05c
20~40  0.58±0.012A 3.90±1.69B 0.58±0.082A 63.16±4.30B 16.23±0.38A 87.1±0.24C
20m 0~20  0.51±0.045b 5.68±0.82a 1.17±0.06a 96.63±4.61a 14.52±0.15d 113.9±0.30b
20~40  0.53±0.021C 7.40±1.45B 0.86±0.05A 74.12±2.90A 15.27±0.11B 91.9±0.59D
25m 0~20  0.60±0.021a 5.54±1.80b 1.20±0.034a 134.47±1.80d 13.40±0.21e 115.7±0.55c
20~40  0.59±0.011A 4.30±0.48A 0.78±0.04A 132.53±1.80C 14.10±0.06C 93.0±0.32E
2.2 不同树种带状改造对土壤性质的影响
2.2.1 不同树种带状改造对土壤有机质与pH 值
的影响 在改造带内种植不同树种致使土壤有机质
含量产生变化,与柏木林相比,刺桐改造带0~20
cm和20~40cm层的土壤有机质含量分别上升了
9.16%和63.1%,而刺槐改造带则降低了28.49%
和28.46%。刺桐、刺槐改造带的土壤pH 值相比
柏木林都有提高,刺桐改造带和刺槐改造带0~20
cm层的土壤酸碱度分别增加了0.2个单位和0.3
个单位,20~40cm层则提高了0.16个单位和0.27
个单位(表3)。
表3 不同树种改造带土壤有机质和pH值分析
Table 3 Soil organic matter and pH value of different soil layers
with different tree species reform
处理
土层深度
/cm
有机质
/(g·kg-1)
pH
柏木林带 0~20  33.52a 7.69a
20~40  20.13A 7.80a
刺桐林带 0~20  36.59a 7.89A
20~40  32.86A 8.10A
刺槐林带 0~20  23.97a 7.85a
20~40  14.41B 8.07A
2.2.2 不同树种带状改造对土壤孔隙度和容重的
影响 在改造带内引入阔叶树种后,土壤孔隙度有
所改变(图3),补植刺桐后,改造带0~20cm和20
~40cm 2个土层的土壤孔隙度分别比柏木纯林提
高了4.85和8.67。与柏木林相比,刺槐改造带0~
20cm土层的土壤孔隙度下降了0.44,而20~40
cm土层的土壤孔隙度则增加了2.16,刺桐改造带2
土层的土壤孔隙度都高于刺槐改造带。补植的树种
种类对改造带内土壤孔隙度的影响并不显著。
与土壤孔隙度的相反,引入阔叶树种后,刺桐改
造带2个土层的土壤容重均呈降低的趋势,刺槐改
造带0~20cm层的土壤容重有所上升,20~40cm
层的土壤容重有所下降。补植树种的物种对土壤容
重的影响不显著。改造带间土壤孔隙度和容重的不
同也许是因为林分物种组成影响了土壤有机质含
量,不同群落下土壤动物和微生物的种类与活动也
有所不同。
2.2.3 不同树种带状改造对土壤养分的影响 不
同树种带状改造对土壤养分的影响不同(表4),改
造带内引入刺桐后,0~20cm土层的全P含量比柏
木纯林减少了0.006g·kg-1,20~40cm层的全P
含量则升高了0.03g·kg-1,但引入刺槐后上下
2个土层的土壤全P含量比柏木纯林减少了0.041
g·kg-1和0.01g·kg-1。而不同树种改造带土壤
有效P含量均呈上升趋势,刺桐改造带0~20cm和
20~40cm层土壤有效P含量分别增加9.2mg·
kg-1和24.4mg·kg-1,刺槐改造带0~20cm和
42 西北林学院学报 30卷 
20~40cm层土壤有效P含量分别升高了49.9mg
·kg-1和47.6mg·kg-1,补植的树种种类对改造
带20~40cm层土壤的有效P含量具有显著影响。
图3 不同树种改造带不同土层土壤孔隙度的变化
Fig.3 Soil total porosity of different soil layers wtih
different tree species plots
2种不同树种改造带与柏木林相比土壤全N含
量均有增加,刺桐改造带0~20cm土层和20~40
cm土层的土壤全N含量增长了28.5%和22.8%,
刺槐改造带0~20cm土层和20~40cm土层的土
壤全N含量增幅为5.6%和1.27%。引入刺桐后
改造带内上下2层土壤的水解 N含量分别减少了
24.6%和41.7%,与柏木林相比刺槐改造带0~20
cm层的土壤水解N含量降低10.6%,20~40cm
层含量则提高了0.68%,刺桐、刺槐改造带0~20
cm和20~40cm层土壤水解N含量差异显著。
图4 不同树种改造带不同土层土壤容重的变化
Fig.4 Soil bulk density of different soil layers with
different tree species reform strip
改造带内上下2层土壤的全 K含量在引入刺
桐后增加了3.03g·kg-1和2.92g·kg-1,引入刺
槐后则降低了0.92g·kg-1和1.49g·kg-1。2种
树种改造带不同土层的速效 K含量相比柏木林都
有所降低,其中刺槐改造带上下2层土壤的速效 K
含量分别比柏木林低了56.7mg·kg-1和35.8mg
·kg-1。不同树种0~20cm和20~40cm层土壤
全K含量差异显著,且速效K含量差异显著。
表4 不同树种改造不同土层土壤养分分析
Table 4 Soil organic matter of different soil layers with different tree species reform strip
处理
土层深度
/cm
全P
/(g·kg-1)
有效P
/(mg·kg-1)
全N
/(g·kg-1)
水解N
/(mg·kg-1)
全K
/(g·kg-1)
速效K
/(mg·kg-1)
柏木林 0~20  0.58±0.018a 11.9±5.8a 1.23±0.28a 117.50±11.60a 15.29±0.23a 142.5±2.27a
20~40  0.54±0.008A 22.6±6.0A 0.79±0.24A 88.30±1.89A 14.80±0.29A 107.5±2.23A
刺桐 0~20  0.57±0.044a 21.1±7.7a 1.58±0.30a 89.37±0.01b 18.32±0.15b 110.0±0.36b
20~40  0.57±0.108A 47.0±5.5A 0.97±0.22A 51.48±0.20B 17.72±0.12B 93.0±0.41B
刺槐 0~20  0.54±0.008a 61.7±4.2b 1.30±0.17a 105.50±0.16a 14.37±0.09c 85.8±0.27c
20~40  0.53±0.014A 70.2±1.8B 0.80±0.10A 88.63±0.12A 13.31±0.06C 71.7±0.04C
3 结论与讨论
不同的林分改造对土壤的理化性质有不同的影
响,不同宽度的带状改造对土壤性质影响不同。不
同宽度改造带的土壤孔隙度均有所增加,土壤容重
有所下降,与王树力[22]等的研究一致。不同宽度改
造带内有机质含量升高,表层有机质含量与柏木林
有明显差异,改造带内pH 值降低,更接近中性,与
柏木林相比差异不明显,与毛波[17]等的研究相同。
带状改造对土壤全N、全P、全K含量和土壤养分的
影响因带宽的差异而有所不同,4种带宽改造带上
下土层土壤的养分含量变化有显著差异,与毛波[17]
等、张春雨[23]等对林隙的研究结果一致。10cm和
20cm带宽改造带上下土层的土壤全P含量与柏木
林相比都有降低,15cm和25cm带宽改造带0~20
cm层的土壤全P含量与柏木林相比有所增加,而
20~40cm层的土壤全P含量则有所降低;土壤有
效P含量与柏木林相比都有增加;20m带宽改造带
的土壤全N含量上下2个土层相比柏木林都有增
加,水解N含量0~20cm层有所增加而20~40cm
层却有所降低;10、15m带宽改造带和20m带宽改
造带0~20cm层的土壤全K含量相比柏木林有所
降低,而15m带宽改造带和20m带宽改造带20~
40cm层的土壤全 K含量却有所增加;4种带宽改
造带的土壤速效K含量与柏木林相比都有所降低。
从对土壤性质的影响考虑,20m带宽改造带的总体
结果要好于其他宽度的改造带。
经过带状改造后,改造带内的光照条件和通气
52第3期 雷静品 等:带状改造对柏木林土壤性质的影响
状况都得到了不同程度的改善,小气候条件、土壤水
气状况有所差异,使得新形成的林分在物种组成上
有所差异,改变了原有的植被类型,从而影响了地表
凋落物和土壤根系,同时,凋落物的分解条件、土壤
微生物的生活状况都发生了不同程度的变化,分解
速度也会有相应的变化,枯落物的分解对土壤的性
质产生影响[11,24-25]。不同的地面凋落物和土壤水热
状况影响了土壤的有机质含量,而土壤有机质是土
壤的重要组成成分,不仅对保持土壤肥力有着重要
的意义[26],在土壤形成和土壤性质的改良中也起重
要作用[27]。同时土壤有机质的含量对土壤容重也
有影响,土壤有机质有利于土壤团聚,而改造措施的
实施影响了土壤有机质的含量,从而改变了土壤孔
隙度[18]和土壤容重。土壤容重的变化程度因改造
带宽度和土壤层次的不同而不同,上层土壤的容重
比下层土壤低,这与王树力[22]等的研究一样。0~
20cm层土壤容重降低的原因可能是由于改造后,
上层土壤有机质含量明显升高,这降低了0~20cm
土层的容重,另外林内生物种类有所改变,植物根系
发生了变化,也使得土壤容重发生变化;但随着时间
的增加,20~40cm层土壤容重在带状改造作用下
的变化规律还需要进一步的研究。去除柏木后,林
内光照强度增加,通气状况改善,腐殖质分解速度加
快,酸性物质生成增多,使土壤pH 值下降,而腐殖
质的分解对土壤上层的影响比下层大,使得0~20
cm层土壤的酸性高于下层土壤。上述经带状改造
后发生变化的条件都会对土壤肥力产生影响,使土
壤养分含量发生变化。
不同的植被类型和人为经营措施都会影响土壤
中的养分含量[22,28-30],在改造带内引入阔叶树种后
2个土层的土壤结构均发生了变化。土壤容重在不
同的植被类型中表现出了明显差异[31-32],刺桐改造
带土壤孔隙度有所增大、土壤容重都有所下降,这与
邓仕坚[12]等对不同树种混交林及其纯林的土壤孔
隙度和容重的研究结果一致;刺槐改造带0~20cm
层土壤容重增大、孔隙度下降,而0~40cm层土壤
容量下降、孔隙度增大。在引入刺槐后,改造带内土
壤的有机质含量显著升高,而引入刺槐后却有所降
低,在改造带内引入不同的阔叶树种会使地面凋落
物有所不同、也会引起根系分泌物和根系残体的差
异,使得土壤腐殖质成分和分解速度有所差异,同时
土壤的水热条件也因树种的不同而不同,这些因素
都可能是不同树种改造带土壤有机质含量不同的原
因。刺桐改造带和刺槐改造带的土壤酸碱度皆呈上
升趋势,不同树种对盐离子在种类和量上的选择性
吸收可能会使土壤酸碱度在不同程度上升高。刺桐
改造带内0~20cm层和20~40cm层的土壤全N
含量、全K含量和有效P含量均呈上升趋势,水解
N和速效的K含量却有所减少,全P含量0~20cm
层有所下降,20~40cm层却有所提高;刺槐改造带
土壤养分的变化差异较大。不同树种改造带N、P、
K含量的差异可能是因为引入不同树种后土壤养分
积累,林分的群落结构和林内小气候发生了不同的
变化,地面枯枝落叶和土壤腐殖质的性质也有所差
异,因此土壤养分的积累和消耗有所不同,这些因素
都会影响改造带土壤养分的含量。这与李靖[8]等、
邓仕坚[9]等和王树力[22]等的研究结果有些差别,可
能是因为李靖[8]等研究的对照组是农田,邓仕坚[9]
等和王树力[22]等则是马尾松林和落叶松林,不同林
地的理化性质不同。刺槐改造带表层土壤容重的升
高、孔隙度和有机质含量的降低说明了在进行林分
改造时,选择合适的树种营造混交林是很重要的。
比较2个树种改造带的土壤特性变化,在柏木纯林
内引入刺桐的改造效果要优于刺槐。
对人工纯林进行改造时补栽不同的阔叶树种,
有利于生态系统的回复和群落演替的演变。林分中
的植物与土壤互相作用,植被是影响土壤发育的重
要因素,营造针阔混交林能提高土壤孔隙度,从而改
变土壤的水、热、气、肥,增强土壤生产力等[9]。本试
验持续的时间较短,并未充分考虑群落发育和土壤
状况的联系,结论在时间尺度上有一定的局限,随着
时间的推移、群落演替的进行,土壤特性的变化还需
要进一步的监测和分析研究。
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