全 文 ：刈割对植被组成及土壤有关性质的影响 3
曾希柏 3 3 　刘更另　(中国农业科学院农业自然资源和农业区划研究所 ,北京 100081)
【摘要】　在红壤地区生长良好的自然植被 (白茅)条件下设计了不同的刈割期试验 ,结果表明 ,每次刈割时的生
物量以 6 年刈割 1 次处理最高 ,而以 1 年刈割 1 次处理最低 ,但 6 年累计生物量则以 1 年刈割 1 次处理最高 ,每
块样地达 399. 1kg ;各处理木本植物与草本植物生物量的比例亦与刈割期长短有关 ,至试验第 6 年时 ,6 年刈割
1 次处理中木本植物生物量所占比例达 41. 5 % ,而每年刈割 1 次处理草本植物生物量占总生物量的 99. 0 % ;再
次 ,刈割期的长短还影响土壤剖面的层次发育及有关理化性质的变化 ,6 年刈割 1 次处理土壤容重较小 ,有机质
和 N、P、K含量较高 ,而 1 年刈割 1 次处理则土壤容重较大 ,有机质和 N、P、K含量较低.
关键词 　红壤 　自然植被 　刈割期
Effect of cutting on vegetation composition and soil properties. ZEN G Xibo ,L IU Gengling ( Institute of A gricultural
N atural Resources and A gricultural Regional Planning , Chinese Academy of A gricultural Sciences , Beijing
100081) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2000 ,11 (1) :57～60.
Different cutting experiments were executed on well2grown natural Im perata cylindrica vegetation in red soil region.
The biomass of every 6 years cutting was the highest ,and the annual cut was the lowest . Annual cutting resulted in the
highest total accumulative biomass in 6 years ,with a total production of 399. 1kg per plot . The species composition was
also influenced by the length of cutting period. In the 6th year of experiment ,the xylophyta biomass in the treatment of
every 6 years cutting accounted for 41. 5 % of the total biomass ,while the herb biomass in the treatment of annual cut2
ting was 99. 0 % of the total. The length of cutting period also influenced the layer’s development of soil profile and the
physicochemical properties of soil. In comparing with the treatment of annual cutting , the soil bulk density in the treat2
ment of every 6 years cutting was lower ,and the contents of soil organic matter ,total nitrogen ,available phosphorus
and available potassium were higher.
Key words 　Red soil ,Natural vegetation ,Cutting period.
　　3 国家自然科学基金重点资助项目 (49631010) 和中国博士后科学
基金[中博基 (1997) 7 号 ]资助项目.
　　3 3 通讯联系人.
　　1998 - 06 - 12 收稿 ,1998 - 10 - 06 接受.
1 　引 　　言
在我国南方红壤地区特别是红壤丘陵山区 ,农民
每年都要刈割 (或砍伐) 相当面积的自然植被 ,用来补
充其生活用燃料. 因此 ,由于刈割不当导致植被严重退
化、表土大量流失和土壤退化的现象也屡有发生 ,且有
愈来愈严重的趋势 [2 ,4 ] , 但与此有关的研究则不
多[3 ,5～9 ] ,所以 ,如何有效地控制和调节好植被刈割
(或砍伐)与水土流失之间的矛盾 ,最大限度地控制和
治理土壤退化 ,显得十分重要和迫切. 本研究是基于此
点进行的 ,现将该研究第一阶段的有关结果总结如下.
2 　试验设计及方法
试验地位于湖南省冷水滩区中国农业科学院山区研究室
所属的湘南红壤试验站内 ,选择丘陵下部较为平缓宽阔的地段
进行 ,小区面积为 26m ×14m (364m2) ,小区间用水泥桩 (约 2m
1 个) 分隔 ,试验前各处理内均长有白茅 ( Im perata cylindrica
var. m ajor)等草本植物和灌木 ,其生长状况基本一致. 试验共
设置 5 个处理 : Ⅰ. 1 年刈割 1 次 ,即每年秋季将小区内植物的
地上部分全部刈割并移走 ; Ⅱ. 2 年刈割 1 次 ,即每 2 年将小区
内植物的地上部分刈割 1 次 ,并全部移走 ; Ⅲ. 3 年刈割 1 次 ,即
每 3 年将小区内植物的地上部分刈割 1 次 ,并全部移走 ; Ⅳ. 4
年刈割 1 次 ,即每 4 年将小区内植物的地上部分刈割 1 次 ,并
全部移走 ; Ⅴ. 6 年刈割 1 次 ,即每 6 年将小区内植物的地上部
分刈割 1 次 ,并全部移走.
试验各处理均重复 2 次 ,在每年秋季收割植株的同时 ,进
行相应的植物种类观察 ,并将不同种类的植物分别测产. 试验
自 1991 年初开始进行 ,至 1996 年底完成 1 个周期 (即每处理
均刈割 1 次以上)时 ,分处理取土壤样品进行有关分析 ,同时进
行剖面观察及剖面土壤容重等的测定 [1 ] .
3 　结果与讨论
3. 1 　不同刈割期对植物地上部分生物量的影响
从表 1 可以看出 ,由于气候变化等因素的影响 ,各
年度之间植物生物量均有变化 ,但从总体情况来看 ,1
年刈割 1 次处理的生物量有逐年下降趋势 ,这一点从
每年生长状况亦可以得到证明 ;2 年刈割 1 次处理的
生物量则基本维持平衡 ; 3 年刈割 1 次处理 ,第 2 次
刈割时的生物量比第1次刈割时高 ,即对2年刈割1
应 用 生 态 学 报 　2000 年 2 月 　第 11 卷 　第 1 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2000 ,11 (1)∶57～60
表 1 　各处理收割时地上部分生物量的变化
Table 1 Changes of aboveground biomass in different treatments ( kg/ plot)
处　理
Treatments
1991 1992 1993 1994 1995 1996
1 年刈割 1 次 90. 2 57. 2 68. 1 84. 4 54. 2 45. 0
Cut annually
2 年刈割 1 次 79. 0 124. 7 128. 0
Cut every 2 year
3 年刈割 1 次 84. 9 160. 2
Cut every 3 year
4 年刈割 1 次 147. 9
Cut every 4 year
6 年刈割 1 次 230. 9
Cut every 6 year
次与 3 年刈割 1 次两处理来说 ,植物生物量并没有像
原来所想象的那样每刈割 1 次就会有一定幅度的下
降 ,这一方面可能有气候变化因素在起作用 ,另一方面
也可能是刈割在一定程度上促进和刺激了白茅地下茎
的生长 ,使其吸收利用土壤中养分的能力增强 ,而土壤
中养分消耗与 1 年刈割 1 次处理比较因为其缓冲期较
长 ,因而暂时还不至于对植物生长造成严重阻碍. 但
是 ,这样较频繁的刈割而不投入和补充任何养分 ,势必
会导致土壤养分不断减少 ,使土壤肥力向退化的方向
发展 ,而且这种趋势已经在土壤某些理化性质的变化
上表现出来了. 每次刈割时的生物量比较 ,6 年刈割 1
次处理达 230. 9kg/ 小区 ,4 年刈割 1 次处理为147. 9
kg/ 小区 ,3 年刈割 1 次处理为 122. 6kg/ 小区 (2 次刈
割的平均值) ,2 年刈割 1 次处理为 110. 6kg/ 小区 (3
次刈割的平均值) ,而 1 年刈割 1 次处理则仅 66. 5kg/
小区 (6 次刈割的平均值) ,即刈割愈频繁 ,则刈割时的
生物量就愈低. 但如果从 6 年中各处理地上部分的总
生物量来看 ,则 1 年刈割 1 次处理最大 ,其次是 2 年刈
割 1 次处理. 研究结果说明 ,植被刈割期的长短对植物
生长及生物量变化有明显影响.
3 . 2 　不同植被刈割期对植被结构的影响
从表 2 可看出 ,白茅生物量在各处理总生物量中
所占比例随刈割间隔时间长短的变化而改变. 刈割愈
频繁 ,则白茅生物量占总生物量的比例就愈大 ,反之 ,
则所占比例愈小 ,且所有草本植物生物量之和占相应
处理总生物量的比例亦是刈割愈频繁愈大 ,而刈割次
数愈少则所占比例愈小. 此外 ,从植物类型的变化来
看 ,1 年刈割 1 次主要是白茅、桔草 ( Cym bopogon go2
eri ngii)等草本植物 ,其生物量占总生物量的 99. 0 % ;2
年刈割1次处理亦以白茅等草本植物为主 ,其生物量
表 2 　各处理主要植物类型、生物量及其占总生物量的比例
Table 2 Plant species ,aboveground biomass and its percentage of total biomass in different treatments( DM %)
1 年刈割 1 次
Cut annually
植物
Plants
生物量
Biomass
(kg/ plot)
( %)
2 年刈割 1 次
Cut every 2 years
植物
Plants
生物量
Biomass
(kg/ plot)
( %)
3 年刈割 1 次
Cut every 3 years
植物
Plants
生物量
Biomass
(kg/ plot)
( %)
4 年刈割 1 次
Cut every 4 years
植物
Plants
生物量
Biomass
(kg/ plot)
( %)
6 年刈割 1 次
Cut every 6 years
植物
Plants
生物量
Biomass
(kg/ plot)
( %)
白茅 43. 3 96. 3 白茅 122. 9 96. 0 白茅 131. 2 81. 9 白茅 103. 5 70. 0 白茅 129. 1 55. 9
桔草 1. 0 2. 3 小果蔷薇 0. 9 0. 7 黄荆 8. 0 5. 0 黄荆 9. 5 6. 4 枸骨 59. 3 25. 7
(99. 0 %) 满树星 0. 8 0. 6 枸骨 5. 0 3. 1 冬茅 8. 9 6. 0 满树星 11. 5 5. 0
(98. 3 %) 桔草 4. 5 2. 8 　木 7. 1 4. 8 金樱子 10. 0 4. 3
金樱子 4. 3 2. 7 枸骨 6. 2 4. 2 黄荆 6. 7 2. 9
(84. 7 %) 桔草 5. 2 3. 5 算盘子 5. 1 2. 2
(79. 6 %) 小果蔷薇 2. 5 1. 1
(58. 5 %)
注 :括号内为草本植物生物量占总生物量的百分数. Number in brackets is percentage of herb biomass in total biomass.
占总生物量的 98. 3 % ,但增加了小果蔷薇 ( R . cy2
mosa) 、满树星 ( Ilex aeuleolata ) 、白背叶 ( M allot us
apelta)等灌木植物 ;3 年刈割 1 次、4 年刈割 1 次两处
理则白茅所占比例下降 ,桔草、冬茅等所占比例有所增
加 ,同时还增加了枸骨 ( Ilex cornuta) 、黄荆 ( V . ne2
gundo) 、金樱子 ( R . laevigata ) 、　木 ( L oropetal um
chi nense) 等木本植物 ; 6 年刈割 1 次处理则白茅所占
比例下降更多 ,冬茅、桔草等其它草本植物所占比例较
小 ,而枸骨比例则更大 , 同时还增加了算盘子
( Glochi dion puberi um )和苦楝 ( Melia azedarach)等木
本植物. 这说明 ,由于木本植物在幼苗期生长速度相对
较慢 ,且其生长量具有累加性 ,在频繁刈割处理下 ,许
多木本植物地上部分已经很难生长起来 ,因此其生物
量很低 ,而刈割间隔时间愈长 ,则木本植物随其生物量
的累积 ,生长速度加快 ,因此所能观察到的类型就愈
多 ,占总生物量的比例也愈大.
　　从图 1 可看出 ,对 1 年刈割 1 次和 2 年刈割 1 次
两处理来说 ,每刈割 1 次 ,不仅所能观察到的植物种类
图 1 　频繁刈割下草本植物与总生物量比例的变化
Fig. 1 Changes of herb biomass percentage after frequently cutting.
Ⅰ. 1 年刈割 1 次 Cut annually , Ⅱ. 2 年刈割 1 次 Cut every 2 year.
85 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　11 卷
较少 ,总生物量下降 ,而且草本植物生物量占总生物量
的比例亦逐渐加大 ,木本植物生物量所占比例则相应
地逐渐减少. 或者说 ,频繁刈割将导致木本植物生长的
不断退化 ,甚至最终可能使地上部分完全消失. 同时 ,
这种趋势的最终结果也必将引起土壤中速效养分含量
下降 ,导致土壤退化.
3. 3 　不同植被刈割期对土壤剖面构型的影响
从图 2 可以看出 ,1 年刈割 1 次和 2 年刈割 1 次
两处理 ,其土壤剖面层次较为简单 ,均为 A2B2BC 构
型 ,没有明显的腐殖质层 (A0 层) ;3 年刈割 1 次和 4 年
刈割 1 次两处理则已有较明显的腐殖质层 (即 A0 层)
发育 ,即具有 A02A2B2BC 构型 ;而 6 年刈割 1 次处理则
不仅具有明显的腐殖质层 (即 A0 层) ,而且还具有已
具雏形的枯枝落叶层 (即 A00层) ,即具有 A002A02A2B2
BC 构型. 这说明在南方红壤丘陵地区自然植被生长条
件下 ,只要保持植被生长和结构不受破坏 ,一般自然恢
复 3 年以上 ,土壤剖面层次中就可能有较为明显的腐
殖质层 (即 A0 层)形成 ,自然恢复 6 年以上则不仅有明
显的腐殖质层 (即 A0 层) 形成 ,而且还具有较为明显
的枯枝落叶层 (即 A00层) . 这就是说 ,土壤中剖面层
次、特别是腐殖质层 (即 A0 层)和枯枝落叶层 (即 A00
层)的形成 ,在植被保持良好的前提下 ,也可以发生在
较短的年代里 ,如在本试验中湘南地区土壤、气候等条
件下 ,经过 3 年和 6 年后土壤剖面中就具有上述 2 种
层次的雏形.
1 年刈割 1 次 2 年刈割 1 次 3 年刈割 1 次 4 年刈割 1 次 6 年刈割 1 次
Cut annually Cut every 2 year Cut every 3 year Cut every 4 year Cut every 6 year
图 2 　不同刈割期处理的土壤剖面构型
Fig. 2 Constructions of soil profiles under different treatments(cm) .
3. 4 　不同植被刈割期处理下土壤容重的变化
从表 3 可以看出 ,在不同刈割期处理下 ,无论是 0
～20cm、还是 20～40cm 土层的土壤容重 ,均有随刈割
间隔期的延长而下降的趋势 ,即其物理性质均随刈割
间隔期的延长而得到了一定改善 ,这种结果显然与植
物根系侵入土壤中后 ,使其中的有机质、特别是腐殖质
含量增加等是密切相关的. 而且 ,从表 3 还可以看出 ,0
～20cm土层的土壤容重随刈割间隔期的延长而下降
表 3 　不同刈割期处理对土壤容重的影响
Table 3 Effects of different intervals of vegetation cutting on soil bulk density( g·cm23)
土壤层次
Horizon (cm)
1 年刈割 1 次
Cut annually
2 年刈割 1 次
Cut every 2 years
3 年刈割 1 次
Cut every 3 years
4 年刈割 1 次
Cut every 4 years
6 年刈割 1 次
Cut every 6 years
0～20 1. 65 1. 56 1. 53 1. 49 1. 44
20～40 1. 67 1. 60 1. 58 1. 53 1. 52
的幅度比 20～40cm 土层中要大 ,这无疑与相应处理
的剖面层次中 A0 层的形成及伴随此现象而产生的 0
～20cm 土层中有机质含量增加等紧密相关.
3. 5 　不同植被刈割期处理下土壤有机质及养分含量
的变化
从表 4 可见 ,在 0～20cm 土层中 ,土壤有机质、全
氮、速效磷、速效钾含量均随刈割间隔期延长而上升 ,
或者说 ,刈割愈频繁则相应养分含量就愈低. 从 1 年刈
割 1 次处理到 6 年刈割 1 次处理 ,土壤有机质含量从
18. 73g·kg21上升到 25. 17g·kg21 ,其相对量变化 (以 1
年刈割 1 次处理为 100 计算 ,下同) 为 100211321212
1312134 ,后者较前者高 34. 4 % ;土壤全氮含量从0. 44
g·kg21上升到 0. 55g·kg21 ,其相对量变化为 1002982
10521162125 ,后者较前者高 25. 0 % ;速效磷含量从2. 7
表 4 　不同植被刈割期处理下土壤有机质及养分含量的变化
Table 4 Effects of different intervals of cutting on soil organic matter and N, P and K contents
项目
Items
1 年刈割 1 次
Cut annually
2 年刈割 1 次
Cut every 2 years
3 年刈割 1 次
Cut every 3 years
4 年刈割 1 次
Cut every 4 years
6 年刈割 1 次
Cut every 6 years
0～20cm 有机质 O. M 18. 73 21. 17 22. 61 24. 53 25. 17
全　氮 Total N 0. 44 0. 43 0. 46 0. 51 0. 55
全　磷 Total P 0. 64 0. 56 0. 64 0. 73 0. 68
全　钾 Total K 18. 1 18. 6 20. 4 18. 1 17. 5
速效磷 Available P 2. 7 3. 9 3. 3 5. 5 6. 4
速效钾Available K 35. 7 43. 9 48. 8 53. 9 60. 0
20～40cm 有机质 O. M 12. 72 13. 70 13. 81 14. 15 15. 28
全　氮 Total N 0. 32 0. 33 0. 34 0. 35 0. 34
全　磷 Total P 0. 59 0. 56 0. 61 0. 51 0. 53
全　钾 Total K 15. 8 16. 9 15. 9 14. 9 15. 3
速效磷 Available P 2. 4 2. 9 2. 8 2. 1 2. 6
速效钾Available K 30. 4 33. 5 42. 9 37. 6 50. 6
951 期 　　　　　　　　　　　　　　　曾希柏等 :刈割对植被组成及土壤有关性质的影响 　　　　　　　　　
mg·kg21上升到 6. 4mg·kg21 ,其相对量变化为 10021442
12222042237 ,后者较前者高出 1. 37 倍 ;速效钾含量的
情况 ,其相对量变化为 1002123213721512168 ,后者较
前者高出 68. 1 %. 这种结果显然一方面与植物的生长
状况密切相关 ,即刈割时所间隔的时间愈长 ,植被生长
愈好 ,残留在土壤中的枯枝落叶及根系就愈多 ,根系分
泌的有机物也相应较多. 同时 ,土壤微生物活动也相对
较强烈 ,土壤中积累的有机质及 N 素量就多 ,而且枯
枝落叶及根系在土壤中的残留 ,也在一定程度上增加
了表层土壤中有效养分的含量 ;另一方面 ,由于白茅等
植物根系对土壤中难溶性养分具有较强的活化能
力[3 ]因而使土壤速效养分含量增加 ;再者 ,频繁刈割
并移走地上部分干物质后 ,土壤养分将因此出现严重
消耗 ,有机质得不到积累 ,因而其含量均较低.
20～40cm 土层中 ,有机质含量变化趋势亦大致与
0～20cm 土层相同 ,但其含量较相应处理下 0～20cm
土层的含量低 ,且刈割期愈长 ,其差异愈大 ,即土壤有
机质积累在表层土中明显要快得多 ;速效磷变化则无
明显规律 ,可能与该土层受植物根系活动的影响相对
较小有关 ;速效钾变化趋势虽然与 0～20cm 土层相
同 ,但其含量显然亦均较相同处理下 0～20cm 土层
低.
　　上述 0～20cm 和 20～40cm 土层中土壤有关性质
的变化说明 ,刈割间隔期的变化确实对土壤养分状况
产生了较明显的影响 ,且这种影响与植被生长状况变
化大体一致 ,而与各处理总生物量变化趋势大致相反.
同时 ,上述各处理土壤中有机质、速效磷、速效钾三者
含量的变化 ,又在一定程度上说明有机物质和 K素在
土壤中的迁移速度相对较快 ,而 P 在土壤中的迁移速
度则相对要慢. 这也说明白茅等植物根系对 P、K等养
分确实具有较强的富集作用.
4 　结 　　论
4. 1 　湘南红壤地区气温高、雨量充沛、自然条件优越 ,
生物物质生产量大 ,其地球化学循环也十分旺盛. 但
是 ,该地区地形大多以低山丘陵为主 ,因而许多地方由
于植被生长差或被破坏后 ,不可避免地导致了表土大
量流失、土壤严重退化、生态环境严重破坏等不良后
果. 所以 ,植被、特别是自然植被的保护和恢复 ,在该地
区尤为重要.
4. 2 　在湘南红壤地区所处土壤、气候等条件下 ,自然
植被的刈割虽然可以在某种程度上缓解当地农民的燃
料困难 ,但刈割过于频繁会使植被生长逐渐变差 ,生物
量逐年减少 ,并因此导致土壤退化. 从本试验结果来
看 ,要解决二者之间的矛盾 ,自然植被刈割 1 次的间隔
期必须在 3～5 年以上 ,且必须尽量减少对木本植物的
刈割.
4. 3 　不同刈割间隔期在导致植被结构、植物生物量等
发生变化的同时 ,也将引起土壤剖面层次的发育和土
壤容重的改变 ,并使土壤有机质及速效磷、钾等养分含
量相应改变. 一般来说 ,刈割 1 次所间隔的时间愈长 ,
则植被生长愈好 ,生物量愈大 ,土体层次的发育也愈丰
富 ,且土壤有机质和速效养分含量也愈高 ,即促使土壤
肥力向进化和提高的方向发展 ,或者说是使土壤肥力
进化速度加快.
致谢 　本研究得到刘国栋和苍荣的诸多帮助 ,特此致谢 !
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作者简介 　曾希柏 ,男 ,1965 年生 ,博士后 ,副研究员 ,主要从事
土壤学及山区资源开发利用等研究 ,发表论文多篇 , E2mail :
zengxibo @public3. bta. net . cn
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