全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
不同树种混交林及其纯林对土壤理化性质
影响的研究
‘
邓仕坚 张家武 陈楚莹 高 虹 冲国科学院沈阳应用生态研究所沈阳
苏 勇 李锦芳 罗桂标 赖仲才 扩西国营六万林场
, 玉林
【摘要 】 对针阔混交林土壤理化性质的研究表明 , 针阔混文林比针叶树纯林对土壤的改
良作用要好 , 它使土壤总孔隙度增加 一 , 水分含量增加 一 , 枯枝落叶年凋落量
增加 一 , 土壤养分含量全 、 。一 、 代换性 、 代换性 和腐殖质含量分别增
加 一
、 一 肠 、 一 、 一 和 一 写
关健词 土壤理化性质 针阔混交林 纯林
比 碑 ,
, , 舒 , , ,
袱 , ,
尸。 ‘ , 物 一 月妙 , , 一
, , 一 , 一
写 , 一 写 , 一 肠 , 一 一 荡 ,
一 一 , 。
一
, ,
引 言
天然混交林大部分是经济价值低 , 难
以满足人类的需求 , 以致于受到不合理 的
采伐利用 , 代之以生产力和经济价值高的
大面积人工纯林 我国现有人工林面积达
少 左 右 北 方 多数栽 植 杨树
类 、 松树类 , 南方则是杉木 、 马尾松等适生
树种 由于大面积栽植纯林 , 尤其是针叶树
纯林 , 其层次单一 , 结构简单 , 因而抗病 、 虫
能力差 , 同时导致地力衰退 据 中国科学院
会同森林生态实验站 多年的研究结果
表 明 , 连栽第 代杉木纯林林地土壤养分
和杉木林生产力 明显下降〔 广西 国营六
万林场和 国营博 白林场 , 每年用于 防治马
尾松人工纯林病虫害的费用均不低于 当年
的造林成本 , 浪 费不少人 力物 力 因此 , 发
展针叶树纯林的前景并不乐观 , 这就需要
人们从树木的生物学特性和生态学角度去
改变林分的物种结构 , 以建立起 比人工纯
林更复杂 、更稳定的生态系统 , 使林地土壤
的理化性质 向 良性发展 , 从而达到 既维持
林地的土壤养分 良性循环 , 又不降低林木
生产力 , 取得 良好的生态效益和经济效益
自然概况与研究方法
自然条件
本项试验在广西壮族 自治区国营六万林场进
行 , 该地位于 ‘ , ‘ , 为低山丘陵地貌
, 广西林业厅科研基金资助项 目
年 ‘ 月 一 日收到 , 月 日改回
期 邓仕坚等 不同树种混交林及其纯林对土壤理化性质影响的研究
类型 , 海拔为 一 土壤类型为红坡 , 土层
厚达 左右 天然植被为亚热带季雨林 , 以大戟
科 、 无患子科 、株科 、锻树科 、 橄榄科 、桑科 、 豆科和
藤黄科植物为主 , 林内优势树种不明显 , 板根和茎
花现象显著 , 附生和藤本植物繁多 , 大叶草本和族
类植物也很发达 ’ 气候为亚热带气候条件 , 雨量
丰富 根据六万林场气象站 一 年 年
的观察资料 , ℃以上 的积温为 ℃ · 年
一
, 左
右 , 日照时数 · 年
一
, , 太阳辐射
· 一盆 · 年一 , 平 均气温 ℃ , 平均 最 高气温
℃ , 平均最 低气温 ℃ , 极 端 最高 气温
℃ , 极 端 最 低 气温 一 ℃ , 平 均 相 对 湿 度
, 降雨量
·
年
一
, , 蒸发量为 一
· 年
一
, 平均降雨天数 天
·
年
一
, , 最长连续
降雨天数为 天 , 最长连续无降雨天数为 天 ,
日最大降雨量为 无霜期为 天
·
年
一
,
样地
三合水 火力楠 二 ,
、杉木
二 纯林 、 混交林为
年用 年实生苗人工栽植的同龄林 , 树木林龄为
年生 山坡林型 , 东南坡向 , 坡度为 一 , 坡
位为中下部 栽植后连续 年林地松土 、 除草 , 第
、 年改为刘 草 、砍 灌 、 不松土 每个处理重复
次 , 每块处理的样地面积为 。
白 坟 岭 火 力 楠 、 马 尾 松
训泛 纯林 、混交林是 年用 年实生苗
人工栽植的同龄林 , 树木林龄为 年生 山坡林
型 , 东南坡向 , 坡度为 一 , 坡位为中上部 栽
植后几十年来已人工择伐过 次 , 林下的灌木 、草
本植物大部分高达 一 , 灌木 一 高 , 均
保持其 自然状态 每个处理重复 次 , 每块处理的
样地面积为 。
良宁 稠木 代 、 马尾 松为
异龄复层混交林和马尾松纯林 马尾松是 年
采用 ”一锄法 ” 人工直播定植 , 林龄为 年生 稠
木是 年在马尾松林内株 、行距之间用 年实
生苗栽植 , 林龄为 年生 山坡林型 , 东北坡向 ,
坡度为 一 , 坡位为中部 每个处理重复 次 ,
每块处理的样地面积为 。
种立地类型的 种混交林及其纯林都各 自
在相同的立地条件下 , 林木生长 良好 , 混交比例为
, 混交林内的草本 、灌木植物也生长旺盛 , 种
类繁多 , 均保持其自然状态
测定方法
土坡理化性质测定 土壤水分和土壤孔隙
组成测定参见文献 ‘
, 习
采样 连续 年 次重复在固定点用环刀
取样 , 每层土坡每次重复取 个样 , 表 、 中的土
壤水分和土壤孔隙度均为 次测定的平均值
枯枝落叶的收集 在每侧试验样地内安放
个枯枝落叶收集器 , 每月底收集枯枝落叶一次
分类称重 , 本文所采用枯枝落叶数据为 年连续
观测的平均值
结果分析
土壤孔隙组成状况
经连续 年 次重复的测定结果表明
表 , 在各种林分中 , 土壤的容重从表层
向下呈逐层增加的趋势 , 说明表层土壤较
松 , 这与林地表面枯枝落叶累积量及其分
解速度有关 针叶树纯林的土壤容重各林
地土壤的平均值均比阔叶树纯林及其针阔
混交林大 , 如三合水林地增加 一
· 一
, 白坟岭林地增加 一
· 一
, 良宁林地增加 ·
一
,
从土壤总孔隙度和 田间持水孔隙的组
成来看 , 种立地类型 中均是 阔叶树纯林
针阔混交林 针叶树纯林的趋势 以上
种孔隙在同等的立地条件下各林地土壤
平均值顺序分别为 三合水火力楠纯林和
杉一火混交林 比杉木纯林分别增加 ”
和 , 和 白坟岭火力
楠纯林和 马一火混交林 比马尾松纯林分别
增加 和 , 和 纬
良宁马一稠混交林 比马尾松纯林分别增 加
和 纬 土壤的凋萎水孔隙与前
面 种孔隙正好相反 , 种立地类型则是
针叶树纯林 针阔混交林 阔叶树纯林的
趋势 , 各林地土壤平均值顺序分别为 三合
水杉木纯林比杉一火混交林和火力楠纯林
应 用 生 态 学 报 卷
农 不同林分土镶孔旅组成
碗 妙 鱿 百。 加
地点 林分类型
采样深度
众
土城容
· ·
,
总孔晾度
吕
润英水孔晾
〕
田间持水孔晾
吧
肠
山︸七,月,且﹃内矛‘‘︸亡。咬,‘,︺八月
⋯
﹃急,几心‘目口﹄,工‘“八通﹄亡口月性内勺舀︸三合水
抽 火力楠纯林
对云‘ 必 勿
一
杉 一火混交林
“ 月 功 即
加
衫木纯林
刀 ” 爪
口
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
。
。
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。
。
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巧白坟岭 火力楠纯林
材 内己 山 邝
一
“比”
马一 火混文林
尸 ‘ 树 月
马尾松纯林
‘ 爪 ‘
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
。
月了,二孟仁口‘几」亡口仁﹄匕︸勺吕,几
⋯
曰︸﹄‘,几」良宁 马一翻混交林
艺 公 功月苦 口
二 己 了 。‘
马尾松纯林
用 力
一
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勺‘﹄,二仁口,‘门了‘心
⋯
‘,目工﹃月了,几,二,工,压曰︵料,自丹」“亡口‘月
⋯
︸,几‘一
一
平均
一
一
一
平均
分别增加 和 白坟岭马尾
松纯林 比马 一火混交林和 火力楠纯林分别
增加 和 红 良宁马尾松纯林
比马 一稠混交林增加 纬 这种孔隙越
少 , 表明土壤中可能吸持的无效水容量小 ,
增加了土壤 中有效水的贮存容量 , 而不能
期 邓仕坚等 不同树种混交林及其纯林对土壤理化性质影响的研究
被树木根系利用的水分 占的 比例小 这是
由于阔叶树纯林及其针阔混交林的土壤表
面凋落物较多 表 , 加之阔叶树凋落物的
分解速度较快 火力楠的凋落物年分解率
为 , 杉 木 的 调 落 物 年 分 解 率 为
〕, 而当这些稠落物分解 、 腐烂后 , 增
加 了土壤的腐殖质含量 , 这样就有利于土
壤团粒结构的形成 , 增加了土壤的孔隙度 ,
进而增强了土壤的蓄水和通透能力
土壤水分状况
土壤水分是 土壤肥 力的基本因素 不
同的土壤水分类型 , 均 受其相应土壤孔 隙
组成的影响 不 同树种 的纯林及其混交林
影 响 了土壤 孔隙组成 的变化 , 导致 不同类
型水分含量的相应变化 从表 可见 , 每公
顷土壤的有效贮水量 , 种立地类型均以 。
一 、 一 这两层含水量较高 土
壤的毛管含水量 、 田间持水量 、 田间有效持
水量和 每公顷有效贮水量 , 各立地类型都
呈阔叶树纯林 针阔混交林 针叶树纯林
的趋势 就 以上 种持水量或含水量来 比
较 , 三合水火力楠纯林和杉 一火混交林 比杉
木 纯 林 分 别 增 加 和 写 ,
和 , 和 ,
和 白坟岭火力楠纯林和
马 一火 混 交 林 比 马 尾 松 纯 林 分 别 增 加
纬和 写 , 和 写 ,
和 , 和 良
宁的马 一稠混交林除毛管含水量外 , 其余
种 均 比 马 尾 松 纯 林 分 别 增 加 、
、 土壤 的凋萎含水量与其
它几种水分 比较 , 结果正好相反 , 其变化规
律是针叶树纯林 针阔混交林 阔叶树纯
林 三合水分别增加 、 白坟
岭分别 增加 、 良宁增 加
由于 阔 叶树林 内凋落物 的饱和 吸水
率平均 比针叶树杉木
、 马尾 松林 内稠落物
的饱和 吸水率增加 一 表 , 加之
阔叶树纯林及其针阔混交林的年凋落量也
比针叶树纯林 表 如三合水林分分别增
加 、 白坟岭林分分别增
加 、 良 宁 林 分 增 加
凋落物的饱和吸水量也是 阔叶树
纯林和针阔混交林 比针叶树纯林高 三合
水林分分别增加 、 白坟
岭林分分别增加 、 良宁林
分增加 所以 , 阔叶树纯林及其针
阔混交林林内的凋落物多 , 饱和吸水量大 ,
减少 了地表迁流和 地表蒸发 的强度 , 必然
会增加土壤水分的含量
总 的来 说 , 阔叶树纯林和针阔混 交林
比针 叶树纯林的土壤贮水 、 渗水和 保水能
力都强 , 具有抵抗旱涝灾害和抗逆性强等
优点
土壤养分含量
土壤养分含量及其化学性质与土壤的
水分含量和土壤的物理性质有着密切的关
系 , 主要表现在积累和分解上 土壤的养分
来源 , 从广义上来说 , 无凝有 种 渠道 一
是土壤本身经微生物分解 、 矿化得到养分
二是林地表面植物 凋落物还原给土壤 三
是树木 、 草本植物等的根系及动物 、 昆虫的
残 体等 留在 土壤 中 四 是 人 工 施 肥 〔, 」 所
以 , 通过人为间接地对土壤进行改造 , 即在
同一土壤上进行轮栽轮作 , 或栽植混交林
等均可对土壤培肥 试验表 明 , 混交林能增
加林地表 面凋落物 的数量 , 同时借助 阔叶
树的凋落物分解速度快的特点来增加土壤
的养分 , 改变林地生产 力下降的不 良生态
特性 , 促进林地养分的 良性循环
从表 可看 出 , 不管是 阔叶树纯林还
是针阔混交林 , 除个别土壤剖面外 , 它们的
土壤养分含量都比马尾松纯林和杉木纯林
高 , 尤 以土壤表层 。一 较 明显 一
、 全 、代换性
、
代换性 和腐殖质
应 用 生 态 学 报 卷
衰 不同林分土镶的水分状况
陀 吐 切
土城含水
三 · 吨
一‘
地点 林分类型 采样深度氏 润葵含水
毛管
含水
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幻 、
田间持
水
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幻
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水
幻 吕
,
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三合水 火力楠纯林
材正人心 必 加 “ 心泣
一 。
杉一火混交林
今 初 “ ‘
衫木纯林
刀月认
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白坟岭 火力楠纯林
材万‘ 以必 沉
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
一
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马 一火混交林
尸 刀 功
,
,
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‘
马尾松纯林
刀
一
一
一
平均
一
一
一
一
平均
一
一
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平均
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良宁 马 一胭混交林
尸 “‘ 切 ‘ 丹
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马尾松纯林
尸 刀公 劝 九
一 。
。
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一
一
平均
一
一
一
平均
。
。
。
。
。
。
。
。
含量 , 种立地类型的林分都是针叶树纯林
含量低 就以上 种养分平均含量来说 , 三
合水的杉 一火混交林代换性 例外 , 其余
的火力楠纯林和杉 一火混交林 比杉木纯林
分别 增 加 和 , 和
, , 和 ,
期 邓仕坚等 不同树种混交林及其纯林对土坡理化性质影响的研究
和 白坟岭火力楠纯林和
马 一火 混 交 林 比 马 尾 松 纯 林 分 别 增 加
和 , 和 ,
和 , 和 ,
和 良宁的马一稠混交林比
马尾松纯林分别增加 , ,
, ,
萎水孔隙降低 , 土壤水分含量增加
一 , 枯枝落叶年凋落量增加 倍 , 饱
表 不同树种凋落物的吸水率
印 ”
“
树种
丁
凋落枝 平 均
杉 木
“ 历
润落叶
结 论
杉 一火混交林比杉木纯林总孔隙度和
田间持水孔隙增加 和 , 凋
表 不同林分的年凋落物 和饱和吸水
火力楠
材滋人‘ 幼 “ 亡
马尾松
‘月 沉 ‘ ,
祠木
卜 比 , , 代。 血
一 一
,
林分类型
洲落枝 洲落叶 食计
一
地点
年润落 饱和 吸水 年凋落 饱和吸水量
明尸 节尸
年次落量 饱和 吸水
勺甲
三合水 火力楠纯林
材求人亡 “ 勿 理
杉 一火混交林
泣 人 功公 ‘亡
衣 以 。陀
杉木纯林
‘ ,
火力楠纯林
亡 勿
马 一火混交林
” 阴 月
‘ 亡 功
马尾松纯林
尸
。 。
。
白坟岭
一 。 。 。
。
良宁 马一稠混交林
尸 ” 阴
论 血 , “
。 ,
马尾松纯林
“ 力 万 口 止口
。
和 吸水量增加 倍 , 土壤的养分含量增
加 一 , 土壤容重降低 ·
一
,
马 一火混交林 比马尾松纯林总孔隙度
和 田间持水孔隙增加 和 , 凋
萎水孔隙低 ‘ , , 土壤含水量增加 一
写 , 枯枝落叶年凋落量增 加 , 饱和 吸
水量增加 , 土壤的养分含量增加 一
, 土壤容重降低 。 ·
一
,
·
马一稠混交林 比马尾松纯林总孔隙度
和 田间持水孔隙增加 和 , 凋
应 用 生 态 学 报 卷
衰 不同林分土坡的养分含
林分类型 采样深度 氮态氮
一
一
全氮
· 一
代换性钙
·
一
代换性镁
‘
腐殖质
含
一
﹄,﹃匕
⋯
曰丹才﹃了口巴」月了﹃内九︸且亡,人白七‘﹃
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以 功 ‘
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杉一火混交林
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勿
杉木纯林
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一
一
一
平均
一
通︸﹃﹄印矛,二︵咋‘
⋯
咋‘几九」一
﹄︸日‘乃只﹄亡口的﹃七以︸目心
⋯
,山甘二,几月了﹄‘人︺乙曰,︸内‘心乃叹曰﹃介吸口,目一
平均
一
。
。
。
。
。
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。
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。
。
白坟岭 火力楠纯林
己 功 亡‘
马 一火混交林
。 。
石己 艺 功 万
马尾松纯林
协
良宁 马一稠混交林
尸 , ,
己 己
马尾松纯林
月 勿
一
平均
一
一
一
平均
一
一
一
平均
一
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一
平均
一
一
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一月吐﹄几‘了﹃︸均‘︸
⋯
二,几自‘三目﹄
萎水孔隙低 , 土壤含水量增加 一
, 枯枝落叶年凋落量增加 , 饱和吸
水量增加 , 土壤的养分含量增加 一
, 土壤容重降低 ·
一
,
在红壤地 区栽植针阔混交林 , 可以改
变林地土壤 固相颗粒的垒结状况 , 增加土
壤的孔隙度 , 提高土壤的贮水和渗水能力 ,
从而影 响其水 、 气 、 养的相应变化 从长远
看 , 针阔混交林对 改善我国南部地 区粘性
大的红壤类型土壤的理化性质和土壤肥力
是有发展前途的
参考文献
【 于德清等 种植牧草在 白浆土改 良中的作
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北京
【 崔勇等 不 同耕法对草甸黑土土体构型及其
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【 〕 序文新等 广西 自然地理知识 广西人民出版
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