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Assessment of forest soil fertility using an integrated index based on the Nemerow meth

基于Nemerow法的森林土壤肥力综合指数评



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015435 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
邓小军,陈晓龙,唐健,王会利,韩华,徐永腾,何文平.基于Nemerow法的森林土壤肥力综合指数评价.草业学报,2016,25(7):3441.
DENGXiaoJun,CHENXiaoLong,TANGJian,WANGHuiLi,HANHua,XUYongTeng,HEWenPing.Assessmentofforestsoilfertility
usinganintegratedindexbasedontheNemerowmethod.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(7):3441.
基于犖犲犿犲狉狅狑法的森林土壤肥力综合指数评价
邓小军1,陈晓龙2,唐健1,王会利1,韩华3,徐永腾3,何文平3
(1.广西优良用材林资源培育重点实验室,广西壮族自治区林业科学研究院,国家林业局中南速生材繁育实验室,
广西 南宁530003;2.广西国有大桂山林场,广西 贺州542899;3.天峨县林朵林场,广西 天峨547300)
摘要:以广西国有大桂山林场用材林林地为研究区域,以土壤pH值、全量氮、全量磷、全量钾、速效氮、速效磷、速效
钾、有效铜、有效锌、有效硼和有效铁作为评价指标,利用 Nemerow法进行土壤肥力综合评价。结果表明,不同样
地土壤养分因子变异系数在5.02%~65.69%。有机质平均值为28.75g/kg,处于中等偏下水平。全量N平均含
量为1.64g/kg,速效N为135.5mg/kg,处于中等或中等偏上水平。全量P2O5 平均含量为0.82g/kg,速效P为
1.5mg/kg,均处于贫乏水平。全量K2O平均含量为23.76g/kg,速效 K为51.8mg/kg,均处于中等偏下水平。
大量元素氮磷钾因子可以概括为“富氮、缺磷、中等钾”。微量元素方面,有效Zn和有效Fe林地平均含量分别为
2.03mg/kg和32.11mg/kg,处于中等水平,有效B和有效Cu平均含量分别为0.18mg/kg和0.41mg/kg,属于
贫或极贫水平。大桂山林地土壤肥力综合指数为0.85,桉树、松树林地肥力综合指数分别为0.77和0.82,肥力等
级均属于Ⅲ级,杉木林地肥力综合指数为0.90,肥力等级属于Ⅱ级。速效P、有效B、有效Cu均处于贫或极贫水
平,是影响研究区域土壤肥力的主要限制因子。
关键词:速效磷;土壤肥力综合指数;土壤化学性质;Nemerow法;森林土壤  
犃狊狊犲狊狊犿犲狀狋狅犳犳狅狉犲狊狋狊狅犻犾犳犲狉狋犻犾犻狋狔狌狊犻狀犵犪狀犻狀狋犲犵狉犪狋犲犱犻狀犱犲狓犫犪狊犲犱狅狀狋犺犲犖犲犿犲狉狅狑
犿犲狋犺狅犱
DENG XiaoJun1,CHEN XiaoLong2,TANG Jian1,WANG HuiLi1,HAN Hua3,XU YongTeng3,
HEWenPing3
1.犌狌犪狀犵狓犻犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犛狌狆犲狉犻狅狉犜犻犿犫犲狉犜狉犲犲狊犚犲狊狅狌狉犮犲犆狌犾狋犻狏犪狋犻狅狀,犌狌犪狀犵狓犻犣犺狌犪狀犵犃狌狋狅狀狅犿狅狌狊犚犲犵犻狅狀犉狅狉犲狊狋狉狔犚犲
狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲,犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犆犲狀狋狉犪犾犛狅狌狋犺犉犪狊狋犵狉狅狑犻狀犵犜犻犿犫犲狉犆狌犾狋犻狏犪狋犻狅狀狅犳犉狅狉犲狊狋狉狔犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犆犺犻狀犪,犖犪狀狀犻狀犵
530003,犆犺犻狀犪;2.犌狌犪狀犵狓犻犇犪犵狌犻狊犺犪狀犛狋犪狋犲犉狅狉犲狊狋狉狔犉犪狉犿,犎犲狕犺狅狌542899,犆犺犻狀犪;3.犜犻犪狀’犲犔犻狀犱狌狅犉狅狉犲狊狋狉狔犉犪狉犿,犜犻犪狀’犲
547300,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:ThisstudyevaluatedsoilfertilityinaforestutilizedfortimerproductioninDaguishanStateForest
FarmusingtheNemerowmethod.SoilpH,organicmatter,totalN,PandK,availableN,P,K,Cu,Zn,B
andFewereselectedasindicators.Thecoefficientsofvariationoftheseindicatorsrangedbetween5.02%-
65.69%.Organicmattercontentofthestudiedsoilwasmoderatelylowwithanaverageof28.75g/kg.Simi
larly,totalNandavailableNweremoderateormoderatelyhighwithaveragesof1.64g/kgand135.5mg/kg,
respectively.However,PwasverylowwithanaverageP2O5contentof0.82g/kgandanaverageavailableP
contentof1.5mg/kg.AverageK2OandavailableKcontentswere23.76g/kgand51.8mg/kg,respectively,
34-41
2016年7月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第25卷 第7期
Vol.25,No.7
收稿日期:20150914;改回日期:20151228
基金项目:广西优良用材林资源培育重点实验室自主课题资助项目(14A0201),广西优良用材林资源培育重点实验室开放课题(14B0202)和
广西林业科技项目(桂林科字[2014]30号,桂林科研[2015]40号)资助。
作者简介:邓小军(1988),男,湖南邵阳人,工程师,硕士。Email:dengxiaojun2008@sina.com
moderatelylow.Soilfertilityoftheforestcouldbeconsideredas“nitrogenrich,lowphosphorusandmoderate
potassium”.Traceelementswerealsovariable;availableZnandFewere2.03mg/kgand32.11mg/kg,re
spectively,suggestingmoderatelevelswhileavailableBandCuwere0.18mg/kgand0.41mg/kg,respective
ly,indicatingloworverylowlevels.TheintegratedsoilfertilityindexofDaguishanforestwas0.85.Thefer
tilityindicesofeucalyptusandpineforestswere0.77and0.82,respectively,equivalenttogradeⅢ,whilefir
foresthadafertilityindexof0.90,equivalenttogradeⅡ.Itwasfoundthatsoilfertilityofthestudyareawas
mainlylimitedbyavailableP,BandCu.
犓犲狔狑狅狉犱狊:availablephosphorus;integratedsoilfertilityindex;soilchemicalproperties;Nemerowmethod;
forestsoil
土壤是林地丰产的基础,其中土壤肥力是土壤的本质属性[12]。土壤为森林存在和发展提供养分元素同时森
林植被又会影响土壤发育和养分变化[3]。目前南方速生丰产林发展迅速,面积和产量日益提高,土壤肥力呈下降
趋势,森林土壤经营技术与速丰林发展状态极不相称[4]。因此,对森林土壤的正确认识和科学客观评价是准确了
解森林土壤本质及更好利用土壤资源的保障,也成为国内外研究重点[56]。现在国际国内森林土壤评价主要从森
林土壤健康概念出发[78],即着重于全面衡量森林土壤促进森林植被生产和维护森林生态功能的能力及评价森林
土壤的长期生产力[911]。森林土壤健康或森林土壤质量概念能较全面的反应土壤物理、化学和生物学综合性质,
同时反映出土壤作为生命系统位置生物生产力、促进环境质量、维持动植物和人类健康的能力[1213],其比较符合
森林生态系统健康的需要。目前土壤健康或土壤质量评价方法主要有综合指数法、模糊数学综合评判法、灰色聚
类法、主成分分析法、人工神经网络法等方法[14],不同的森林土壤肥力评价方法和指标集都具有不同的特点和优
势,符合不同的生产目的或者生态评价需求。本研究着重于土壤养分丰缺评价,无论是评价指标还是评价方法着
眼林业生产实践需求。以为商品林地适地适树、配方施肥及土壤肥力评级提供参考为目的,根据主导性、敏感性、
实用性和独立性选择合适指标[15],通过Nemerow综合肥力指数法对广西国有大桂山林场林地进行肥力综合评
价,从而得出广西大桂山林场林地肥力现状和不同速生丰产林土壤肥力情况差异,以期结合不同树种的养分需求
及分配规律为林地可持续经营方案和配方施肥技术提供基础数据和参考意见。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况和土壤样品的采集
广西国营大桂山林场创建于1957年,位于广西、湖南、广东三省交界的贺州市八步区,林地跨贺州市、梧州
市。主要林地属于低山地貌类型,海拔200~600m,最高海拔1204m,最低海拔80m。地处中亚热带,属亚热带
季风湿润气候,雨热丰富,年平均气温19.3℃,最高气温39.7℃,最低气温-2.4℃,年平均降雨量2056mm,年
蒸发量1275mm。林地总面积5.84万hm2,成土母岩主要以寒武系的砂岩、砂页岩为主,其次是燕山系的紫色
砂岩、砂页岩和少量的花岗岩及其他母质等。土壤类型以山地红壤、紫色土为主,其次是山地黄壤[16]。
样地主要为商品用材林桉树(犈狌犮犪犾狔狆狋狌狊狉狅犫狌狊狋犪)林、杉木(犆狌狀狀犻狀犵犺犪犿犻犪犾犪狀犮犲狅犾犪狋犪)林和松树(犘犻狀狌狊
犿犪狊狊狅狀犻犪狀犪)林。分树种根据地域分布和面积大小设定具有代表性的20块20m×20m样地(桉树10个、杉木5
个、松树5个),于2013年11月中旬,注意避开施肥点、路边等区域,按S型布点法分 A层(0~20cm)和B层
(20~40cm)进行多点混合土样采集,装于采样袋中,写好标签带回实验室,风干过筛后测定相关指标。
1.2 土壤测定
土壤pH值采用电位法、全N采用半微量凯氏法,全P2O5 采用酸溶-钼锑抗比色法,全K2O采用氢氧化钠
碱熔-火焰光度法,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、有效微量元素(铜、锌、硼、铁)含量测定及分析方法参照《土
壤农业化学分析方法》[17]。
1.3 土壤肥力综合评价方法
选取pH、有机质、全N、全P2O5、全K2O、速效N、速效P、速效K、有效Cu、有效Zn、有效B、有效Fe共12个
53第25卷第7期 草业学报2016年
土壤属性作为评价指标,取各指标A、B层土壤数据的平均值,结合土壤养分分级标准(表1)和修正的Nemerow
法[19]对大桂山林场林地分桉树人工林、杉木人工林和松树人工林进行定量综合肥力评价。
表1 广西林地土壤养分分级标准[18]
犜犪犫犾犲1 犌狉犪犱犻狀犵狊狋犪狀犱犪狉犱狅犳狊狅犻犾狀狌狋狉犻犲狀狋犻狀犌狌犪狀犵狓犻犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
等级
Grade
有机质
Organic
carbon
(g/kg)
全N
Total

(g/kg)
全P2O5
Total
P2O5
(g/kg)
全K2O
Total
K2O
(g/kg)
速效N
Available

(mg/kg)
速效P
Available

(mg/kg)
速效K
Available

(mg/kg)
有效Cu
Available
Cu
(mg/kg)
有效Zn
Available
Zn
(mg/kg)
有效B
Available

(mg/kg)
有效Fe
Available
Fe
(mg/kg)
极富Extremely >50 >2.5 >2.5 >50 >150 >10 >200 >6.0 >5.0 >2.0 >100
富Rich 40~50 2.0~2.52.0~2.5 40~50 120~150 5~10 150~2004.0~6.03.0~5.01.0~2.0 50~100
中 Medium 30~40 1.5~2.01.5~2.0 30~40 90~120 4~5 100~1503.0~4.02.0~3.00.8~1.0 20~50
中下 Moderatelyinferior 25~30 1.0~1.51.0~1.5 20~30 60~90 3~4 50~100 2.0~3.01.5~2.00.5~0.8 10~20
贫Poor 6~20 0.5~1.00.5~1.0 10~20 30~60 1~3 30~50 1.0~2.01.0~1.50.1~0.5 5.0~10
极贫Verypoor <6 <0.5 <0.5 <10 <30 <1 <30 <1.0 <1.0 <0.1 <5.0
  (1)评价依据:肥力指标高低评价标准,一根据评
价目的参考相关标准,选定适宜的指标体系,确定相应
的各指标标准值(犛犻);二根据表2和表3建议作为评
价标准值(犛犻)或单项肥力指数(犘犻)。采用改进后的
Nemerow法,进行单项及综合肥力指数评价。
(2)土壤肥力单项指数:肥力单个属性指标值的评
价采用单项肥力指数计算:
犘犻=犆犻/犛犻
式中,犘犻为土壤中指标犻的单项肥力指数,犘犻 高低直
接反映该项肥力指标丰富程度,越高表明该指标越丰
富,肥力越高;犆犻 为土壤中某项指标犻的实测数据;犛犻
为土壤中某项指标犻的评价标准值(本项研究按照表2
和表3标准值)。
(3)土壤肥力综合指数法
犘综=
(犘ave)2+(犘min)2槡 2 × 狀-1( )狀
式中,犘综 为土壤肥力综合指数 (数值保留2位有效数
字);(犘ave)2 为土壤各属性肥力指数的平均值平方,其
中单项肥力指数犘犻>3时,在综合土壤肥力指数(犘综)
计算时该肥力指数以犘犻=3计;(犘min)2 为土壤所有指
标中单项肥力指数最小值平方,其中单项肥力指数
犘犻>3时,该项肥力指数以犘犻=3计;狀为参与评价的
土壤肥力指标个数 (要求10项及以上)。
(4)土壤肥力等级划分:通过综合土壤肥力指数全
面反映土壤肥力水平,采用表4中建议标准值评价,分
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级3个等级。
表2 广西林地土壤肥力评价指标参考标准值
犜犪犫犾犲2 犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊狋犪狀犱犪狉犱狏犪犾狌犲狅犳狊狅犻犾犳犲狉狋犻犾犻狋狔
犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀犻狀犱犲狓狅犳犌狌犪狀犵狓犻犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
土壤指标
Soilindex
建议标准值Recommended
standardvalue(犛犻)
有机质 Organiccarbon(g/kg) 9.6
全NTotalN(g/kg) 0.8
全P2O5TotalP2O5(g/kg) 0.45
全K2OTotalK2O(g/kg) 12.3
速效NAvailableN(mg/kg) 81
速效PAvailableP(mg/kg) 5.7
速效KAvailableK(mg/kg) 61
有效CuAvailableCu(mg/kg) 1.7
有效ZnAvailableZn(mg/kg) 1.8
有效BAvailableB(mg/kg) 0.35
有效FeAvailableFe(mg/kg) 35
表3 广西林地土壤肥力评价指标建议的单项肥力指数
犜犪犫犾犲3 犐狀犱犻狏犻犱狌犪犾犳犲狉狋犻犾犻狋狔犻狀犱犲狓狅犳狊狅犻犾犳犲狉狋犻犾犻狋狔
犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀犻狀犱犲狓狅犳犌狌犪狀犵狓犻犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
pH 建议单项肥力指数
Recommendedfertilityindex(犘犻)
≤5.0,≥9.0 1.0
5.0~5.5,8.5~9.0 1.5
5.5~6.0,8.0~8.5 2.0
6.0~6.5,7.5~8.0 2.5
6.5~7.5 3.0
63 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
表4 广西林地土壤肥力等级划分[19]
犜犪犫犾犲4 犌狉犪犱犻狀犵狅犳狊狅犻犾犳犲狉狋犻犾犻狋狔犻狀犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱犻狀犌狌犪狀犵狓犻
等级划分
Grade
土壤肥力指数
Soilfertilityindex
评价描述
Description
Ⅰ级GradeⅠ 犘综≥1.7 土壤肥沃,施肥增产的边际效应降低。Thesoilisfertile.Themarginaleffectoffertilizerproduction
isdecreased.
Ⅱ级GradeⅡ 0.9≤犘综<1.7 土壤肥力中等,施肥增产较明显。Thesoilhadmiddleleverfertilizer.Theeffectoffertilizationon
yieldincreasewasobvious.
Ⅲ级GradeⅢ 犘综<0.9 土壤贫瘠,增肥增产显著。Soilfertilityispoor.Fertilizationhadsignificanteffectonyieldincrease.
2 结果与分析
2.1 大桂山林地总体土壤肥力情况分析结果
大桂山林地总体土壤肥力情况分析结果见表5,从全场来看土壤各因子变化较大,除pH值外其他因子变异
系数均在20%以上,其中有效Cu变异系数达到了65.69%。
全场林地土壤pH值均处于3.78~4.75,平均值为4.36,呈现较强酸性,有机质平均值为28.75g/kg,处于
中等偏下水平。全量N平均含量为1.64g/kg,速效N平均含量135.5mg/kg比较丰富,处于中等或中等偏上
水平。全量P2O5 平均含量为0.82g/kg,速效P平均含量为1.5mg/kg,均处于贫乏水平。全量K2O平均含量
为23.76g/kg,速效K含量为51.8mg/kg,均处于中等偏下水平。故从大量元素来看大桂山林场林地土壤可以
概括为“富氮、缺磷、中等钾”。
微量元素方面,有效Zn和有效Fe平均含量分别为2.03mg/kg和32.11mg/kg,处于中等水平,有效B和
有效Cu平均含量分别为0.18mg/kg和0.41mg/kg,属于贫或极贫水平。
根据修正的Nemerow法计算的单项肥力指数大小排序为,有机质>全N>全K2O>全P>速效N>有效
Zn>pH值>有效Fe>速效K>有效B>速效P>有效Cu。大桂山林地土壤肥力综合指数为0.85,肥力等级属
于Ⅲ级。
表5 大桂山林场林地总体土壤状况
犜犪犫犾犲5 犇犲狊犮狉犻狆狋犻狏犲狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊狅犳狊狅犻犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀犇犪犵狌犻狊犺犪狀犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
土壤因子
Factor
平均值
Average
value
最大值
Maximum
最小值
Minimum
标准差
Standard
deviation
变异系数
Coefficientof
variation(%)
评价
Evaluate
单项肥力指数
(犘犻)Singleindex
ofsoilfertility
pH 4.36 4.75 3.78 0.22 5.02 - 1.00
有机质Organiccarbon(g/kg) 28.75 48.11 3.80 12.08 42.03 中下 Moderatelyinferior 2.99
全NTotalN(g/kg) 1.64 2.35 0.64 0.48 29.33 中等 Medium 2.05
全P2O5TotalP2O5(g/kg) 0.82 1.17 0.61 0.17 20.62 贫Poor 1.82
全K2OTotalK2O(g/kg) 23.76 35.18 11.32 7.45 31.35 中下 Moderatelyinferior 1.93
速效NAvailableN(mg/kg) 135.5 228.6 28.5 55.1 40.66 富Rich 1.67
速效PAvailableP(mg/kg) 1.5 2.5 0.7 0.5 31.88 贫Poor 0.26
速效KAvailableK(mg/kg) 51.8 147.4 3.9 33.2 63.99 中下 Moderatelyinferior 0.85
有效CuAvailableCu(mg/kg) 0.41 0.99 0.09 0.27 65.69 极贫Verypoor 0.24
有效ZnAvailableZn(mg/kg) 2.03 4.03 0.44 1.10 53.99 中下 Moderatelyinferior 1.13
有效BAvailableB(mg/kg) 0.18 0.31 0.06 0.07 39.12 贫Poor 0.51
有效FeAvailableFe(mg/kg) 32.11 50.55 7.92 13.84 43.08 中等 Medium 0.92
73第25卷第7期 草业学报2016年
2.2 桉树林地土壤肥力情况分析
大桂山桉树林地土壤肥力情况见表6,各土壤因子变化较大,除pH值变异系数为3.05%外,其他因子变异
系数均在18.09%到71.40%之间,其中速效K变异系数最高达到了71.40%。
桉树林地土壤pH平均值为4.37,呈现较强酸性,与全场林地土壤pH平均值4.36相仿,有机质平均值为
28.73g/kg,处于中等偏下水平。桉树林地土壤全量N平均含量为1.62g/kg,速效N平均含量127.4mg/kg,
均处于中等或中等偏上水平。全量P2O5 平均含量为0.80g/kg,速效P平均含量为1.5mg/kg,均处于贫乏水
平。全量K2O平均含量为23.40g/kg,速效K含量为56.0mg/kg,均处于中等偏下水平。故从大量元素来看
桉树林地土壤同大桂山林场林地土壤整体情况一样呈现“富氮、缺磷、中等钾”。
微量元素方面,桉树林地土壤有效Zn和有效Fe平均含量分别为2.01mg/kg和28.96mg/kg,均处于中等
或中等偏下水平,有效B和有效Cu平均含量分别为0.17mg/kg和0.33mg/kg,均处于贫或极贫水平。
根据修正的Nemerow法计算的单项肥力指数大小排序为:有机质>全N>全K2O>全P2O5>速效N>有
效Zn>pH值>速效K>有效Fe>有效B>速效P>有效Cu。大桂山桉树林地土壤肥力综合指数为0.77,低于
大桂山林地整体土壤综合系数0.85,肥力等级同样属于Ⅲ级。
表6 桉树林地总体土壤状况
犜犪犫犾犲6 犇犲狊犮狉犻狆狋犻狏犲狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊狅犳狊狅犻犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀犲狌犮犪犾狔狆狋狌狊犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
土壤因子
Factor
平均值
Average
value
最大值
Maximum
最小值
Minimum
标准差
Standard
deviation
变异系数
Coefficientof
variation(%)
评价
Evaluate
单项肥力指数
(犘犻)Singleindex
ofsoilfertility
pH值pHvalue 4.37 4.54 4.14 0.13 3.05 — 1.00
有机质 Organiccarbon(g/kg) 28.73 46.53 3.80 11.92 41.48 中下 Moderatelyinferior 2.99
全NTotalN(g/kg) 1.62 2.25 0.64 0.48 29.45 中等 Medium 2.03
全P2O5TotalP2O5(g/kg) 0.80 1.12 0.61 0.14 18.09 贫Poor 1.78
全K2OTotalK2O(g/kg) 23.40 33.15 11.32 7.90 33.78 中下 Moderatelyinferior 1.90
速效NAvailableN(mg/kg) 127.4 199.5 28.5 53.1 41.67 富Rich 1.57
速效PAvailableP(mg/kg) 1.5 2.5 0.7 0.6 35.89 贫Poor 0.26
速效KAvailableK(mg/kg) 56.0 147.4 8.3 40.0 71.40 中下 Moderatelyinferior 0.92
有效CuAvailableCu(mg/kg) 0.33 0.65 0.09 0.20 62.02 极贫Verypoor 0.19
有效ZnAvailableZn(mg/kg) 2.01 4.03 0.44 1.10 54.82 中下 Moderatelyinferior 1.12
有效BAvailableB(mg/kg) 0.17 0.26 0.09 0.06 36.79 贫Poor 0.49
有效FeAvailableFe(mg/kg) 28.96 47.92 7.92 12.83 44.31 中等 Medium 0.83
2.3 杉木林地土壤肥力情况分析
大桂山杉木林地土壤肥力情况见表7,pH值变异系数为9.05%,其他变异系数均在16.70%到64.62%之
间,其中有效Cu变异系数最高为64.62%。
杉木林地土壤pH平均值为4.29,呈现较强酸性,略低于全场林地土壤pH 平均值4.36,有机质平均值为
35.69g/kg,高于桉树林地土壤处于中等偏下水平。杉木林地土壤全量N平均含量为1.84g/kg,速效N平均含
量179.1mg/kg,分别处于中等和富的水平。全量P2O5 平均含量为0.87g/kg,速效P平均含量为1.5mg/kg,
均处于贫的水平。全量K2O平均含量为20.95g/kg,速效K含量为58.0mg/kg,均处于中等偏下水平。
微量元素方面,杉木林地土壤有效Fe平均含量为45.47mg/kg,肥力水平属于中等,有效Zn、有效B和有效
Cu平均含量分别为1.43mg/kg,0.21mg/kg和0.54mg/kg,肥力水平属于贫或极贫。
根据修正的Nemerow法计算的单项肥力指数大小排序为:有机质>全N>速效N>全P2O5>全K2O>有
83 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.7
效Fe>pH值>速效K>有效Zn>有效B>有效Cu>速效P。大桂山杉木林地土壤肥力综合指数为0.90,高于
大桂山林地整体土壤综合系数0.85,肥力等级属于Ⅱ级。
表7 杉木林地总体土壤状况
犜犪犫犾犲7 犇犲狊犮狉犻狆狋犻狏犲狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊狅犳狊狅犻犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀犆犺犻狀犲狊犲犳犻狉犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
土壤因子
Factor
平均值
Average
value
最大值
Maximum
最小值
Minimum
标准差
Standard
deviation
变异系数
Coefficientof
variation(%)
评价
Evaluate
单项肥力指数
(犘犻)Singleindex
ofsoilfertility
pH值pHvalue 4.29 4.67 3.78 0.39 9.05 — 1.00
有机质 Organiccarbon(g/kg) 35.69 48.11 19.45 13.80 38.67 中等 Medium 3.72
全NTotalN(g/kg) 1.84 2.26 1.20 0.46 24.86 中等 Medium 2.30
全P2O5TotalP2O5(g/kg) 0.87 1.17 0.65 0.23 26.30 贫Poor 1.93
全K2OTotalK2O(g/kg) 20.95 24.79 13.65 4.97 23.71 中下 Moderatelyinferior 1.70
速效NAvailableN(mg/kg) 179.1 228.6 101.3 54.7 30.56 富Rich 2.21
速效PAvailableP(mg/kg) 1.5 2.0 1.1 0.4 26.73 贫Poor 0.26
速效KAvailableK(mg/kg) 58.0 77.0 34.7 20.4 35.18 中下 Moderatelyinferior 0.95
有效CuAvailableCu(mg/kg) 0.54 0.99 0.14 0.35 64.62 极贫Verypoor 0.32
有效ZnAvailableZn(mg/kg) 1.43 1.99 1.09 0.43 29.98 贫Poor 0.79
有效BAvailableB(mg/kg) 0.21 0.31 0.15 0.08 38.33 贫Poor 0.60
有效FeAvailableFe(mg/kg) 45.47 50.55 34.37 7.59 16.70 中等 Medium 1.30
2.4 松树林地土壤肥力情况分析
大桂山松树林地土壤肥力情况见表8,各土壤因子变化较大,pH值变异系数为5.70%,其他因子变异系数
在22.17%到65.97%之间,其中有效Cu变异系数最高,达到了65.97%。
表8 松树林地总体土壤状况
犜犪犫犾犲8 犇犲狊犮狉犻狆狋犻狏犲狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊狅犳狊狅犻犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊犻狀狆犻狀犲犳狅狉犲狊狋犾犪狀犱
土壤因子
Factor
平均值
Average
value
最大值
Maximum
最小值
Minimum
标准差
Standard
deviation
变异系数
Coefficientof
variation(%)
评价
Evaluate
单项肥力指数
(犘犻)Singleindex
ofsoilfertility
pH值pHvalue 4.40 4.75 4.10 0.25 5.70 — 1.00
有机质 Organiccarbon(g/kg) 23.23 35.65 7.06 10.45 44.97 中下 Moderatelyinferior 2.42
全NTotalN(g/kg) 1.53 2.35 0.84 0.56 36.97 中等 Medium 2.05
全P2O5TotalP2O5(g/kg) 0.83 1.10 0.61 0.20 24.38 贫Poor 1.91
全K2OTotalK2O(g/kg) 26.82 35.18 14.72 8.31 30.98 中下 Moderatelyinferior 2.18
速效NAvailableN(mg/kg) 118.6 184.1 46.7 51.9 43.79 中等 Medium 1.46
速效PAvailableP(mg/kg) 1.3 1.8 1.1 0.3 22.17 贫Poor 0.23
速效KAvailableK(mg/kg) 37.7 62.7 3.9 24.1 63.95 贫Poor 0.62
有效CuAvailableCu(mg/kg) 0.50 0.92 0.16 0.33 65.97 极贫Verypoor 0.29
有效ZnAvailableZn(mg/kg) 2.56 3.80 0.48 1.35 52.74 中等 Medium 1.42
有效BAvailableB(mg/kg) 0.17 0.29 0.06 0.09 49.81 贫Poor 0.49
有效FeAvailableFe(mg/kg) 28.36 49.85 13.85 15.20 53.59 中等 Medium 0.81
93第25卷第7期 草业学报2016年
  松树林地土壤pH平均值为4.40,呈现较强酸性,与全场林地土壤pH 平均值差异不大,有机质平均值为
23.23g/kg,处于中等偏下水平。松树林地土壤全量N平均含量为1.53g/kg,速效N平均含量118.6mg/kg,
均处于中等水平。全量P2O5 平均含量为0.83g/kg,速效P平均含量为1.3mg/kg,均处于贫乏水平。全量
K2O平均含量为26.82g/kg,速效K含量为37.7mg/kg,均处于中等偏下或贫的水平。
微量元素方面,松树林地土壤有效Fe、有效Zn平均含量分别为28.36mg/kg和2.56mg/kg,处于中等水
平,有效B和有效Cu平均含量分别为0.17mg/kg和0.50mg/kg,属于贫或极贫水平。
根据修正的Nemerow法计算的单项肥力指数大小排序为:有机质>全K2O>全N>全P2O5>速效N>有
效Zn>pH值>有效Fe>速效K>有效B>有效Cu>速效P。大桂山松树林地土壤肥力综合指数为0.82,略低
于大桂山林地整体土壤综合系数0.85,肥力等级属于Ⅲ级。
3 结论与讨论
土壤养分是林木生长、发育以及物质循环的重要基础,其含量和分布情况对林木生长具有很大影响。本研究
通过Nemerow 法对大桂山主要用材林林地进行综合评价,不同样地土壤各养分的变异系数在5.02%~
65.69%,其中pH值的变异系数最低为5.02%,有效Cu的变异系数最高为65.69%。整体上看大桂山林场林地
肥力综合指数为0.85,评价等级为Ⅲ级,呈现为“富氮、缺磷、中等钾”,有效B、速效P、有效Cu为肥力主要养分限
制因子。分树种来看,杉木、松树、桉树林地肥力综合指数分别为0.90,0.82和0.77,其中桉树、松树林地评价等
级为Ⅲ级,杉木林地评价等级为Ⅱ级,这可能由于不同树种经营强度和经营方式不同导致的差异[20]。本次所选
定的样地均为速生丰产林商品林地,由于速生丰产林生长周期短,经营强度大,养分需求高。大桂山林场林地跟
农用耕地等广西其他土壤情况一样,磷是研究区域的主要肥力限制因子,因此在平衡或配方施肥时应该考虑这
点,在经营过程中讲究按平衡施肥原理施肥,做到林木需要多少养分(包括微量元素养分),便给土壤施肥补充多
少,林地缺什么,施肥补什么。另外微量元素养分B、Cu也是研究区域土壤肥力的主要限制因子。尤其是对于B
元素相对敏感的桉树林[18],在平衡施肥中应该特别注重B元素的增加,以避免桉树林缺素病症的发生。
林地土壤和耕地土壤质量评价具有统一性和差异性。林地由于环境恶劣,土壤养分差异大,空间变异性高,
在平衡采样成本和保证精度需求时需要考虑和取舍。另外,林地土壤评价结果用于指导林业生产施肥和林地评
价,不能像农业耕地一样精细到田块,因此笔者采取区域化评价,把相同树种的区域作为一个评价单元,然后根据
该单元评价结果结合树种营养需求规律进行施肥配方,在林业实际应用中更具可操作性。
在土壤质量评价的指标选择上,养分有效性指标的使用是比较稳定的[21],其他植物生长潜力、水分有效性、
根系适宜性等指标也被广泛选用,近年来学者也加大了对土壤酶活等生物学指标的研究,总之评价指标的选择应
根据土壤质量评价目的性和针对性不同,对不同的土地利用类型、不同特定功能、不同景观类型选用不同的指标
体系[22]。本研究中采用的Nemerow法不仅可以直观的反应研究区单项肥力情况,而且在进行土壤肥力综合评
价时考虑了因子的木桶短板效应。其优势在于方法简单,便捷,实用性强,可以根据生产需求和林木营养需求规
律调整评价指标,能与林业实际生产中的平衡配方施肥紧密结合,并为之提供直观的参考数据和意见。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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