全 文 ：第 4 卷 第 1 期
1 9 9 1 年 2 月
林 业 科学研 究
FO R E ST R ESE A R C H
V o l
。
4
,
N o
.
F eb
。 ,
1 9 9 1
北京西郊白皮松林、油松林、
侧柏林下淋溶揭土的研究’
张万儒
李 彬
许本形
屠星南
杨 玲
李桂兰
(中国林业科学研究院林业研究所)
关摘词 白皮松 , 油松 ; 侧柏 ; 淋溶揭土 , 北京郊区
本文研究的目的是阐明中国林科院内白皮松、 油松、 侧柏人工林下淋溶褐上的形成条件
和土壤基本性质 , 为众学科合理利用该土壤提出科学依据 。 研究地点设置在各人工林试验区
内。
1 土壤形成条件
1
.
1 地形地貌
研究地点位于北京西山的大昭山山麓地带高位平原区 , 3 9 0 4 5 ‘ N , 1 1 6 0 2 8 ’ E 。 北京西
山属太行山余脉 。 土样采集点海拔57 一 62 m , 坡度3 。 , 土层深厚 , 地下水位较深 , 地 表排
水良好 , 沉积物为非石灰性黄土母质 , 属褐土地带。 此地带分布在山麓的低山至高位平原 的
广阔地段内 。 上有山地棕壤 、 山地草甸土(中山以上 ); 下有潮土 , 局部洼地有湿潮土( 低 位
平原 )。
1. 2 气候条件
北京属半湿润大陆性季风气候 。 平原区太阳辐 射 能 1 30 一 1 35 k ca l/c m Z · a ; 平 均 气 压
1 01 3. 2 m m H g ; 年平均气温 1 1 . 6℃ , 年温差 30 . 7℃ , (山区随海拔每升高 10 o m , 气温下 降
0
.
6一。. 7 ℃ ) , 最冷月平均气温 一 4 . 了℃ , 年极端最低气温 一 2 7 . 3 ℃ (1 9 6 8年12 月) , ) 10 ℃
积温 4 1 39 . 4 ℃ ; 平均无霜期1 9 8 . 3天 ; 年平均降雨量 60 9 . 2 m m , 年平均相对湿 度59 % , 降水
分配极不均匀 , 主要集中在c ~ 9月 , 其中又以了~ 8月降水最多 , 占全年降水量的 65 %一70 % 。
冬春降水最少 , 春旱严重 ; 年蒸发量大于降水量 , 约在 1 50 m m 以上 , 年干燥度 在 1 . 5 左
右 , 年平均地面温度13 ~ 15 ℃ , 夏季地面极端最高温可达67 ~ 68 ℃ , 冬季地面极端最 低 温
出现在 一 30 一 一 3 ℃ , 月平均地面温度冬季在 O ℃以下 ; 冻土最早初 日在 10 月底至 n 月初 ,
最晚终 日在四月上旬 。 冻土平均深度约 60 c m , 最深可达 85 c m , 约在二月下旬开始 解冻 ,
在三月底前后冻土完全融化 。
L 3 成土母质
母质是土壤形成的物质基础 。 研究地点的母质为非石灰性黄土母质 。 中壤一重壤 , 质地
本文于 1 9 90 年 7 月 1 6日收到 。
字本所杨承栋 、 庞鸿宾 , 陈道东 : 姚茂 和同念参加部 分侧定工作,
92 林 业 科 学 研 究 4 卷
均一 , 不具石灰反应 。
1
.
4 森林植被
1
.
4
.
1 林分情况’)
(l) 白皮松(Pi n u s bu , g ea , a Z u e e . )人工林 : 林龄5 6年 , 郁闭度约 0 . 9 5~ 1 . 0 , 林 木 分
布均匀 , 树木平均胸径 1 4 . 9 c m , 平均树高 12 . 8m , 株行距 1 . sm X I . sm , 林木整 枝较高 ,
枝下千占树高的2 / 3 , 林下灌木有孩儿拳手 、 构树 、 酸枣等 。
(2 ) 油松(Pin u s ta石u la e fo , 。i: Ca r r . )人工林 : 林龄5 4年 , 树木平均胸 径 2 7 . 9 e m , 平
均树高9 . 9 8 m o
(3 ) 侧柏(Pla t夕e la d u s o , ie n ra lis (L . ) F r a n e o . )人工林 : 林龄5 5年 , 树木平均胸径1 1 . 0
e m
, 平均树高 8 . 37 m 。
1
.
4
.
2 三种针叶的化学性质〔’] 表 l 表 明, 侧柏叶片的灰分含量较高 , 其中 C a o 的含量最
高 , 说明侧柏有喜钙的生物学特性。 针叶树的凋落物化学性质影响着土壤的形成发育过程。
衰 1 三种针叶的化学组成(占灰分 ;幻
针 叶 灰分
(% )
5 10 : Fe :O
:
A I: 0
,
Ca o M g O K 2 0 N a : I P : 0
5
5 CI
(% )
M n C u Z n B
(p p m )
N
(% )
白皮松叶
油 松 叶
侧 柏 叶
3
.
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.
43 7 0
.
0 3 4 0
.
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.
3 4 2 0
.
6 2 8 0
.
5 9 4
3
.
4 0 1 0
.
7 6 0 0
.
0 5 3 0
.
14 9 1
.
1石6 0 . 3 7 5 0 . 4 0 9
6
.
2 88 0
.
7 7 2 0
.
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. 毛幻7 0 . 5 8 3 0 . 5 3 8
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.
C5 1
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0 9 0 0
.
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.
0 5 7 8 0
.
5 5
0
.
1 1 7 0
.
15 5 0
.
10 8 3 7
.
1 7
2 6
.
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.
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.
9 5 8
2 3
.
6 8 3
.
67 1
.
2 8毛
2 5
.
9 3 4
.
42 1
.
4 6 3
i
2 土壤墓本性质
2
.
1 土滚形态特征
2
.
1
.
1 白皮松人工林下林溶褐土 的形态特征 上层较厚 , l m 以内剖面呈黄褐色 , 壤土 、 粒
状一块状结构 、 较紧一紧密 、 石砾含量少 , 植物根分布最深至 80 c m 左右 , 40 c m 以内根系
较密 , 通体无石灰反应 , 层次过渡不 明显。
2
.
1
。
2 油松人工林下淋溶揭土的 形 态特征 土层中等厚度 , 40 c m 以内剖面呈黄 褐 色 , 壤
土 、粒状一粒块状结构 、 较紧一紧密 、 石砾含量20 %一 5 0 % , 下层可达 80 %左右 , 植物根分
布至 60 c m 左右 , 40 c m 以上根较多 , 通体无石灰反应 , 层次过渡不 明显 。
2
.
1
.
3 侧 柏人工林下淋溶褐 土的形 态特征 土层中等厚度 , 80 c m 以 内剖面呈黄 褐 色 , 中
壤一重壤 、 粒状一块状结构 、 石砾含量20 %~ 50 % , 下层可达 70 %左 右 , 较紧一 紧 密 ,
80 c m 以内有植物根分布 , 40 c m 以上植物根较多 , 通体无石灰反应 , 层次过渡不明显 。
2
.
2 土滚柳理性质
2
.
2
.
1 土壤质地 淋溶褐土的机械组成表明 , i亥土壤是在黄土母质上发育而成 的 (表 2 )。
其颗粒组成中粗粉砂(0 . 05 ~ 。. 01 m m )含量最多 , 占45 % ~ 50 % , 粘粒(< 0 . 0 1 m m )含盈
占18 写一20 % , 这两项就占土壤机械组成的60 %一 70 % , 土壤物理性粘粒 (< 0 . 01 m m )含
量 占土壤机械组成的一半 (4 。%一50 % )左右。 土壤质地主要为中壤土 , 个别层次为重壤土 。
土壤下层 (60 ~ 50 c m 左右 )有次生粘化现象 。 土壤最大排水能力为 26 m m 。 5 0 c m 以下无氧
化还原特征 。
i ) 林分情况系1 9 8 4年 1 0月实地调查数字 ,
1 期 张万儒等 : 北京西郊白皮松林、 油松林、 侧柏林下淋溶揭土的研究 9 3
表 2 游溶栩土的机故组成(占姚干土 % )
土层深度森 林 类 型
(e m )
顽 粒 大 小 (m m )
lro 0
.
2 5 0
.
2 5 ~ 0
.
0 5 0
.
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.
0 1 0
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.
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.
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.
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.
0 0 1
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.
0 1
土城质地总 量
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J,
6
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6 0 ro 8 0
8 0 ~ 10 0
油 松 林
0 e 2 0
2 0 e 4 0
4 0 ~ 69
9
.
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.
9 8
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.
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1 9
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.
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7
.
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.
9 0
9
.
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1 3
。
69
1 2
.
68
1 5
.
58
1 6
.
5 9
1 4
。
5 7
1 7
。
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3 8
.
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3 4
。
1 5
4 2
.
8 8
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重 城
中 澳
重 城
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6 0 ro 8 0
注 :
2
。
2
。
2
比重计法 (苏联制) 。
土攘水分—物理性质及其渗透性能协 2 1 表 3 、 4 表明土壤容重上层 为 1 . 1一 1 . 3,下层为1 。 4 , 土壤最大持水量可达 1 0 ~ 120 m m , 田 间持水量为80 ~ 90 m m , 最佳 含水 率下
限为 50 ~ 创 m m 。 由于土壤渗透性能较差 , 上层土壤的渗透 系 数 ( K ; 。)为 。. 87 m m / m in ,
较大部分自然降水沿坡降 , 以地表通流的形式跑掉了 , 因此一年中土壤自然含水量最多不超过
30 m m
, 可见这些林分都是在土壤半干润状态下生长的 。为了加速林分生长 , 需要松土和合理
灌水 , 定额为20 ~ 30 m m (灌水 20 0 ~ 3 0 m s/ 五a) , 使土壤自然含水量保持在最佳含水量下限 。
表 3 淋溶福土的水分—物理性质( 占拱千土 % )
土 层
深 度
( e m )
容重
( g /
e m 3 )
田 间持水量 非 毛管 孔
陈
( % ) ( m m )I(v % )
1珠扩照⋯默巨绝l(v % , I(v % ,{(v % ,{‘”’( m “ ’}‘m m ’」‘m m ’ 、若封
0ea 2 0
2 0 ~ 4 0
4 0 ~ 6 0
6 0 tw 8 0
8 Oe 10 0
1
.
0 8
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.
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.
44
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.
3 5
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.
4 1
5 2
.
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.
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.
4 7 10 3
.
6 0
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.
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.
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油松人工林一柏侧
.‘心‘,.J,月J弓
2
.
3 土旅化学性质 1
2
。
3
.
1 土壤腐殖质 表 5 表明: 土壤腐殖质含量上层为 1 。 O % ~ 6 . 0 % , 下层在 1 . 0 %以下 ;
土壤全氮含量上层为0 . 1 % ~ 0 . 27 % , 下层为O 。05 %一0 . 09 % 。 腐殖质分解条件 较 好 , 碳
氮比在 5. 。~ 1 3. 。之间 , 腐殖物质是土壤有 抓 质 中比较稳定的部分 , 是土壤有机质的主体 ,
g 4 林 业 科 学 研 究 4 卷
衰 4 白皮松林下琳落栩土在饱和状态下的渗扭性健
洲定 深度 土 壤 诊透速度 水 温
(em ) 质 地 (m m / m in ) (℃ ) (m m / m in ) (m m / m in ) (e m / s ) (m / d )
最 大
排水能力
(m m )
0 ~ 2 0 中 城 0 . 4 88 1 4 . 2 0 . 97 6 0 . 8 7 1
.
4 5 X 1 0
一 3
1
.
2 5 3 2 6
.
0 0
裹 5 琳落祠土的. 班质、 全级含t (占拱千土 % )
自 皮 松 人 工 林 油 松 人 工 林 侧 柏 人 工 林
深度 庸班质 全魏
(e m ) (% ) (% )
全碳
(% )
C / N 终翌、L 111 ) 腐殖质(% ) 全笼(% ) 全碳(% ) C/ N 严理气L n 】) 腐殖质(% ) 全盆(% ) 全碳(% ) C /N
0 ~ 2 0 1
.
8 8 3 0
.
1 0 0
2 0 ~ 4 0 1
.
1 29 0
.
0 7 2
4 0 ~ 6 0 1
.
0 8 8 0
.
0 6 9
6 0 ~ 8 0 e
.
9 48 0
.
0 5 ,
8 0 ~ 1 0 0 0
.
8 5 3 0
.
0 5 7
1
.
0 9 2 1 0
.
92 0 ~ 20 5
.
3 4 8 0
.
2 4 0 3
.
1 02 12
.
9 2 5 0 ~ 2 0 1
.
6 5 2
2 0 ~ 40 6
.
16心 0 . 2 7 5 3 . 5 7 5 1 3 . 0 0 0 2 0 ~ 40 1
.
2 9 6
4 0 ~ 60 0
.
40 7 0
.
0 4 6 0 2 36 5
.
1 3 0 4 0 ~ 60 1
.
0 1 9
6 0 ~ 8 0 0
.
8 8 6
0
.
1 1 4 0
.
9 58 8
.
4 0 4
0
.
0 9 5 0
.
7 52 7
.
9 1 6
0
.
0 8 9 0
.
5 91 6
.
6 4 0
0
.
0 7 9 0
.
5 14 6
.
5 0 6
八U‘性,砚‘西月1.1内J山七
.⋯O公O曰9U一. 1八访二」亡,J工O甘扁七卜口匀月,.⋯n八UO
它的组成特性在很大程度上反映了土壤形成条件。
2
.
3
.
2 土攘有效性 养分含量 表 6 表明 : 在土壤 40 c m 以内, 有效性养分都不高 。 水 解 N
含量为5 。 0 ~ 1 3 . 0 m g / 1 0 0 9 土 , 有效 P含量为0 。 2 ~ 0 . 6 m g / 1 0 09 土 。
2
.
3
.
3 土攘酸度及 交换性能 表 7 表明 : 土壤酸度在整个剖面中都大于7 . 。, (腐殖质层有的
衰 6 琳落栩土的有效葬分含 l ( 占拱千土 % )
白 皮 松 人 工 林 油 松 人 工 林 侧 柏 人 工 林
土层深 度 水 解 N 有效 P 土层深度 水 解 N 有效 P 土层深度 水 解 N 有效 P
( e m ) ( m g / 1 0 0 9 土 ) ( c m ) (m g八 0 0 9 土 ) ( c m ) ( m g / 10 09 土 )
0 ~ ZQ 9
.
3 6 0
.
6 7 0 ~ 2 0 9
.
2 3 0
.
2 8 0 ~ 2 0 1 3
.
7 5 0
.
3 1
20 ~ 4 0 5
.
8 4 0
.
6 2 2 0~ 4 0 3
.
8 9 0
.
1 6 2 0~ 4 0 6
.
7 6 0
.
1 9
裹 了 琳落栩土的 pH 位及交换性阳离子组成 ( 占烘千土 % )
土 层深度 P 11 交 换 性 阳 离 子 ( m e / 1 0 0 9 土 )
森林类型
( e m )
1 1: 0 K C I C a
. 令
M g
+ 干 K N a +
交换盐羞
总 t
( m e / 1 0 0 9 土 )
白 皮 松
人 工 林
0 ~ 2 0
2 0 ~ 4 0
40 ~ 6 0
6 0~ 8 0
8 0 ew 1 0 0
7
.
6
7
.
7
7
.
7
7
.
8
8
.
1
7
.
7
7
.
7
7
.
7 5
1 5
. 幻3 6
1 3
.
99 7
1 4
。
75 7
1 5
.
51 7
1 7
.
34 8
0
.
4 1 3
0
.
4 12
0
.
4 12
0
.
4 12
0
.
6 2 0
0
.
2 7 4
0
.
1 7 0
0 1 5 7
0
.
1 4 3
0
.
1 5 7
0
.
38 7
0
.
4 4 4
0
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3 4 4
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3 4 4
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.
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.
3 4 7
匀匕dl51J1‘.1由,d已曰.⋯了‘口曰
油 松
人 工 林
0 ~ 2 0
2 0 ~ 4 0
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.
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.
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.
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.
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1 2 9
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.
3 79
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95
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4 5
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7
人 工 林
O~ 2 0
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6 0 ~ 8 0 :
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5
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.
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.
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0
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.
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0
.
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.
4 43
1 2
.
2 43
15
.
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1 3
。
9 6 0
1 3
.
6 6 8
757
, .
1 期 张万孺等 : 北京西郊白皮松林 、 油松林、 侧柏林下淋溶褐 土的研究 9 5
小于7 . 0 ) , 全剖面(包括下垫的非石灰性黄土母质 )没有石灰反应 。在交换性阳离子中以 C a Z十
含量最高 (10 一23 m e/ 1。。g 土) , 土体下部无钙积层 。 其他交换性阳离子含量均较少 , 如M g Z 十 、
K +
、
N a
+ 均在 0 . 8 m e / 1 0 0 9 土以下 , 交换盐基总量为1 2一2 5 m e / 1 00 9 土 。
2
。
3
。
4 土攘拈拉全量化学组成 表 8 表 明: 白皮松林下代表性的土壤粘 粒 中 以 51 0 : (42 %
~ 4 4 % )和 A I: 0 3 (2 3 %一 2 5 % )含量最高 , 5 10 : / A 12 0 。分子比例为 2 . 8一 3 . 0 , F e : 0 3 、 M g o 、
K
Z
O 含量为 2 % 一 9 % , C a o 、 N a ZO 、 P2 0 5 含量为0 . 3 % ~ O。 9 % , 土壤粘粒全量化学 组
成含量顺序为 : 5 10 2 > A I。0 3 > Fe : 0 3 > M g o ) K : 0 ) C a o ) N a : 0 ) P 2 0 5 。 因此该 土 壤 属
硅铝土纲半干润硅铝土亚纲 。
表 8 白皮松林下琳溶福土的钻较全t 化学组成
土层深度
(e m )
烧失最
(写)
5 10 : A l: 0 3 Fe ZO 3 P : O : C a O M g O K : 0 N a ZO 硅 、 铁、 铝率(分子比例)
(占烘干 土 % ) 5 10
2 /
A I: 0 。
5 10 : /
尸e 2 0 3
5 10 : /
R : 0 3
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.
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2 9
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.
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0
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2 9
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.
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.
6 7
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.
7 9 12
.
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2
.
9 6 12
.
8 逸
3
.
0 6 1 2
.
8 3
2 3 66750
2
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4 7
几J舀Ob九b,山片J几舀
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了4月‘心.恤胜门了not月‘了
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8
t几bOQ口77319.⋯几西山,月舀二qA4孟月怪0 2 02 0 ~ 404 0 ~ 6 0
6 0 ~ 80
8 0 ~ 10 0
1 1
.
1 5
1 1
.
2 7
1 1
.
4 4
1 心. 8 3
1 1
.
2 7
参 考 文
仁1〕张万孺等 , 1 9 8 7 , 森林土坡 分析方法 , 中国标准出版社 。
〔2 〕 张万儒等 , 1 98 6 , 森林土埃定位研究方法 , 中国林业出版社 .
[3 〕张万儒等 , 19 8 1 , 四 川西部米亚罗林区冷衫林下的 主要 土坡 ,
献
森林与土城 , 科学出版社 。
S tu d i e s o f
尸 。
E lu 口ia l C in n a m o n 5 0 11 “”d e r
ta bu la e f o rm i s a n d P la t夕e la d u s
P i n u s bu n g e a n a ,
o r i e n ta lis
P la n ta tio n s in the S u bu r b o f B e iji n g
Zh a n g W a n r u X u B e n t o n g
L i B i n T u X in g n a n
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L i G u i la n
( T he R e : e a r e h I n s rft u t e o f F
o r e : tr 梦 C A F )
A b s t rac t S t u d i e s o n e lu v ia l e in n a m o n 5 0 11 u n d e r P in u : b u n g e a n a
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t a bu la e fo ; m fs
, P I时百c la d 忍5 0 ; i e n t a lis Pla n t a t i o n s a r e e o n d u e t e d in th e Ch in e s e
A e a d e m y o f Fo r e s t ry
。
I n th is Pa Pe r , th e 5 0 11
一
fo r m in g e o n d i t io n s a n d t h e m a in 5 0 ; 1 Pr oP e r t i e s
,
s u e h a s 5 0 11 m o r p h o lo g ie a l e h a r a e t e r is t ie s
, Phy s ; e a l a n d e h e m ie a l P ro P e r t i e s
,
w e r e s t u d i e d a n d d ise u ss e d
-
K e y w o r d s P in u s bu n g e a n a : P
.
t a bu la e了o r m is : P la t夕e la d u s o l ie n t a li s ; e lu v ia l
c i n n a m o n 5 0 11; s u b u r b o f B e ijin g