全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 27(1)：106— 1l3 2007年 1月
鼎湖山主要森林类型土壤交换性阳离子
含量及其季节动态特征
江远清1，2，莫江明1 ，方运霆1，2，李志安1
(1．中国科学院 华南植物园 鼎湖山森林生态系统定位研究站，广东 肇庆 526070；2．中国科学院 研究生院，北京 100039)
摘 要 ：研究鼎湖山自然保护区马尾松林 、马尾松荷木混交林和季风常绿阔叶林三种代表性森林类型表层土壤
(0~20 cm)交换性阳离子含量及其季节动态 。结果表明：土壤交换性阳离子含量因元素种类、森林类型和季节
不同而异。三种森林土壤交换性阳离子含量都表现为：AI3+>H+>K+>Caz+、M +、Na+。几乎所有调查的
阳离子含量在阔叶林显著高于马尾松林和混交林 ，但后两者之间大多数阳离子含量差异不显著。鼎湖山森林土
壤可交换性阳离子含量虽然较高，但盐基饱和度却很低 。马尾松林、混交林和阔叶林土壤可交换性阳离子含量
在 1997年 6月份分别为 ：58．3、84．5和 ll8．7 mmolc／kg，盐基饱和度分别为 ：5．5 、3．2 和 4．5 。三种森林土
壤交换性 Ca2+、Mg2+、K+和 H+含量季节差异极显著(P<0．001)，但交换性 3+含量只在马尾松林土壤存在
极显著的季节性差异(P<0．001)。同一元素季节变化大小程度趋向马尾松林>混交林>阔叶林。森林土壤交
换性CaZ+、Na+和H+含量与土壤pH值相关关系不明显，但交换性MgZ+、K+和 3+与土壤 pH值间呈极显著负
相关。
关键词：森林土壤；交换性阳离子 ；季节动态；pH值；鼎湖山
中图分类号：Q948，S153．6 文献标识码 ：A 文章编号：i000—3142(2007)01—0106—08
Concentrations of exchangeable cations of soil an d
their seasonal dynamics in three representative
ushan Biosphere Reserve
JIANG Yuan-Qing 一，MO Jiang-Ming ，FANG Yun-Ting1，2，LI Zhi-An1，2
(1．DinghushanForestEcosystemResearch Station，SouthChinaBotanicalGarden，TheChineseAcademy ofSciences，
Zhaoqing 526070，China；2．Graduate School，The Chinese Academy of Sciences，Beijing 100039，China)
Abstract：Concentrations of exchangeable cations of soil and their seasonal dynamics in three representative forests
(pine，pine and broadleaf mixed，monsoon evergreen broadleaf forests)of Dinghushan Biosphere Reserve in southern
China were studied．Mineral soils(O~20 am depth)were colected in June 1997，September 1997，December 1997，and
March 1998，and were ana lyzed for soil pH ，concentrations of organic carbon，total N and P，available P and exchange—
able cations for each sampling date． Results showed that concentrations of exchangeable cations varied depending on
cation types，forests and sampling dates． Co ncentrations of exchangeable cation were highest for Ap+，folowed by
收稿 日期；2005—03—11 修回日期：2005一10—23
基金项目：国家 自然科学基金 (30270283，30670392)；广东省自然科学基金 (021524)；中国科学院知识创新工程领域前沿项 目
(KSCX2-SW-133)；中国科学院华南植物研究所所长基金 [Supported by the National Natural Science Foundation of China(30270283，
30670392)；Natural Science Foundation of Guangdong Province(021524)；the Field Frontiers Pr~ect of Knowledge Innovation Program
of the Chinese Academy of sciences(KSCX2-SW-133)；Director of South China Botanical Garden．The Chinese Academy of Sciences]
作者简介 ：江远清(1978一)，女，江西萍乡人，硕士研究生 ，主要从事森林养分循环与大气氮沉降研究。
‘通讯作 者(Author for correspondence，E-mail：mojm(~scbg．ac．cn)
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1期 江远清等：鼎湖山主要森林类型土壤交换性阳离子含量及其季节动态特征 107
H+，and l0west f0r Ca2+，Mg2+and Na+in all three forests．The pine and mixed forests were similar in concentra—
tions 0f rn0st exchangeable cations，however，both of them were significantly lower than the broadleaf forests．Effec—
tive cati0n exchange capacity in Dinghushan forest soils(CECe，sum of Ca +，MgZ+，K+，Na+，H+ and AI。+)was
rdat elv high，but base saturation(BS，percent of base cations tO CECe)was relatively low．CECe in June 1997 was
estimated tO be 58．3，84．5 and 118．7 mmolc／kg for the pine，mixed and broadleaf forest，respectively，and corre—
sponding BS was 5．5 ，3．2 and 4．5 ，respectively．Concentration of exchangeable cations varied greatly among
sampling dates in all three forests，with seasonal maximum being 1．6～ 3．6，1．4～ Z．2，1．6～ 2．8，2．1～ 3．2 and 1．1
～ 1．8 times of Seasonal minimum for exchangeable Ca2+ ，M g2+ ，K+ ，H+ and AI +，respectively．Seasonal varia—
tions was greatest in the pine forest，folowed by the mixed forest，with respective tO a given cation．Soil pH values
showed sign ificantly negative correlation with concentrations of exchangeable Mg +，K+ and A10+，but not with ex—
chang eable Ca z+．Na+ and H+．
Key words：forest soils；exchangeable cations；seasonal dynamic；pH value；Dinghushan Biosphere Reserve
在森林生态系统元素循环研究中，土壤元素的分
布及其循环特征是其中最重要的内容之一。通过对
它的研究，有助于我们了解森林生态系统的结构、功
能与动态，为森林资源的保护、利用和管理提供科学
依据(Peterson等，1985；Mo等，1994，2003；莫江明等，
2000)。在全球变化方面，当前土壤元素的分布及其
循环数据为人们比较森林的变化起到基准点作用，这
些数据的比较还可用来监测环境和全球变化的效应
(Peterson等，1985；Mo等，1994，2003；莫 江 明等，
2000)。例如，由于工业化和城市化进程的加快，煤和
石油等化石燃料的消耗量剧增，越来越多的氮氧化物
(Nox)和硫氧化物(Sox)被排放到大气中，这些氧化
物又以干沉降和湿沉降的形式输入森林生态系统，导
致森林土壤酸化(D宾克 利等，1993；王彦辉，2001；
Rodhe等，1995；秦瑞君等，1998)。土壤一旦被酸化
之后，一方面会加速土壤中钙、镁等交换性离子的淋
失(王代长等，2004；唐鸿寿，2001；肖辉林，2001)，可
能降低某些重要的植物营养元素(如P和Mo)对林木
生长的有效性(Macklon等，1992；D宾克利等，1993)，
另一方面使土壤溶液中Al离子含量增加，并在土壤
与植物中积累，对树木生长产生毒害作用。然而，这
些影响的实际效果有待人们去研究。
鼎湖山自然保护区森林生态系统是我国南亚热
带最具代表性的森林生态系统之一，其林下土壤也是
南亚热带较为典型的赤红壤和红壤等土类(广东植物
研究所，1976；张秉刚等，1985；陈灵芝等，1997)。研
究其土壤状况对于了解本地带代表性森林生态系统
的生态学问题具有重要的意义(莫江明等，2000；Mo
等，2003)，因此，近年来得到了许多学者的关注。前
期的研究涉及土壤形成、土壤类型及分布、土壤物理
性质以及土壤大量和微量养分含量状况(何宜庚，
1983；张秉刚等 ，1985；何金海等，1982；张秉刚，1990；
夏汉平等，1997；李德军等2004)。本文继续报道该保
护区三种主要森林类型(马尾松林、马尾松荷木混交
林和季风常绿阔叶林)土壤交换性离子的含量及其季
节动态特征，以便从土壤元素分布及其循环特征角度
进一步了解本地带代表性森林类型的生态学问题，为
本地带森林资源的保护、利用和管理提供科学依据。
1 研究材料与方法
1．1自然环境概况
研究地位于广东省肇庆市鼎湖山自然保护区
(112。34 E，23。10 N)。该区面积 l 145 hmz，属典型
的南亚热带季风气候，年平均气温21．0℃，年平均相
对湿度为8O ，最冷月(1月)和最热月(7月)的平均
气温分别为 12．6℃和28．0℃(黄展帆等，1982)。降
水具有明显的年际和季节变化的特点，1997~1999年
间年平均降雨量为 2 209．9 Inrn，其 中，83．8 ～
84．5 的降水集 中在春夏两季，就月际变化而言，降
水高峰期在 5～8月份，占全年降水量的 66．9 ～
71．9 ，而 11～l2月份降水极少 (<3．6 )，年蒸发
散量为 1 458．5 Inrn。土壤由砂岩、砂页岩、页岩和石
英砂岩发育而成，主要土壤类型为赤红壤和红壤(何
金海等，1982；张秉刚等，1985)。
季风常绿阔叶林(简称阔叶林)属于南亚热带地
带性顶极植物群落，始建于 1978年，已有 400余年的
历史。位于保护区核心区，庆云寺附近。坡向东北，
坡度 26。～30。，海拔 270～330 m。样地母岩为砂页
岩，土壤为赤红壤，土层较深，一般 60～90 cm。森林
植物种类丰富，结构复杂，主要优势树种有锥(Castan—
opsis chinensis)，荷木(Schirna superba)，厚壳桂(Cryp-
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1O8 广 西 植 物 27卷
tocarya chinensis)，黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)，
华润楠(Machilus chinensis)等(方运霆等，2005)。
混交林虽位于保护区的缓冲带(地质疗养院背
后)，始于2O世纪 3O年代营造的马尾松林，林龄约 7O
a，但因得到良好的保护，荷木和锥栗等阔叶树种逐渐
入侵而形成以阔叶林树种为主的针阔叶混交林。样
地海拔 320~380 m，坡 向东北 ，坡度 20。～35。，土壤为
砂质壤土(黄忠良等 ，1998)。
马尾松林样地位于保护区东南角过渡区，其为
4O年代栽种的马尾松林，林龄达 6O余年，处于演替的
初期阶段。坡 向南 ，坡度 1O。～2O。，海拔 3O～80 m。
样地母岩为砂页岩，土壤为砖红壤性红壤，而土层较
浅，一般不超过30 cm。乔木层林冠稀疏，而林下灌木
层比较稠密，盖度高达 95 以上，林下层优势树种以
桃金娘 (Rhodomyrtus tomentosa)，芒 萁(Dicranopteris
linearis)，毛稔(Melastoma sanguineum)等为主。
1．2土壤样品的采集
一 般地表层土壤是最活跃的层面，对外界环境的
响应最明显，以往在本研究地进行的相关研究也表
明，表层土壤的养分比其它层土壤的养分更容易受到
土壤酸度的影响(刘菊秀等，2003)。因此本研究以表
层土壤(O～20 cm)为对象 ，于 1997年 6、9、12月和
1998年 3月，按近似网格法在马尾松林、混交林和季
风林采集土样。具体的采样步骤是，每次取样时，首
先在各个样地上随机选取 2O个取样点，然后用直径
2cm的土钻在各取样点钻取 3钻表层土壤，再把 3钻
土壤充分混合均匀作为一个土样。所有的土壤样品
均带回实验室风干，去掉土样中可见的根系和碎石，
磨碎过孔径为 2 inYn的筛，并装瓶供测试。
1．3实验分析方法
本实验所测定指标包括土壤 pH(H2o)、有机质
含量、全氮含量、全磷与有效磷含量、交换性阳离子
Me 、Caz 、K 、Na 、A13 和 H 。试验方法：土壤
酸度(pH值)采用 5：1水提，pH计(S-2)测定；土壤
有机质为 KzCrz07一砂浴加热，FeSO4滴定；全 N用凯
氏法测定；全 P和有效 P用 NH F_HCl浸提 ，钼锑抗
比色法测定；阳离子用醋酸铵(NH OAc)浸提后，
Me 、Ca2 、K 、Na 用原子吸收分光光度计测定，
Al蚪和 H 用氯化钾法测定(劳家铨，1988)。其中只
有 1996年 6月份的样品测定了 Na 含量，因此只计
算了该次采样时土壤的阳离子交换量和盐基饱和度。
I．4统计分析
用单因素方差分析(One-way AN0vA)，比较土
壤各指标在这三种森林类型问的差异和同一森林各
阳离子含量在各采样季节的差异。各 阳离子含量与
pH值间关系采用一元线性回归来分析。所有统计分
表 1 鼎湖山马尾松林、混交林和阔叶林土壤主要化学性质参数
Table 1 Parameters of the major chemistry characters in O～2O am mineral soils
of the pine，mixed and broadleaf forests in Dinghushan
注；括号内为标准误。同一列不同字母表示森林类型问差异显著。下同。
Note：With standard errors in parentheses．Different small letters following the parentheses in the same rOW indicating significant differences
among forests．The same as follows．
析用 SPSS for Windows 10．0完成。
2 结果与分析
2．1三个森林土壤酸度和养分含量状况
马尾松林土壤 pH值为 4．38，显著高于混交林
(4．05)和阔叶林(4．02，P<0．05)，但混交林和阔叶林
间的差异不显著(表 1)。土壤有机碳、全氮、全磷和有
效磷含量的排序为：阔叶林>混交林>马尾松林，其
中有机碳、全氮和全磷含量表现为阔叶林显著高于混
交林，而混交林又显著高于马尾松林。土壤 C／N马
尾松林和混交林显著高于阔叶林(P
和盐基饱和度
土壤交换性阳离子含量因元素种类和森林类型
不同而异。三种森林的土壤交换性阳离子含量都表
现为：Al抖> H >K >C 、Me 、Na 。对于
1997年6月份而言，三种森林的所有观测元素都表现
为阔叶林显著高于马尾松林和混交林，而马尾松和混
交林差异不大。阔叶林土壤交换性 Ca2 、M 、K 、
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1期 江远清等：鼎湖山主要森林类型土壤交换性阳离子含量及其季节动态特征 109
Na+、H 和 抖含量依次是马尾松林 的 1．6、2．7、
2．1、l_0、1．2和 2．3倍 ，是混交林 的 2．8、2．0、2．1、
1．2、1．6和 1．3倍。阔叶林土壤可交换性阳离子量为
118．7 mmolc／kg，分别是马尾松林和混交林的 2．0和
1．4倍。阔叶林土壤交换性阳离子含量高的原因可
能是其有机质含量较高造成，高的有机质含量意味着
高的可交换性阳离子含量。本研究 6月份取样的结
果显示，两者的相关关系极显著(r一0．756，P<
0．001，n一60)。三种森林土壤的盐基饱和度均很低，
依次为 5．5 、3．2 和 4．5 0A。类似地，对于整个研
究期间，阔叶林土壤交换性 Ca2 、Me 、K 、H 和
抖也显著高于马尾松林和混交林，而马尾松林和混
表 2 鼎湖山马尾松林、混交林和阔叶林表层土壤交换性阳离子含量 。可交换性阳离子量和盐基饱和度
Table 2 Concentrations of exchangeable cations，effective cation exchange capacity (CECe，sum of
exchangeable cation)and base saturation(BS．percent of base cations to CECe)in O～2O am
mineral soils of the pine，mixed and broadleaf forests in Dinghushan
注；只有 1997年6月份采样测定了交换性 Na+含量。Note：Exchangeable Na+concentration was analyzed for the soil taken in June 1997．
表 3 鼎湖山马尾松林、混交林和阔叶林土壤酸度和
交换性阳离子含量季节差异显著性统计结果
Table 3 Satistical results of AN0VA on seasonal diffe-
rence in pH and concentrations of exchangeable cations
in the pine，mixed and broadleaf forests of Dinghushan
交林间差异也不大(表 2)。
2．3三个森林土壤 pI-I值和交换性阳离子含量季节动
态特征
方差分析结果显示，三种森林土壤 pH值季节差
异极显著(表 3)，但马尾松林季节变化格局与混交林
和阔叶林不同(图 1)。混交林和阔叶林在冬春季节
pH值明显低于夏秋季节，而马尾松林 pH值最低值
出现在秋季。三种森林土壤交换性 Ca抖、M 、K
和 H 含量季节差异极显著 (P<0．001)，但交换性
Al3 含量只有在马尾松林土壤差异显著 (表 3，图 1、
2)。三种森林土壤交换性阳离子含量的季节变化规
律十分相似，但各阳离子种类不同其季节变化格局也
略有差异。其中，交换性 H 含量 1997年夏季(6月
份)明显高于其它季节(图 1)；马尾松林 Al。 含量夏
季明显高于其它季节，而混交林和阔叶林规律不明显
(图 1)。三种森林交换性 Caz 、M 和K 含量季节
变化规律相似，说明它们主要受温度、降水和植物吸
收节律 的影响。研究期 间，从 1997年 夏到 1998年
春，阳离子含量先大幅度增加，在秋季达到最高值，其
后大幅度下降，冬季相对于夏季时水平略高(Caz+和
Me )或略低(K )，然后略有回升(图2)。整个研究
期间，3个森林交换性 Ca抖、Me 、K 、H 和 Al蚪含
量季节最高值分别是其季节最低值的 l_6～3．6，1．4
～ 2．2，l_6～2．8，2．1～3．2和 1．1～1．8倍 ，同一元素
季节变化大小趋向马尾松林>混交林>阔叶林 。
2．4土壤阳离子含量与土壤酸度间关系
鼎湖山三种森林土壤交换性 Caz 、Na+和 H+含
量与土壤 pH值相关关系不显著(P>O．05)，但交换
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性 M 、K 和 AI。 与土壤 pH值极显著负相关(图
3)。负相关关系可能是因为阔叶林土壤的交换性
M 、K 和 AI。 含量较高，同时土壤 pH值较低。
但是，如果分别分析各森林土壤交换性 M 、K 和
AP+含量与土壤 pH值，发现在马尾松林土壤交换性
Ca2 、M 、K 和 Al抖含量与土壤 pH值也极显著
相关(P<0．001)，混交林 Ca抖、K 和 H 与土壤 pH
4．6
4
2
毛
0
3．8
z
!
一
0
值极显著相关(P<0．01)，M 与土壤 pH值显著相
关(P一0．045)，在阔叶林只有 H (P一0．046)和 AI抖
(P<0．001)含量与土壤 pH值显著相关。该结果表
明，在马尾松林和混交林土壤酸度既受交换性盐基阳
离子含量的影响，也受交换性酸离子含量的影响，而
在阔叶林土壤酸度主要取决于交换性酸离子含量
(H 和 AI抖 )。
120
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王60
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0
Jun 97 Sep 97 Nov 97 Mar 98 Jun 97 Sep 97 Nov 97 Mar 98 Jun 97 p 97 Nov 97 Mar 98
图 1 鼎湖山马尾松林、混交林和阔叶林土壤 pH值和交换性 H+、AI3+含量季节变化
Fig．1 Seasonal variations in eoneentrations(Meanq-1 SE)of exchangeable H+
and + in the pine．mixed and hroadIeaf forests of Dinghushan
z
一
0
2
’
0
dun 97 S印 97 Nov 97 Mar 98 dun 97 S印 97 Nov 97 Mar 98 Jun 97 Sep 97 №v 97 Mar 98
3 讨论
图2 鼎湖山马尾松林、混交林和阔叶林土壤交换性Ca2+、Mg2+和K+含量季节变化
Fig．2 Seasonal variations in concentrations (Mean+ 1 SE)of exchangeable Ca +-Mg2+
and K+in the pine．mixed and broadleaf forests of Dinghushan
土壤交换性离子含量受诸多因素的影响，如土壤
pH、粘粒含量、有机质含量、含水量、氧化还原电位
(Eh)、微生物、植被类型、母质以及土地利用，气候等
影响(D宾克利等，1993)。本研究结果显示，阔叶林
土壤所有的交换性阳离子含量均明显高于马尾松林
和混交林，分别是马尾松林和混交林的 1．2～2．7倍
和 1．2～2．8倍，可交换性阳离子量分别是马尾松林
和混交林的2．0和 l_4倍。本研究中的三种森林，其
植物群落、土壤微生物种类以及土壤有机质含量等都
存在一定的差异。作者认为，土壤有机质含量和植物
需求是影响鼎湖山土壤交换性阳离子含量的主要因
素。阔叶林 由于受到 400多年的保护 ，土壤有机质含
量较高，分别是马尾松林和混交林的 1．8和 1．5倍，
该倍数与交换性阳离子含量的倍数十分接近。另外，
土壤有机碳含量和可交换性阳离子量两者呈极显著
的正相关 。
然而，除了Me 和 Al¨ 外 ，较少受到人为干扰
的混交林土壤交换性阳离子含量并没有显著高于受
到干扰的马尾松林(表 2)，其中交换性 Ca2 和 H 含
∞ 佰 5 0
。一aII9+
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+
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图 3 鼎湖山森林土壤交换性阳离子含量与 pH值的关系
Fig．3 Relationships between soil exchangeable cations and pH value
across three Dinghushan forests over the entire study period
量还低于马尾松林 ，尽管混交林有机碳含量显著高于
马尾松林 (表 1)。盐基阳离子 ，除交换性 Na 外 ，都
是养分元素，因此混交林盐基阳离子含量较低的原因
可能是由于树木快速生长(方运霆等，2003)需要吸收
更多养分所致。另外 ，对于马尾松林土壤交换性 H
含量较高，可能是马尾松针叶凋落物在分解过程中释
放更多的H 。混交林土壤 抖含量较高可能归因
于土壤酸化(表1，下面进一步讨论)。
对于既定的森林 ，土壤交换性阳离子含量是收支
差异的结果，因此取决于如矿物质风化和凋落物分解
释放速度(收)、植物吸收和流失(支)等因子，而这些
因子又受温度和水分的控制。本研究结果显示 ，三种
森林土壤交换性 Caz 、M 、K 和 H 含量季节差
异极显著(P
(1997)的研究结果一致。其原因可能是在夏季，植物
处在旺盛的生长期 ，吸收量大 ，此时雨水也较多，流失
的比例也会相对多些，在冬季，低温和干燥不利于凋
落物分解。相反，在秋季 ，温度和湿度均十分有利于
凋落物分解 ，但此时的降水也少了，从而减少了流失
的可能，在春季，温度开始 回升，雨季也来临，这些 因
素有利于凋落物分解释放。H 含量在夏季明显高于
其它季节是因为植物旺盛生长而释放大量的 H 。
抖含量季节变化较小可能是它不属于养分元素，另
外相对 Caz 、M 和 K 来说它不容易流失的原因。
何金海等(1982)在鼎湖山土壤性质和类型的调
查研究结果显示，鼎湖山阔叶林水化赤红壤(O～l1
cm)土层 pH值、交换性 阳离子量和盐基饱和度分别
为 4．6、136．6 mmolc／kg和 5．2 ，15～25 am依次为
4．7、110．2 mmolc／kg和 4．4 ，粗骨赤红壤(本研究
马尾松林样地附近)土壤 pH值为 4．7(O～6 cm)和
4．9(10~20 cm)。夏汉平等(1997)曾对本研究三种
森林样地的土壤酸度和养分含量差异及其季节特征
进行了研究。他们于 1993年 1、4、7和 l1月份分别
对三种森林进行取样。其结果显示三种森林土壤表
层(O～2O cm)pH 值(年平均 ，n一40)分别为 4．39、
4．16和 4．1O，Caz 含量分 别为：1．51、1．30和 1．84
mmolc／kg，M 含 量 分 别 为 0．43，0．62和 1．32
mmolc／kg。可见，与 1982年和 1993年的取样相 比，
本研究所测得的土壤 pH值普遍较低，说明鼎湖山森
林土壤一定程度上在继续酸化。过去的研究表明，土
壤交换性阳离子含量和组成与土壤酸度紧密相关，其
中钙已经得到研究证实，而镁、钾等交换性离子有待
于进一步研究证 实 (Lacey等，2001；Lambert等，
1991)。本研究表明，总体上，鼎湖山森林土壤交换性
K 、M 和 含量与 pH值之间也存在极显著的
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112 广 西 植 物 27卷
线性负相关(图3)。但是，本研究结果也显示，森林类
型不同，交换性 阳离子含量与酸度的相关程度不同。
在马尾松林土壤交换性 Ca2 、M 、K 和 含量
与土壤 pH值极显著相关(P
H (P一0．046)和 抖(P
度既受交换性盐基阳离子含量的影响，也受交换性酸
离子含量的影响，而在阔叶林土壤酸度主要取决于交
换性酸离子(H 和 Al3 )。这 主要是 因为三种森林
土壤的 pH值范围或者说对酸缓冲作用机制不同。
Ulrich(1983)把土壤酸缓冲作用划分为碳酸钙(缓 冲
范围pH值为 8．0～6．2)、硅酸盐(pH值为 6．2～
5．O)、阳离子交换(pH值为 5．O～4．2)、铝(pH值为
4．2～3．O)和铁(pH值<3．8)5个缓冲范围。马尾松
林土壤 pH值普遍高于 4．2，其主要缓冲作用机制是
依靠盐基阳离子含量来调节，而在混交林和阔叶林土
壤 是土壤 pH缓冲机制的主要部分，在很大程度
上制约着土壤的 pH值。本研究与 Mokolobate等
(2002)的结果相一致 ，他们的研究也表明土壤 pH 与
交换性 Al计存在明显的负相关关系(r一一0．94)。
许多学者认为根际 AI／Ca比率可以用作评估森
林土壤酸化和潜在的危害指标(Kros等，1993)，因为
土壤酸化会活化土壤胶体中束缚 的 ，使土壤中
交换性 含量升高，而 AIs 含量的升高会使土壤
胶体吸附的Ca2 被解吸，进入土壤溶液而被淋失，这
就进一步增大了土壤中的铝钙比例(陈楚莹，1989；
Choonghwa等，1997)。对于鼎湖山森林来说，土壤还
在继续酸化，森林土壤中 Al。 含量，尤其是阔叶林已
经非常高了，严重酸化的土壤可能已经对植物生长产
生了危害。况且，近二十多年来，由于受经济发达的
珠江三角洲上空大量含氮排放物浓度不断增高和保
护区内旅游业 的快速发展，该保护 区在 1989～1990
年度与 1998~1999年度，大气降水中氮沉降水平已
经分别达到 35．57和 38．4 kg N·hm- ·a- (黄忠良
等，1994；周国逸等，2001)，大大高于 Cooks所估计的
世界大部分地区降雨含 N量(2．3～l1．3 kg N·hm-z
·a- ，Cooks等，1967)。尤如前面所述，鼎湖山森林土
壤已经在很大程度上 酸化 (夏汉平等，1997；刘菊 秀
等，2003)。前人的研究还发现，阔叶林个体数和生物
量最近十年来都逐渐减少(1999年的比 1992年分别
减少了 l1 和 15 ，唐旭利等，2002)，近二十年来凋
落物量也呈下降趋势(官丽莉等，2004)。这些现象可
能与该地区的高氮沉降有直接的关系，因为高氮沉降
常会导致森林土壤酸化和林地生产力下降(D宾克利
等，1993；王彦辉，2001；Rodhe等，1995；秦瑞君等，
1998)。总之，从本研究结果看，交换性 Mg 、K 和
Al计含量与土壤 pH值间呈极显著的负相关。因此，
在我国研究氮沉降增加对森林生态系统包括土壤交
换性离子含量的影响及其机理已刻不容缓。
致谢：本研 究得 到郁 梦德副研 究员协助样品分
析 ，张佑昌协助野外采样 ，在此一并致谢 。
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