營(yíng)林用火對(duì)2.5代杉木種子園土壤養(yǎng)分的影響研究

黃幫水

摘 要：通過(guò)對(duì)2.5代杉木種子園樣地土壤表層的枯枝落葉進(jìn)行營(yíng)林用火處理，分析了營(yíng)林用火對(duì)土壤養(yǎng)分（有機(jī)碳、全氮、全磷）的影響。結(jié)果表明：（1）營(yíng)林用火后，土壤有機(jī)碳含量顯著增加。對(duì)照、1M（用火1個(gè)月后）和3M（用火3個(gè)月后）有機(jī)碳含量分別為51.73g·kg-1、59.33g·kg-1、68.17g·kg-1。（2）營(yíng)林用火后，土壤全N含量增加。對(duì)照、1M和3M的全N含量分別為4.06g·kg-1、4.39g·kg-1、4.66g·kg-1。（3）全P的變化情況與有機(jī)碳和全N的不一致。0～40cm土壤，全P含量最高的是用火后一個(gè)月（1M），最低的是對(duì)照。可見(jiàn)，營(yíng)林用火后，土壤有機(jī)碳含量、全N含量和全P含量均有不同程度的增加。因此，合理營(yíng)林用火，有利于提高土壤肥力，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：杉木；2.5代種子園；營(yíng)林用火；土壤養(yǎng)分

中圖分類(lèi)號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）10-119-03

Abstract：This paper studied on soil nutrients（organic carbon，total nitrogen，and total phosphorus）by controlling fire litter in the 2.5generation seed orchard sample area.The results show that，（1）The content of soil organic carbon increased significantly. ck，1 M and 3 M organic carbon content are 51.73g·kg-1，59.33g·kg-1，68.17g·kg-1.（2）The soil total N content increased. ck、1M and 3M total nitrogen is 4.06g·kg-1，4.39g·kg-1，4.66g·kg-1 respectively.（3）The changes of the total P are different with organic carbon，soil total P content is highest in the fire after a month（1M）. After forest fire，soil organic carbon content，total N content and total P content have increased in varying degrees. Carrying on the reasonable use of fire，which is beneficial to improve soil fertility，has a certain economic benefits and ecological benefits.

Key words：China fir；The 2.5 generation seed orchard；Use of fire in silviculture；Soil nutrient

森林是自然界中最重要的能源庫(kù)、資源庫(kù)和生物庫(kù)[1]，也是重要的碳庫(kù)，是巨大的碳源和碳匯。杉木是我國(guó)重要的商品用材樹(shù)種，具有生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、產(chǎn)量高和用途廣的特點(diǎn)[2]。在我國(guó)南方杉木的種植方式多為人工造林，其產(chǎn)量約占全國(guó)用材量的20%[3]，森林火災(zāi)是損害最大、影響范圍最廣、影響時(shí)間最長(zhǎng)的災(zāi)害，是森林最為重要的干擾因素，對(duì)森林的資源、森林的生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展都造成了嚴(yán)重的威脅。而營(yíng)林用火與普通的森林火災(zāi)不同，它是一種森林經(jīng)營(yíng)的可控措施，指的是在人為控制下，對(duì)森林制定區(qū)域進(jìn)行有計(jì)劃、有目的地安全用火，以達(dá)到預(yù)期的經(jīng)營(yíng)目的和效果[4]。筆者對(duì)福建官莊林場(chǎng)的2.5代杉木種子園開(kāi)展了營(yíng)林用火的研究，分析了營(yíng)林用火對(duì)土壤養(yǎng)分的影響，對(duì)于森林防火及森林的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

1 研究地概況

試驗(yàn)地設(shè)立于福建省沙縣官莊林場(chǎng)池村工區(qū)3林班12大班3小班，位于東經(jīng)117°43′39″，北緯26°32′15″，海拔220m。該區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.8～19.6℃，年平均降水量1 606～1 650mm，無(wú)霜期271d，土壤為山地紅壤。試驗(yàn)地于1997年2月定砧，1999年3月嫁接。該試驗(yàn)地的林分密度為432株·hm-2，平均樹(shù)高為11.9m，平均胸徑為15.1cm。

2 研究方法

2.1 土壤樣品采集及測(cè)定方法 2013年1月，根據(jù)杉木生長(zhǎng)情況，在樣地選擇表層凋落物量一致的9塊面積為100m2（10m×10m）的標(biāo)準(zhǔn)地。用火前對(duì)9塊標(biāo)準(zhǔn)地土壤取樣一次，即為對(duì)照（ck）。之后的1個(gè)月后和3個(gè)月后，選擇當(dāng)月陰涼的一天，對(duì)9塊標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行火燒（四周需挖防火溝，以免跑火），即得到火燒后1個(gè)月（1M）、火燒后3個(gè)月（3M）的樣本。每次火燒后的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)對(duì)土壤進(jìn)行取樣，每個(gè)土壤剖面取0～10cm、10～20cm、20～40cm3個(gè)土層取鮮土，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前去除石礫和根系，自然風(fēng)干后粉碎、研磨，過(guò)0.25mm篩用于養(yǎng)分元素的測(cè)定。有機(jī)碳（soil organic carbon，SOC）采用濃硫酸-重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；全N（total nitrogen）使用全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定；全P（total phosphorus）采用酸溶-鋁銻抗比色法測(cè)定[5]。

2.2 數(shù)據(jù)處理與分析 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0單因素方差分析（ANOVA）檢驗(yàn)進(jìn)行分析檢驗(yàn)火燒前后的顯著性，數(shù)據(jù)匯總和作圖由Excel 2007軟件完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 營(yíng)林用火對(duì)土壤有機(jī)碳的影響 有機(jī)碳是土壤的重要組成部分，它為植物生長(zhǎng)提供所需的各種礦物元素，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一。有機(jī)碳一般來(lái)源于動(dòng)物、植物及微生物殘?bào)w，在微生物的作用下達(dá)到一個(gè)平衡結(jié)果，因而研究火燒后土壤性質(zhì)的變化首先要進(jìn)行土壤有機(jī)碳的測(cè)定。從表1可以看出，營(yíng)林用火后土壤有機(jī)碳含量隨著時(shí)間間隔增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，0～40cm土層，ck、1M和3M有機(jī)碳含量分別為：51.73g·kg-1、59.33g·kg-1、68.17g·kg-1，用火3個(gè)月后有機(jī)碳含量為對(duì)照的1.32倍；在對(duì)照、1M和3M下土層深度越深，土壤有機(jī)碳含量呈減少的趨勢(shì)。其中，表層0～10cm土壤變化最為明顯，其大小順序?yàn)?M>1M>ck，3個(gè)月后土壤的有機(jī)碳含量增加了35.34%，1個(gè)月后土壤的有機(jī)碳含量增加了14.31%，對(duì)照和2個(gè)時(shí)間間隔下的土壤有機(jī)碳均有顯著的差異（p<0.05），10～20cm土層，對(duì)照與其他2個(gè)時(shí)間間隔下的有機(jī)碳存在顯著差異（p<0.05），而2個(gè)時(shí)間間隔之間差異不顯著。20～40cm土層，對(duì)照與其他2個(gè)時(shí)間間隔下的有機(jī)碳差異不顯著，這是因?yàn)橥谝粋€(gè)林子里，土壤母質(zhì)一致，這表明用火僅對(duì)土壤表層影響較大。

3.2 營(yíng)林用火對(duì)土壤全N的影響 全N是土壤各種N元素的總和，它與有機(jī)碳含量變化是一致的，是衡量土壤供N能力的重要指標(biāo)。從圖1可以看出，全N變化呈現(xiàn)出以下2個(gè)趨勢(shì)：（1）隨著時(shí)間間隔的增加，全N含量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；（2）同一時(shí)間間隔里，全N含量隨著土層深度的增加而遞減。這2個(gè)趨勢(shì)與有機(jī)碳含量的變化是一致的：0～40cm，對(duì)照、1M和3M的全N含量分別是4.06g·kg-1、4.39g·kg-1、4.66g·kg-1。表層0～10cm土壤，用火后1個(gè)月、3個(gè)月土壤全N含量分別是對(duì)照的1.05和1.15倍，表現(xiàn)為3M>1M>ck，這是因?yàn)橥寥辣韺拥目葜β淙~得到燃燒，一部分氮素進(jìn)入土壤；但隨著土層越深，三者之間的差距也越小，這是由于底層土壤受人為干擾影響小，原土壤母質(zhì)一致而呈現(xiàn)差異小的原因。

3.3 營(yíng)林用火對(duì)土壤全P的影響 土壤全P是土壤中各種形態(tài)磷含量的總和，它是植物生長(zhǎng)所需元素之一。大部分全P是以遲效性狀態(tài)存在的，即當(dāng)全P含量高時(shí)，磷的供應(yīng)量不一定充足，而當(dāng)全P低于某個(gè)平均水平時(shí)，表現(xiàn)為磷的供應(yīng)量不足，因此掌握全P的變化對(duì)研究土壤養(yǎng)分性狀有一定的價(jià)值。圖2表明，全P的變化情況與有機(jī)碳和全N的不一致，0～40cm土壤中，全P含量最高是用火后一個(gè)月（1M），對(duì)照最低；0～10cm土層中，全P含量表現(xiàn)為1M>3M>ck；10～20cm表現(xiàn)為3M>1M>ck，20～40cm表現(xiàn)為1M>3M>ck。

4 結(jié)論與討論

由本次試驗(yàn)研究可知：營(yíng)林用火后，土壤有機(jī)碳含量和全N含量顯著增加，用火后1個(gè)月、3個(gè)月有機(jī)碳含量增加了14.70%和31.79%，全N含量增加了8.09%和14.74%，這與大多數(shù)學(xué)者的研究是一致的[1]；而全P的變化情況與有機(jī)碳和全N的不一致，用火后一個(gè)月（1M）的全P含量分別為對(duì)照和用火3個(gè)月的1.09、1、03倍，這可能是因?yàn)榱姿卦谕寥乐胁环€(wěn)定，土壤受到雨水的沖蝕，造成土壤中的磷部分流失，但因火燒后枯枝落葉中的磷轉(zhuǎn)入進(jìn)土壤中，因而1M和3M仍大于對(duì)照。營(yíng)林用火與森林火災(zāi)不同，它為低強(qiáng)度火，只燃燒土壤表層的枯枝落葉等，對(duì)土壤根系破壞小，一方面不影響地表植物的再生長(zhǎng)，另一方面為土壤帶來(lái)肥料等。因此，合理的用火不僅無(wú)害，反而對(duì)森林結(jié)構(gòu)和土壤養(yǎng)分狀況產(chǎn)生有利的影響，可見(jiàn)，在日常林業(yè)工作中，采取正確的營(yíng)林用火是一種可行的措施。

參考文獻(xiàn)

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[5]中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤農(nóng)業(yè)化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)編.土壤常規(guī)分析方法[M].北京：科學(xué)出版社，1974.

（責(zé)編：張宏民）