不同經(jīng)營(yíng)措施下竹林土壤理化性質(zhì)的研究

陳永順

（福建省永安市大湖鎮(zhèn)林業(yè)站，福建永安 366000）

在我國(guó)南方熱帶和亞熱帶地區(qū)，竹林因其生長(zhǎng)成材迅速、產(chǎn)量高、再生性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值大等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)被山區(qū)農(nóng)民廣為種植［1-2］。此外竹林在減少二氧化碳、緩和溫室效應(yīng)方面也有重要的作用，具有一定的生態(tài)效益［3-4］。近年來(lái)，隨著我國(guó)竹業(yè)的迅速發(fā)展，竹林經(jīng)濟(jì)效益的日益提高，竹林經(jīng)營(yíng)措施已成為影響竹子產(chǎn)量至關(guān)重要的因素，經(jīng)營(yíng)措施主要有集約經(jīng)營(yíng)和粗放經(jīng)營(yíng)。筆者以這2種經(jīng)營(yíng)措施下竹林土壤為研究對(duì)象，通過(guò)比較2種經(jīng)營(yíng)措施下土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的差異，尋求最佳經(jīng)營(yíng)措施以期達(dá)到充分發(fā)揮竹林經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的目的。

1 研究地概況及研究方法

1.1 研究地概況 試驗(yàn)地設(shè)在福建永安市大湖鎮(zhèn)新洋村鄧公坑山場(chǎng)14 林班3 大班2 小班(25°33'～26°12'N，116°56'～117°47'E)，該地區(qū)屬于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，試驗(yàn)地附近的永安市年均氣溫19.2℃，年降水量1 688 mm，年內(nèi)降水量不均衡:一般1～6月遞增，7月以后逐月遞減。土壤主要為紅壤，并帶有些石灰土［5］。試驗(yàn)地為天然林經(jīng)砍伐轉(zhuǎn)化而來(lái)的次生林，坡度為27°，坡向?yàn)闁|南，中坡位，海拔為580～650 m。樣地的選擇遵循一致性的原理，即選擇鄰近環(huán)境因子(氣溫和降水)、海拔、坡向、成土母質(zhì)一致的不同經(jīng)營(yíng)措施(集約和粗放經(jīng)營(yíng))的竹林(均為毛竹林)作為研究對(duì)象。集約經(jīng)營(yíng)的管理方式為1 a進(jìn)行劈山1次，每2 a進(jìn)行墾復(fù)和施肥1次，而粗放經(jīng)營(yíng)則無(wú)任何管理。各經(jīng)營(yíng)措施下竹林基本情況如表1。

表1 竹林基本情況

1.2 土壤樣品采集與測(cè)定 2013年8月份對(duì)2種經(jīng)營(yíng)措施(集約和粗放經(jīng)營(yíng))的竹林進(jìn)行基本調(diào)查，在各竹林中分別選取20 m×20 m樣地3個(gè)，對(duì)樣地所有毛竹進(jìn)行胸徑和樹高的測(cè)量，并在每個(gè)樣地中按“S”形選擇3個(gè)土壤剖面，深度為60 cm。每個(gè)剖面按照0～10、10～20、20～40、40～60 cm 層厚取土，先用容積100 cm3的環(huán)刀取原狀土樣，用環(huán)刀法測(cè)定土壤的容重、孔隙度、持水量等物理性質(zhì)［6］，再用鋁盒取土，根據(jù)常規(guī)分析方法，測(cè)定并計(jì)算土壤的有機(jī)碳和全氮含量［7］。用Excel軟件完成數(shù)據(jù)匯總和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響 容重、孔隙度、持水量是土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)。容重反映土壤松緊狀況和結(jié)構(gòu)的好壞，孔隙度(非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度)反映土壤通透性的好壞，土壤持水量(最大持水量、毛管持水量、最小持水量)則綜合反映土壤團(tuán)聚體、土壤孔隙和土壤顆粒組成的狀況［8-9］。三者相互制約、共同影響著土壤的性質(zhì)。

從表2可以得出，集約經(jīng)營(yíng)和粗放經(jīng)營(yíng)2種經(jīng)營(yíng)措施下竹林0～60 cm土壤容重分別為1.15、1.21 g/cm3，試驗(yàn)樣地集約經(jīng)營(yíng)下土壤容重小于粗放經(jīng)營(yíng)，且每層土壤容重呈現(xiàn)出集約經(jīng)營(yíng)小于粗放經(jīng)營(yíng)，這是因?yàn)榧s措施下竹林林分密度更大，植被凋落物和土壤根系降低了土壤容重。2種措施下竹林土壤容重隨著土層深度的增加而增加，土壤均為上松下緊，但粗放措施下土壤容重增加更快。

0～60 cm厚土層中，集約經(jīng)營(yíng)和粗放經(jīng)營(yíng)2種經(jīng)營(yíng)措施下竹林非毛管孔隙度分別為6.83%、5.66%，毛管孔隙度分別為44.95%、40.12%，總孔隙度分別為 51.11%、45.33%。集約經(jīng)營(yíng)措施下，隨土層深度增加，3種孔隙度均呈現(xiàn)明顯遞減的趨勢(shì)，粗放經(jīng)營(yíng)也出現(xiàn)同樣的規(guī)律。從每土層來(lái)看，粗放經(jīng)營(yíng)的孔隙度更小，且隨著土壤土層深度的增加，兩者差異越小，這是因?yàn)槿祟惢顒?dòng)在0～20 cm厚的土壤表層，而底層土壤由于母質(zhì)基礎(chǔ)一致，差異不顯著。通過(guò)以上分析，這說(shuō)明集約經(jīng)營(yíng)措施下土壤孔隙狀況較好。

不同經(jīng)營(yíng)措施下土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量的變化與孔隙度呈現(xiàn)出相似的規(guī)律，這是因?yàn)橥寥莱炙恐饕芡寥揽紫抖取⑼寥廊葜氐扔绊懀?0］，總體上顯示出集約經(jīng)營(yíng)比粗放經(jīng)營(yíng)略大，如集約經(jīng)營(yíng)下土壤毛管持水量(322.41 g/kg)＞粗放經(jīng)營(yíng)下土壤毛管持水量(303.03 g/kg)。

表2 不同經(jīng)營(yíng)措施竹林土壤物理性質(zhì)的比較

2.2 不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)土壤碳氮含量的影響 土壤有機(jī)碳作為土壤不可或缺的重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)功能上發(fā)揮巨大的作用，其動(dòng)態(tài)變化影響著土壤養(yǎng)分、持水能力、土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)度，還影響土壤生物的生長(zhǎng)等［11］。氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素，土壤全氮和有機(jī)碳是衡量土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。

從圖1可以看出，0～60 cm土層中，集約經(jīng)營(yíng)措施的有機(jī)碳含量是粗放經(jīng)營(yíng)措施的1.07倍，全氮含量則是1.18倍。0～10 cm表層土壤中，集約經(jīng)營(yíng)下土壤有機(jī)碳含量為31.28 g/kg，粗放經(jīng)營(yíng)有機(jī)碳含量為28.32 g/kg，隨著土層深度的增加兩者之間的差異越小。表層0～10 cm土壤全氮含量，集約經(jīng)營(yíng)(3.10 g/kg)略大于粗放經(jīng)營(yíng)(2.88 g/kg)，且隨著土層深度的增加兩者之間的差異越大。

3 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，長(zhǎng)期集約經(jīng)營(yíng)的竹林在土壤容重、孔隙度、持水量、碳氮含量上都優(yōu)于粗放經(jīng)營(yíng)。合適的集約經(jīng)營(yíng)較粗放經(jīng)營(yíng)對(duì)竹林的可持續(xù)發(fā)展有利。而在李正才等［2］人的研究中集約經(jīng)營(yíng)有機(jī)碳儲(chǔ)量低于粗放經(jīng)營(yíng)，這是因?yàn)楦鲝?qiáng)度不一樣造成的。因此，在竹林培育過(guò)程中，建議采用帶狀墾復(fù)的方式，降低土壤墾復(fù)的頻度，達(dá)到減少土壤有機(jī)碳消耗，維持竹林土壤肥力的目的。

［1］劉明智，許建平，李丑，等.重慶縉云山楠竹林土壤水分物理性質(zhì)和氮素研究［J］.北方園藝，2014(18):177-180.

［2］李正才，楊校生，蔡曉郡，等.竹林培育對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的影響［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，34(1):24-28.

［3］王兵，魏文俊，邢兆凱，等.中國(guó)竹林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量［J］.生態(tài)環(huán)境，2008，17(4):1680-1684.

［4］李正才，傅懋毅，徐德應(yīng).竹林生態(tài)系統(tǒng)與大氣二氧化碳減量［J］.竹子研究匯刊，2003，22(4):1-6.

［5］ 永安市志［EB/OL］.http://www.fjsq.gov.cn/ShowBook.asp?Book Name=%D3%C0%B0%B2%CA%D0%D6%BE.

［6］張萬(wàn)儒，楊光瀅，屠星南.中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，森林土壤水分-物理性質(zhì)的測(cè)定［S］.1999:22-24.

［7］鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.3版.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999:25-106.

［8］張國(guó)勝，李林，時(shí)興合，等.黃河上游地區(qū)氣候變化及其對(duì)黃河水資源的影響［J］.水科學(xué)進(jìn)展，2000，11(3):277-283.

［9］王燕，王兵，趙廣東，等.江西大崗山3種林型土壤水分物理性質(zhì)研究［J］.水土保持學(xué)報(bào)，2008，22(1):152-153，173.

［10］楊進(jìn)懷，孫艷紅，張洪洪.縉云山不同類型植被坡面土壤水分特征［J］.水土保持研究，2007，14(6):131-134.

［11］方晰，田大倫，項(xiàng)文化，等.杉木人工林土壤有機(jī)碳的垂直分布特征［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，21(4):418-423.