金沙江干熱河谷人工林不同林分結構對林地土壤肥力影響的初步研究

劉兵豹等

摘要：對干熱河谷人工林不同林分結構下土壤營養進行了分析，結果表明：新銀合歡、山毛豆純林、新銀合歡、山毛豆與赤桉的混交林分對提高林地土壤的肥力效果顯著，赤桉純林較差。但山毛豆在本區自然壽命短，無自然更新能力，不宜營造純林，只能作為相思類喬木的混交樹種，而赤桉則宜與新銀合歡混交。

關鍵詞：干熱河谷；人工林；土壤肥力影響

中圖分類號： F326.2

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06011303

1 引言

土壤肥力包括自然肥力、人工肥力和二者相結合形成的經濟肥力。土壤的自然肥力是由土壤母質、氣候、生物、地形等自然因素作用下形成的土壤肥力，自然肥力是自然再生產過程的產物，是土地生產力的基礎。金沙江干熱河谷區域由于日照時間長、熱量豐富、降雨量小、蒸發量大、植被稀少，水土流失嚴重，在此種惡劣環境、氣候條件下形成的土壤，不僅土層淺薄，且自然肥力低下，是我國西南造林最困難的地區。為解決該區造林難題，涼山州經多年試驗研究，選擇出了一些適宜于本區荒山綠化的造林樹種，解決了造林技術難題。但由于各樹種生態、生物學特性不同，在此種惡劣環境條件下各樹種對土壤自然肥力的影響亦不相同，各樹種組成的林分通過一定年限的生長，林分外觀表現出明顯的差異，故探索不同樹種組成的林分下土壤自然肥力的變化情況，以預測這些樹種在本區域發展的前景對于今后指導本區造林對樹種的正確選擇，確保造林的持續成效是十分必要的。

2 試驗區自然概況

試驗區位于涼山州寧南縣葫蘆口，海拔730～850m，年平均氣溫22.2℃，年極值最高溫43℃，極值最低溫5℃，≥10℃年活動積溫7000℃以上，全年無霜；年降雨量850mm左右，年蒸發量2620mm以上，年降雨90%以上集中于6～11月，相對濕度57%，素有“火焰山”之稱，屬典型金沙江干熱河谷氣候類型。

試驗區植被為干熱河谷稀樹灌叢，主要植物種類有余甘子Phyllanthus emblica、黃荊Vitex negundo、車桑子Dodonaea viscosa、扭黃茅Heteropogon contortus、擬金茅Eulaliopsis binata（Retz） G.E.Hubb等。

在此種氣候、植被條件下發育之土壤主要為褐土，土層厚度40～50cm，石礫含量54.74%，土壤有機質含量0.48%，全氮0.12%，全磷0.002%，有效性氮6.39mg/100g土，速效磷0.443mg/100g土，速效鉀0.87mg/100g土，土壤十分貧瘠。

3 材料與方法

3.1 試驗材料

本次測試所選擇的林分均為本區干熱河谷造林樹種選擇及造林技術研究中營造的相同林齡的人工林。林分類型為已通過試驗選擇確定出的適于干熱河谷造林的主要樹種組成的林分，林分郁閉度0.6（正、負不大于0.05）。林分類型有新銀合歡純林、山毛豆純林，大葉相思純林、臺灣相思純林、赤桉純林、赤桉與新銀合歡混交林、赤桉與山毛豆混交林。其中山毛豆為灌木型樹種，其余均為喬木樹種。

3.2 試驗研究內容及方法

3.2.1 試驗研究內容

采集各不同林分類型的林下土壤、各樹種的葉片，在實驗室內對各林分林下土壤的主要養分（有機質、氮、磷、鉀）含量進行分析，并測定各樹種嫩葉、老葉、枯落葉中氮、磷、鉀的含量情況。

3.2.2 研究方法

（1）分析土壤的采集：在相同的海拔段、相同坡向的原造林試驗的各樹種試驗林分內隨機區組設置3個采樣樣地，每塊樣地為20m（順坡）×10m（橫坡），在每塊樣地（順坡）中心線上，從下至上，每隔2m確定一取樣點，采用土壤取樣器，取0～40m土層的土樣，將每一樣地各取樣點所取土樣混合放于室內避光通風處自然風干，將風干土壤研磨至分析土壤要求，采用四分法多次細分至每樣品200g土樣，編號送化驗室檢測土壤的主要養分。對化驗室分析出的各養分采用數理統計進行比較分析。

（2）各樹種分析葉片的采集：喬木樹在同一海拔線、選擇不同樹種相同胸徑的生長正常的標準樣樹3株，在第一輪側枝上分別采集上部嫩葉、枝下部老葉，以及在樣樹下采集自然落葉，送化驗室檢測各樹種不同葉片的氮、磷、鉀含量。

4 結果與分析

4.1 不同林分結構下土壤養分含量檢測結果分析

不同林分結構下土壤養分含量檢測結果見表1。

經統計分析看出，不同林分結構下能反映土壤養分的主要指標中，除土壤中的全磷項差異不顯著，速效磷差異呈顯著水平（F>F0.05）外，土壤有機質、全氮、有效性氮、速效鉀四項差異均處于極顯著水平（F>F0.01）。

差異比較看出，不同樹種組成的林分結構對土壤的有機質、速效鉀的影響變化較大，對其它項影響相對較小。總體看，在所有結構的林分中，以新銀合歡、山毛豆純林和由新銀合歡、山毛豆與其它樹種混交的林分對土壤養分的改善效果較好，而未造林的宜林荒地的主要營養元素含量均處于最低水平，其次為赤桉純林林地。

4.2 各樹種不同葉片營養含量分析

通過對不同樹種、不同林分結構下的各樹種不葉時期葉養分元素含量的分析（表3），可以看出，不同樹種養分元素含量是有差異的。在所測樹種中，以新銀合歡、山毛豆含量整體較好。同時亦可看出，赤桉經與新銀合歡、山毛豆混交后，與不混交相比，其葉中的氮營養元素含量有明顯提高。

5 結論與建議

（1）經試驗測定結果表明，在金沙江干熱河谷選擇出的幾種主要造林樹種組成的林分中，不同的林分結構對提高土壤的主要營養物質的含量具有明顯的差異，從總體看，通過造林，提高植被覆蓋率和質量對本區的土壤營養的改善具有一定的作用。

（2）在參與測定的新銀合歡、山毛豆、臺灣相思、大葉相思、赤桉5個樹種中，新銀合歡、山毛豆、臺灣相思、大葉相思四樹種均屬含羞草科植物（過去的分類為豆科），該科植物大多具有可固氮的根瘤菌。通過測定土壤營養元素及各樹種葉片氮、磷、鉀含量結果表明，新銀合歡、山毛豆、臺灣相思、大葉相思4樹種以及由新銀合歡、山毛豆與赤桉混交的林分其林地土壤營養均較未造林地和赤桉純林林地有較大提高，而赤桉純林地則相對較差，表明在干熱河谷特殊立地環境條件下，宜林荒山營造純林宜優先選擇具有根瘤菌類的樹種，如選擇赤桉則應與具有根瘤菌類的樹種進行混交，只有如此，才能保障林地的自然肥力能滿足植物生長的需要，確保人工林分的穩定性。

（3）作為特例，山毛豆雖然具有較好的提高土壤自然肥力的能力，但因其屬短壽命樹種，自然壽命一般在8年左右，且在本區干熱河谷雖能開花結實，但種子不能達到性成熟，無自然更新能力，林分不能長期穩定發展。因此，不宜用該樹種營造純林，只能選擇作臺灣相思、大葉相思的伴生樹種，利用其特性改善土壤肥力。

（4）赤桉是本區選擇出的適于造林的高大喬木樹種，但該樹種對土壤的水、肥要求較高，而自身改善土壤肥力能力差，且無天然更新能力，因此在本區荒山不宜營造赤桉純林。營造赤桉應首選混交新銀合歡，既可提高土壤肥力，滿足赤桉生長對養分的持續需求，又可利用新銀合歡天然更新能力強，確保所營造的林分的穩定性和持續發揮改善惡劣生態環境，發揮生態效能的目的。

參考文獻：

[1]中國土壤學會，中國林學會森林土壤專業委員會.森林與土壤[M].北京：中國林業出版社，1985：75～83.

[2]周曉峰.森林生態功能與經營途徑[M].北京：中國林業出版社，1999：97～100.

[3]刁陽光.金沙江干熱河谷人工林生態經濟功能研究[J].林業科技通訊，1994（8）：26～27.

[4]徐浴華.西南氣候[M].北京：氣象出版社，1991.