章古臺地區沙地樟子松人工林土壤中磷素研究進展

任鳳偉，張日升，王敏

(1.遼寧省實驗林場，遼寧 撫順 113311；2.遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

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章古臺地區沙地樟子松人工林土壤中磷素研究進展

任鳳偉1，張日升2，王敏1

(1.遼寧省實驗林場，遼寧 撫順 113311；2.遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新 123000)

摘要對章古臺沙地樟子松人工林地土壤中磷的文獻進行總結，認為沙地樟子松人工林土壤中磷素含量偏低，凋落物、林型及林齡都影響土壤全磷、速效磷的分布。沙地樟子松人工林土壤中磷素主要還是以有機狀態存在的，無機磷含量以Ca-P為主。

關鍵詞章古臺；樟子松人工林；全磷；速效磷

磷是植物生長必需的大量元素之一，是土壤中最難溶和難移動的養分因子，它不僅是植物體重要化合物的組分，也參與各種代謝過程，磷在植物生長過程中起著其他元素不可替代的作用[1,2]。在干旱地區生態系統生產力和重要生態過程中，磷更是限制性養分因子[3]。目前我國陸地生態系統磷素的研究主要集中在農牧生態系統，對森林生態系統磷素的研究比較少[4]。樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)耐干旱、貧瘠，是我國“三北”地區防風固沙的優良樹種，在遏制土地荒漠化、保護當地的農牧生態系統中起著重要的作用。從20世紀90年代開始，章古臺地區部分20年生以上樟子松人工林出現衰退，地力也出現衰退[5~8]。維持樟子松人工林的健康生長對于改善風沙地區的環境和促進經濟發展具有重要意義。本文通過調查和查閱現有國內的文獻總結沙地樟子松人工林下土壤中磷素的研究進展，期望它能起到鋪路石的作用，為今后的研究提供一些參考。

1磷的含量

劉明國等測定不同林齡樟子松林地土壤養分0~20 cm表土層土壤全磷含量為60~170 mgkg-1，速效磷的含量為1.05~2.61 mgkg-1[7]。趙瓊等測定章古臺不同密度和林齡樟子松人工林林地的0~60 cm土壤全磷與速效磷時認為沙地樟子松人工林土壤全磷和速效磷含量都極低，全磷為50～180 mgkg-1，表層土壤速效磷為1.50～2.24 mgkg-1[3]。張日升等測定不同營林措施對沙地樟子松人工林土壤養分影響時發現0~10 cm表土全磷含量104~159 mgkg-1，速效磷含量為1.613~5.588 mgkg-1[9]。總的說章古臺沙地樟子松人工林土壤磷素含量總體水平偏低，且磷素的有效性差，速效磷含量不到全磷的0.5%。

2磷的分布

2.1磷的垂直分布

土壤全磷含量表層明顯高于下面的層次；速效磷同樣在表層明顯高于下層，但在40～60 cm呈略有升高的趨勢[3]。全磷和速效磷在土壤表層的累計，主要是由于樟子松和林下植被通過凋落物歸還的養分都積聚在表層所致；章古臺樟子松人工林林下植被以1年生草本為主，根系和土壤微生物也主要分布在表層，也是磷素在表層富集的原因之一。而且速效磷土層40～60 cm略有升高是因為受到了樟子松根系分布的影響，樟子松的根主要分布于表層20～50 cm深度范圍內[10]，也造成這一土層磷的富集。凋落物的歸還、林下植物根系以及樟子松根系影響著土壤磷素的總含量和有效性的富集。

2.2磷的水平分布

雖然土壤磷素在沙地樟子松人工林土壤中含量偏低，但受凋落物、林齡等因素的影響，水平分布不均勻。

2.2.1林型研究發現樟子松混交林比純林對土壤磷的改良效果更明顯。蘇芳莉等測定不同林型樟子松人工林發現，各種類型樟子松混交林林地0~20 cm土壤全磷含量為90~120 mgkg-1、速效磷為3.238~4.663 mgkg-1，均高于樟子松純林土壤全磷含量70 mgkg-1，速效磷含量2.258 mgkg-1，并達到了極顯著水平[11]。曹文生等研究也發現樟子松混交林0~40 cm土層的全磷含量高于樟子松純林[12]。這種現象主要原因是混交林落葉中主要營養元素含量都高于針葉樹[13]，當葉片凋落回歸地表時，混交林林分枯枝落葉分解強度明顯好于樟子松純林，必然導致混交林的改土效果好于針葉純林，這也利于土壤磷含量的提高。

2.2.2林齡樟子松人工林土壤全磷、速效磷含量等因子的變化趨勢都是先隨著樹齡增加而增加, 到30 a左右達到最大, 后隨樹齡增大而逐漸降低[7,14,15]。劉明國等測定不同林齡沙地樟子松人工林林地0~20 cm表層土壤發現，土壤全磷、速效磷的含量隨樹齡的變化趨勢是大約30 a以前隨年齡增加而增加，30 a后隨樹齡增大而減小，詳見表1[7]。但趙瓊等對比20年生與29年生林分表層0~5 cm，5~20 cm土壤的全磷含量，20年生林分表層土壤全磷含量顯著高于相同密度的29年生林分，速效磷與29年生林分差異不顯著[3]。雖然結果不同，但可以肯定的是沙地樟子松人工林土壤磷素含量隨著林齡的增加一定會有變化，并且都認為隨著林齡的增大土壤的磷有減少的趨勢。

表1　不同林齡樟子松林地磷素含量比較

3有機磷和各級無機磷

沙地樟子松人工林土壤中有機質含量很低，但是有機磷占全磷的比例卻很高，磷主要還是以有機狀態存在的。根據趙瓊等測定章古臺沙地樟子松人工林地表層0~5 cm土層有機磷含量為64.216~68.572 mgkg-1顯著高于5~60 cm土層有機磷含量42.342~49.688 mgkg-1。有機磷占全磷總量的40%～80%。土壤中非蓄閉態無機磷含量以Ca-P為主，占非蓄閉態無機磷總量53.1%～63.3%，其他的依次為Ca-P>Fe-P>Al-P，三者在表層0~5 cm的平均值分別為27.08，14.24和4.82 mgkg-1，各級無機磷含量均顯著高于5~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土層。有機磷和無機磷在表層土壤中富積可能與凋落物有關，需要進一步研究[3]。

4結論

4.1樟子松人工林生態系統的土壤磷素含量處于我國森林生態系統土壤磷素含量的偏低水平, 且磷素的有效性差，速效磷含量不到全磷的0.5%。

4.2受凋落物影響，土壤全磷含量表層明顯高于下面的層次；速效磷在表層也明顯高于下層，但在40～60 cm處略有升高的趨勢。混交林林分的土壤中磷素的含量大于樟子松純林。隨著樟子松人工林林齡的增大，土壤總的磷素有減少的趨勢。

4.3沙地樟子松人工林土壤中有機磷占全磷的比例比較高，磷主要還是以有機狀態存在。無機磷含量以Ca-P為主。

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中圖分類號：S791.253

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.02.031

文章編號:1005-5215(2016)02-0078-02

作者簡介：任鳳偉(1974-)，男，遼寧撫順人，大學，高級工程師，現從事森林經營研究.

收稿日期：2015-11-06