遼東山區4種典型林分類型的土壤理化特征

劉曼麗

(寬甸滿族自治縣林業調查規劃院，遼寧 丹東 118200)

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遼東山區4種典型林分類型的土壤理化特征

劉曼麗

(寬甸滿族自治縣林業調查規劃院，遼寧 丹東 118200)

摘要以遼東山區4種典型林分類型0～30 cm土層土壤為研究對象，研究不同林分類型土壤理化性質。結果表明：4種林分類型土壤容重大小順序為蒙古櫟次生林(1.24 gcm(-3))>落葉松人工林(1.15 gcm(-3))>白樺+冷杉混交林(0.87 gcm(-3))>蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(0.79 gcm(-3))；土壤總孔隙度和非毛管孔隙度大小順序為蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(67.64%、24.36%)>白樺+冷杉混交林(60.80%、17.49%)>落葉松人工林(52.95%、12.13%)>蒙古櫟次生林(49.68%、10.13%)；蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林土壤中有機質、全氮、全磷含量相對較高，白樺+冷杉混交林次之。闊葉混交林和針闊混交林有利于提高土壤透氣性，涵養水源，提高土壤肥力。

關鍵詞遼東山區；林分類型；土壤理化性質

森林植被是陸地生態系統的主體，森林植被和土壤互為環境因子，土壤的理化性質影響著植被發生、發育和演替的速度，同時也因植被的演變而發生改變，土壤的理化性質與植物群落組成結構和植物多樣性有著密切的關系[1]。研究森林中土壤理化性質，對森林與土壤的相互作用過程和機理都有十分重要的意義，為實現對森林進行人工調控提供了科學依據[2]。

遼東山區植被完整，物種豐富，生態系統的結構和功能都比較完善，是遼寧省重要的綠色生態屏障和水源涵養基地。本研究以遼東山區4種典型林分類型的土壤為研究對象，分析不同林分類型的土壤理化性質，探討不同林分類型土壤理化性質的變化規律，旨在為遼東山區生態建設提供科技支持，為森林可持續經營管理和合理開發利用提供科學依據。

1研究區概況

研究區位于遼寧省清原縣境內(41°58′—42°12′ N，125°05′—125°24′ E)。山脈屬長白山系余脈龍崗支脈，地形以山地為主，屬低山緩丘區。地處溫帶大陸性季風氣候區，冬季寒冷，夏季炎熱，雨熱同期，年均氣溫5.3 ℃，無霜期130 d，年降水量為700～1 000 mm，降水集中在6—8月。土壤多為中性棕色森林土。植被屬長白植物區系，地帶性植被為紅松(Pinuskoraiensis)闊葉混交林，森林植被以天然次生落葉林和人工針葉林為主，主要林型有蒙古櫟(Quercusmongolica)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、胡桃楸(Juglansmandshurica)、黃波羅(Phellodendronamurense)、花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)等組成的硬闊葉林，樺木(Betulaspp.)等組成的軟闊葉林，槭類(Acerspp.)等組成的雜木林，長白落葉松(Larixolgensis)、紅松、油松(Pinustabulaeformis)組成的人工針葉林[3]。

2研究方法

2.1標準地設置及土壤樣品采集

選取白樺+冷杉混交林、落葉松人工林、蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林、蒙古櫟次生林4種林分類型，在立地條件相似的地段設立4塊標準地，樣地面積為20 m×20 m。樣地基本情況見表1。

在樣地內按上、中、下坡各設置土壤剖面3個，采樣深度為30 cm，按0～15 cm、15～30 cm分別采集土樣，各3次重復。土樣帶回實驗室風干、磨碎以供土壤各項指標測定。

2.2樣品測定方法

在實驗室采用環刀法測定土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度等指標。全氮，全氮儀；有機質，重鉻酸鉀氧化—外加熱法；全鉀，氫氧化鈉堿熔—火焰光度法；全磷，氫氧化鈉堿熔—鉬銻抗比色法。

表1　樣地基本情況

3結果與分析

3.1不同林分類型的土壤物理性質

土壤容重及孔隙度是土壤的基本物理性質，對土壤的透氣性、入滲性能、持水能力、溶質遷移特征以及土壤的抗侵蝕能力都有非常大的影響[4]。土壤容重是土壤緊實度的敏感性指標，也是表征土壤質量的一個重要參數[5]。土壤孔隙度反映土壤孔隙狀況和松緊程度，其數量的大小及其分配狀況是森林土壤物理性質的基礎，也是評價森林土壤涵養水源功能的重要指標[5,6]。

從表2可以看出，遼東山區4種林分類型土壤容重變化范圍從蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林的0.79 gcm-3到蒙古櫟次生林的1.24 gcm-3，變化幅度較大，差異顯著。土壤同一剖面隨著土層加深，4種林分類型的土壤容重均呈增加趨勢，說明森林植被能夠促進表層土壤較深層疏松。0～15 cm到15～30 cm土壤容重變化幅度大小順序為：落葉松人工林(0.38 gcm-3)>白樺+冷杉混交林(0.34 gcm-3)>蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(0.22 gcm-3)>蒙古櫟次生林(0.18 gcm-3)，表明針葉樹種對表層土壤容重變化幅度影響較大，這也與針葉樹枯落物含油脂較高、分解周期長有關。

4種林分類型土壤容重大小順序為：蒙古櫟次生林(1.24 gcm-3)>落葉松人工林(1.15 gcm-3)>白樺+冷杉混交林(0.87 gcm-3)>蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(0.79 gcm-3)。結果表明，蒙古櫟次生林和落葉松人工林土壤緊實程度較高，抵抗徑流對地表的沖刷能力較強；白樺+冷杉混交林和蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林土壤容重小，表層土壤松散，透氣性和涵養水源功能較強。

表2　遼東山區4種典型林分類型土壤物理性質

由表2可以看出，土壤總孔隙度大小順序為：蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(67.64%)>白樺+冷杉混交林(60.80%)>落葉松人工林(52.95%)>蒙古櫟次生林(49.68%)。土壤非毛管孔隙度大小順序為：蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(24.36%)>白樺+冷杉混交林(17.49%)>落葉松人工林(12.13%)>蒙古櫟次生林(10.13%)。從土壤孔隙度指標得出，4種林分類型土壤總孔隙度和非毛管孔隙度變化趨勢一致，闊葉混交林和針闊混交林土壤總孔隙度和非毛管孔隙度均大于落葉松人工林和蒙古櫟次生林。垂直剖面上層土壤較下層土壤總孔隙度和非毛管孔隙度均呈下降趨勢，不同林分類型間差異顯著。非毛管孔隙數量的多少直接影響林地的蓄水能力和水分調節功能的強弱，由此可以看出，蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林非毛管孔隙度最大，有利于降水入滲，涵養水源能力強，其次為白樺+冷杉混交林。

3.2不同林分類型的土壤化學性質

土壤有機質與土壤礦物質是林分營養的主要來源，對土壤的理化性質都具有很重要的作用[7]。土壤有機質主要來源于地上植物的凋落物及地下根系，對土壤形成、土壤肥力和環境保護十分重要。由表3可以看出，4種林分類型土壤有機質的大小順利為：蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林(26.98 gkg-1)>白樺+冷杉混交林(23.26 gkg-1)>落葉松人工林(21.08 gkg-1)>蒙古櫟次生林(19.16 gkg-1)。結果表明，4種林分類型土壤有機質均呈現出隨土層深度的增加而逐漸減少的趨勢，這是由于凋落物分解和土壤表層的根系分布較多，有機質多聚集在土壤表層。說明闊葉混交林和針闊混交林土壤有機質含量較高，有利于提高林分土壤肥力，改善土壤性質，促進林分的穩定性。

土壤的全氮含量是衡量土壤氮素供應狀況的重要指標，其含量的大小主要決定于土壤有機質的積累與作用的相對強度，直接影響著植物的生長[5]。從表3可以看出，4種林分類型土壤全氮含量在0.76～1.43 gkg-1之間，其中落葉松表層含量最高。磷是林分新陳代謝和生長發育過程中多種有機化合物的成分，土壤成土作用和母質對磷含量影響較大。4種林分類型土壤全磷含量在0.08～0.23 gkg-1之間，其中蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林含量最高。鉀素具有激活多種酶的活性、提高光合速率、促進物質合成、增強作物抗逆性等功能。土壤全鉀量反映了土壤鉀素的潛在供應能力[5]。4種林分類型土壤全鉀含量變化范圍在15.28～25.32 gkg-1之間，其中落葉松人工林全鉀含量最大。

表3　遼東山區4種典型林分類型土壤化學性質

4結論

4種林分類型土壤容重大小順序為：蒙古櫟次生林>落葉松人工林>白樺+冷杉混交林>蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林。土壤總孔隙度大小順序為：蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林>白樺+冷杉混交林>落葉松人工林>蒙古櫟次生林。土壤非毛管孔隙度大小順序為：蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林>白樺+冷杉混交林>落葉松人工林>蒙古櫟次生林10.13%。結果表明，闊葉混交林和針闊混交林有利于提高土壤透氣性、涵養水源。

蒙古櫟+花曲柳+紫椴混交林土壤中有機質、全氮、全磷含量相對較高，白樺+冷杉混交林略次，可見闊葉混交林和針闊混交林土壤肥力相較較高。

在森林經營過程中應營建或撫育改造成多樹種合理配置的林分結構，來增加物種的多樣性，改善凋落物的組成及性質，優化空間結構，促進其快速分解，改善土壤的理化性質，提高土壤肥力，增強水源涵養能力。

參考文獻：

[1] 漆良華，張旭東，孫啟祥，等.土壤—植被系統及其對土壤健康的影響[J].世界林業研究，2007，20(3)：1-8

[2] 魏強，凌雷，柴春山，等.甘肅興隆山森林演替過程中的土壤理化性質[J].生態學報，2012，32(15)：4700-4713

[3] 韓友志，邢兆凱，顧宇書，等.渾河上游白樺冷杉等9種林分枯落物儲量及持水特性[J].東北林業大學學報，2011(11)：15-18

[4] 楊亞輝，趙文慧，木熱提江阿不拉，等.不同植被對土壤理化性質影響分析——以王東溝小流域為例[J].水土保持通報，2016(1)：249-252

[5] 劉國順，王曉云，袁玉霞，等.雞公山自然保護區不同林分類型土壤理化性質研究[J].林業資源管理，2012(2)：102-105,115

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Physi-chemical Characteristics of Soil of Four kinds Typical Forest Types in Hilly Area of Eastern Liaoning Province

Liu Manli

(Forest Inventory and Planning Institute Kuandian Manchu Autonomous County,Dandong 118200,China)

AbstractTaking 0-30 cm soil layer in four kinds of typical forest types in hilly area of eastern Liaoning Province as the research object, soil physical-chemical properties of different forest types were studied. Result shows that among four stand types ,the descending order of soil bulk density is secondary forest of Quercus mongolica 1.24gcm(-3)> Larix gmelinii plantation 1.15 gcm(-3)> Betula platyphylla+ Abies fabric mixed 0.87 gcm(-3)> Mongolian oak +Fraxinus rhynchophylla mixed for Tilia amurensis + 0.79 gcm(-3). The descending order of soil porosity and non-capillary porosity is: Quercus mongolica + Fraxinus rhynchophylla +mixed forest of Tilia amurensis(67.64%, 24.36%)> mixed forest of Betula platyphylla+ Abies fabric (60.80%, 17.49%)> Larix gmelinii plantation ( 52.95%, 12.13%)> secondary forest of Larix gmelinii (49.68%, 10.13%).Content of organic matter, total nitrogen, total phosphorus in soil of mixed forest for Quercus mongolica +Fraxinus rhynchophylla for Tilia amurensis is relatively higher;the above indexes of mixed forest of Betula platyphylla+ Abies fabric are the second. The mixed forest of broadleaved forest and conifer and broadleaf mixed forest are propitious to increase the soil permeability and soil fertility ,also helpful in water conservation.

Key wordshilly area in eastern Liaoning Province;forest types;soil physical-chemical properties

中圖分類號：S715

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.005

作者簡介：劉曼麗(1972-)，女，遼寧寬甸人，大學，工程師，現從事林業調查規劃設計工作.

基金項目：國家林業公益性行業科研專項(200904064)

收稿日期：2016-02-26

文章編號：1005-5215(2016)04-0020-03