不同配置錦雞兒防風(fēng)固沙林土壤物理性質(zhì)研究

夏志光

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110122)

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不同配置錦雞兒防風(fēng)固沙林土壤物理性質(zhì)研究

夏志光

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽 110122)

采用環(huán)刀法和烘干法對科爾沁沙地不同配置模式錦雞兒防風(fēng)固沙林土壤物理性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：各配置模式容重均小于對照地，>5～20 cm尤為明顯；不同配置模式土壤飽和持水量比對照地有較大提高；不同配置模式孔隙度均比對照地有較大改善，毛管孔隙度尤為明顯。

科爾沁沙地；錦雞兒；防風(fēng)固沙林；土壤；物理性質(zhì)

土地荒漠化，以及由此引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題，已日益被人們關(guān)注，許多國家和地區(qū)對此投入大量人力、物力和財力，但在根治荒漠化問題上仍未取得較為理想的效果。所謂荒漠化，是指包括氣候變異和人類活動在內(nèi)的種種因素造成的干旱、半干旱和半干旱亞濕潤地區(qū)的土地退化[1]。它是全球性的重大環(huán)境問題，直接威脅人類社會生產(chǎn)發(fā)展，被稱為“地球的癌癥”[2]。荒漠化的結(jié)果是生物生產(chǎn)力持續(xù)下降，糧食、牧草減產(chǎn)以至死亡。據(jù)統(tǒng)計，全球近36億hm2的耕地和牧場受到荒漠化的威脅，荒漠化每年造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)420多億美元[3]。荒漠化不僅對人類的生存環(huán)境造成嚴(yán)重危害，而且還是導(dǎo)致貧困、社會動亂和阻礙經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

植被對于治理荒漠化有著積極作用。本研究旨在探索荒漠化地區(qū)植被對土壤物理性質(zhì)的影響，從而為治理荒漠化提供一定的理論依據(jù)。

1　研究地點

試驗選取科爾沁沙地腹地的赤峰巴林左旗固定半固定沙丘，以該地區(qū)十分常見的錦雞兒作為研究對象，錦雞兒選取均勻式、行帶式和隨機式3種配置方式，并以旁邊流動沙地作為對照。

2　研究方法

在樣地內(nèi)選取有代表性的地點，用容積為100 cm3的環(huán)刀分層取原狀土，取樣深度分別為0～5 cm,>5～10 cm,>10～20 cm，同時用鋁盒取相同深度的土壤測定含水率。土壤物理性質(zhì)分別在5月和9月各取一次，土壤含水率測定時間為5—9月，觀測日期為每月5、15、25日各1次，下雨加測。

經(jīng)試驗相關(guān)處理后根據(jù)以下公式求算出土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度等土壤物理性質(zhì)。

環(huán)刀內(nèi)烘干土質(zhì)量(g)= 環(huán)刀內(nèi)濕土質(zhì)量(g)×K2

非毛管孔隙度(容積%)=[土壤飽和持水量(%)-毛管持水量(%)]×土壤容重(g·cm-3)

毛管孔隙度(容積%)= 毛管持水量(%)×土壤容重(g·cm-3)

總孔隙度(容積%)= 非毛管孔隙度(容積%)+ 毛管孔隙度(容積%)

3　結(jié)果分析

3.1土壤容重分析

表1　不同配置錦雞兒固沙林土壤容重

由表1可知，土壤容重總體上與土層深度呈正相關(guān)，土表容重較低，表明土表由于受自然植被的影響，土壤狀況得到明顯改善。不同配置模式其表層土和下層土容重有所差別，總體來看各種配置模式其各個層次土壤容重均小于對照地，其中0～5 cm、>5～10 cm、>10～20 cm層隨機式容重分別比對照地降低了7.63%、10.88%和11.26% 。說明錦雞兒對土壤起到了明顯的改良作用，且對5～20 cm層土壤的改良效果更強。不同配置模式對土壤容重的改變差異不大，但有明顯規(guī)律。錦雞兒林下容重均小于其行間或叢間，且隨機式與行帶式這一差別更加顯著，這主要是因為同密度的樣地內(nèi)隨機式與行帶式不同錦雞兒灌叢之間相鄰較近，林下枯落物更加豐富，但其叢間或行間距離也較大，枯落物較少，而均勻式錦雞兒灌叢均勻分布，所以其灌叢下和行間容重區(qū)別較小。

3.2土壤持水量分析

由表2分析可知，隨土層深度的增加，各種配置錦雞兒灌木林及對照地土壤持水量均逐漸下降；不同深度的土壤飽和持水能力均表現(xiàn)為隨機式灌下>行帶式灌下>均勻式灌下>對照地，而其灌間飽和持水能力則為均勻式>行帶式>隨機式>對照地，主要原因同密度的樣地內(nèi)隨機式與行帶式不同灌叢之間相鄰較近，林下枯落物更加豐富，對土壤改善能力更強，但其叢間或行間距離也較大，枯落物較少，而均勻式灌叢分布均勻，所以其灌叢下持水能力較小，而行間持水能力又較隨機式和行帶式大，結(jié)合上表數(shù)據(jù)可見毛管持水量和田間持水量也表現(xiàn)出同樣的規(guī)律；3種不同配置模式之間比較發(fā)現(xiàn)，隨機式和行帶式在不同深度其飽和持水能力十分接近，但均勻式卻在行間和灌叢下與上述兩種模式表現(xiàn)出較大的差異，其行間在0～5、>5～10、>10～20 cm三個深度的飽和持水能力分別比隨機式在這三個深度的飽和持水能力高3.31%、3.96%、3.01% 。

表2　不同配置錦雞兒固沙林土壤持水量

3.3土壤孔隙度分析

由表3可知，對照地及各種配置模式錦雞兒灌木林土壤非毛管孔隙度隨土層深度的增加呈遞增趨勢，而毛管孔隙度和總孔隙度呈遞減趨勢，這主要是因為植物對土壤物理性質(zhì)的改良主要表現(xiàn)在對土壤中有機物團(tuán)聚體的增加上，而有機物團(tuán)聚體的增加主要表現(xiàn)在增加土壤毛管孔隙上，且植物對土壤的改良效果由上到下逐漸減弱，0～5 cm土層其孔隙狀況變化最大。

表3　不同配置錦雞兒固沙林土壤孔隙度

不同配置模式之間在土壤各深度其非毛管孔隙度變化差異不顯著，但總體上表現(xiàn)為各種模式灌叢間非毛管孔隙大于灌叢下，但不同配置模式在土壤各深度其毛管孔隙度的變化比較明顯，在各深度灌叢下及灌叢間其毛管孔隙度均表現(xiàn)出均勻式>行帶式>隨機式，但3種配置模式在相同深度的毛管孔隙度差異較小，而三種模式各自在其灌叢間及灌叢下的毛管孔隙度差異較大，例如0～5 cm深度，均勻式、行帶式、隨機式各自的灌叢下比灌叢間毛管孔隙度大3.22%、3.41%、4.03%，說明灌木林對土壤的改良主要集中在灌叢下，對灌叢間土壤的改良主要通過根系的拓展及灌叢間的草本。與對照地相比，各種配置模式灌叢下及灌叢間的孔隙度在各個深度都有較大提高，其中主要以毛管孔隙的提高最為顯著，在0～5 cm深度，均勻式、行帶式、隨機式的毛管孔隙度分別比對照地提高4.02%、3.46%、3.21%，在>10～20 cm深度，各自比對照地提高了7.19%、6.02%、5.91%，在>10～20 cm深度，3種模式灌叢間毛管孔隙度比對照地分別提高了3.55%、2.18%、1.48% 。由于毛管孔隙度占總孔隙度的比例非常大，所以總孔隙度也表現(xiàn)出與毛管孔隙同樣的變化規(guī)律。

總體上看，各種灌木林在不同深度對土壤飽和持水能力比對照地飽和持水能力均有較大的提高，其中隨機式在灌叢下的持水能力改善最為顯著，在0～5、>5～10、>10～20 cm三個深度分別比對照地提高了10.66%、16.1%、17.75% 。

4　結(jié)論

各配置模式和對照地土壤容重均有著隨土壤層次加深而增大的趨勢。各配置模式容重均小于對照地，這種變化在5～20 cm土層深度尤為明顯。不同配置模式之間容重的改變差別不大，但有著明顯規(guī)律。

各配置模式和對照地土壤持水量隨著土壤層次加深而下降。不同配置模式土壤飽和持水能力均比對照地有較大提高，隨機模式灌叢下尤為明顯。

土壤孔隙度方面，對照地和各配置模式隨土層深度的加深非毛管孔隙度有增加的趨勢，毛管和總孔隙度有減小的趨勢。各配置模式土層各深度毛管孔隙度變化明顯。不同配置模式孔隙度均比對照地有明顯改善，這種變化在毛管孔隙度上表現(xiàn)尤為顯著。

[1] 中華人民共和國林業(yè)部防治沙漠化辦公室.聯(lián)合國關(guān)于在發(fā)生嚴(yán)重干旱和/或荒漠化的國家特別是在非洲防治荒漠化的公約[M].北京：中國林業(yè)出版社,1994

[2] 楊有林,盧琦.以色列的荒漠化整治與林業(yè)建設(shè)[J].世界林業(yè)研究,1996(4)：41-46

[3] 盧琦,周士威.面向二十一世紀(jì)的荒漠化預(yù)防與綜合治理框架[J].林業(yè)科技管理,1999(2)：16-19

Soil Physical Properties of Wind Protection and Sand Fixation Forest ofCaraganasinicawith Different Arrangements

Xia Zhiguang

(Forest Inventory and Planning Institute of Liaoning Province,Shenyang 110122,China)

Soil physical properties ofCaraganasinicawith different arrangements in Horqin Sandyland by using round knife method and oven drying method. Result shows that the soil bulk density of different modes of arrangements are less than that of contrast land,especially the soil bulk density abvoe 5-20 cm soil layer. Different distribution modes saturated soil water holding capacity has been greatly improved compared to the that of contrast land. Different modes of arrangements porosity have been greatly improved than that of contrast land,especially capillary porosity.

Horqin Sandyland；Caraganasinica;wind protection and sand fixation forest；soil;physical properties

1005-5215(2016)09-0001-03

2016-07-26

夏志光(1982-),男，碩士，工程師，主要從事林業(yè)研究,Email：xiazhiguang_8212@163.com

S727.23

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.09.001