文昌市5種不同森林類型土壤物理性質分析研究

陳利 薛超文 王小燕 宿少鋒 林之盼 薛楊

摘要利用樣地調查法對文昌市5種不同森林類型土壤物理性質進行分析，結果表明：土壤平均容重木麻黃林最大（1.574 g/m3 ），大葉相思林最小（1.454 g/m3 ）； 總孔隙度大葉相思林最大（46.187），木麻黃林最小（42.177）；土壤含水率椰子林最高，平均達到7.957%，而木麻黃林含水率最小，平均為1.032%。pH在4.81～6.59，相思林、木麻黃林和桉樹林均為極強酸性（pH 4.5～5.5）土壤，次生林和椰子林為弱酸性土壤。該研究準確評估文昌市5種森林類型土壤物理性質的差異性，可為營造熱帶混交人工林近自然化改造經營提供理論依據。

關鍵詞森林類型；土壤；物理性質；文昌市

中圖分類號S714.2文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）32-0118-03

Study on Soil Physical Properties of Five Different Forest Types in Wenchang City

CHEN Li1， XUE Chaowen2， WANG Xiaoyan2* et al（1.Wenchang Dongge Town Peoples Government， Wenchang， Hainan 571300；2.Hainan Forestry Institute ， Haikou， Hainan 571100）

AbstractBased on the soil physical properties of five different forest types in Wenchang City， the soil physical properties of five forest types were analyzed by using the sample survey method. The results showed that average soil density of Casuarina equisetifolia was the largest （1.574 g/m3） and Acacia auriculaeformis was the minimum （1.454 g/m3）；Total porosity of Acacia auriculaeformis was the largest （46.187） ，and it of Casuarina equisetifolia was the minimum （42.177） ；Soil moisture content of coconut forest was the highest， the average value reached 7.957%， while the minimum moisture content of Casuarina equisetifolia， an average of 1.032%. Soil pH was between 4.81 and 6.59， soil of Acacia auriculaeformis，Casuarina equisetifolia and Eucalyptus were highly acidic （pH 4.5-5.5） ， soil of secondary forest and coconut forest were weak acid . This study was to evaluate the physical properties of five forest types in Wenchang City in order to provide theoretical basis for the construction of tropical mixed plantations.

Key wordsDifferent forest types；Soil；Physical properties；Wenchang City

土壤是森林生態系統的重要組成部分，為林木生長和發育提供所需的物質基礎，而森林通過枯枝落葉改善土壤結構，增加土壤孔隙，影響土壤的形成和發育。在森林土壤質量評價指標中，容重與孔隙度是土壤的基本物理性質，直接影響土壤蓄水能力與透氣性，并間接影響土壤肥力和植物生長狀況[1]。此外，土壤含水率、土壤容重、土壤質地、土壤有機質以及植被覆蓋等是影響土壤圓錐指數的重要因素[2-4]。通過對文昌市椰子林、木麻黃林、桉樹林、相思林、次生林5種不同森林類型進行取樣收集，分析比較不同森林類型土壤物理性質，如土壤容重、總孔隙度和土壤含水率等，探討不同類型森林土壤物理性質差異，為營造熱帶混交人工林近自然化改造經營提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于海南省文昌市，地處110°43′19″～111°58′34″E，19°34′01″～19°44′23″N，屬于熱帶海洋性季風氣候。文昌市的年平均降雨量為1 740 mm，平均降雨日為158 d。干、濕兩季分明。全年雨量的70%～90%集中在6—10月，尤以9月最多。受季風帶影響，以南風、東南風為主。年均蒸發量為1 892 mm，與降雨量持平。風登陸次數平均每年4次，臺風發生的高峰期為7、8月。文昌市植被類型為熱帶季風雨林區。因地近海邊，海岸線長，海洋潮濕的氣流不時侵入，所以沿海具有熱帶海岸植被景觀特色。在市域西部、西南部多數為橡膠（Heveabrasiliensis）、荔枝樹（Litchi chinensisSonn）；南部、東南部多為椰子（Cocos nucifera L）、闊葉樹（kuoyeshu）；東部有當地特有硬闊樹種——文昌椎（Castanopsiswenchangensis）；北部、東北部多木麻黃（Casuarina equisetifoliaForst）。其他村莊、路渠旁廣泛栽種椰子、龍眼（Dimocarpus longan）、荔枝、五味子（Schisandrachinensis）、香蒲桃（Syzygiumodoratum）、打鐵樹（Rapanea linearis）、竹葉木姜子（LitseapseudoelongataLiou）等。

1.2研究方法

1.2.1樣地選擇。在文昌市選擇具有代表性的5種典型森林類型，分別是木麻黃林、大葉相思林、椰子林、桉樹林、次生林進行研究，各建立1 hm2樣地，并記錄各樣地的經緯度、郁閉度。在樣地內分別設置 20 m×20 m的小樣方各2塊，采用PVC管對每個小樣方做標記。然后對小樣方內喬木層進行每木檢尺。林地基本概況詳見表1。

1.2.2樣品采集及分析

1.2.2.1樣品采集。

分別在每塊標準樣地內設置代表性采樣點2個，挖掘剖面2個，在每個剖面按照0～10、10～20、20～40、40～60和60～100 cm自上而下將土層劃分為5層采集土壤樣品。用容積為100 cm的不銹鋼環刀采集0～10、10～20、20～40、40～60和60～100 cm土層原狀土，每個層次制作環刀土6個，帶回實驗室內，供測定土壤容重、總孔隙度和含水率等物理性質。

1.2.2.2土壤分析測定方法。

物理指標的測定：采用環刀法測定容重、總孔隙度，用105 ℃烘干法測定土壤自然含水率[5]。

1.3統計分析

試驗數據、圖表采用Microsoft Excel 2007處理和生成；各處理平均值比較采用最小顯著差異法（LSD）。

2結果與分析

2.1土壤容重

由表2可以看出，木麻黃林平均土壤容重最大（1.574 g/m3 ），大葉相思林平均土壤容重最小（1.454 g/m3 ），總體來說：5種林分類型平均土壤容重差異性不明顯；同一種林分，不同土層也有一定差異，木麻黃林不同土層土壤容重差異性不明顯；次生林不同土層土壤容重差異性明顯，土層60～100 cm土壤容重最大（1.579 g/m3 ），10～20 cm土壤容重最小（1.412 g/m3 ）；桉樹林土壤土層0～10 cm土壤容重最大（1.544 g/m3 ），其他土層土壤容重相差不多；大葉相思林土壤土層20～40 cm容重最大（1.490 g/m3 ），0～10 cm土壤容重最小（1.372 g/m3 ）；椰子林土壤土層10～20 cm容重最大（1.538 g/m3 ），0～10 cm土壤容重最小（1.470 g/m3 ）。

5種林分類型平均土壤容重為：木麻黃林（1.574 g/m3 ）>椰樹林（1.508 g/m3 ）>次生林（1.495 g/m3 ）>桉樹林（1.489 g/m3 ）>相思林（1.454 g/m3 ）。

2.2土壤總孔隙度

由表3可以看出，木麻黃林和次生林土壤總孔隙度隨土壤土層加深而減少；桉樹林土層40～60 cm土壤總孔隙度最大（48.410%），其他土層總孔隙度43.250%～44.897%；大葉相思林土層0～10 cm土壤總孔隙度最大（48.960%），其他土層總孔隙度45.003%～45.990%；椰子林土層0～10 cm土壤總孔隙度最大（45.610%），其他土層總孔隙度43.470%～44.620%之間。

5種不同森林類型平均土壤總孔隙度為：大葉相思林（46.187%）>桉樹林（45.007%）>次生林（44.752%）>椰樹林（44.392%）>木麻黃林（42.177%）。不同森林類型土壤總孔隙度差異顯著（P<0.05）。

2.3土壤含水量

由表4可知，文昌市5種不同森林類型土壤含水率大致上隨著土壤土層深度增加，土壤含水率呈遞增趨勢，差異顯著（P<0.05），其中土層60～100 cm，次生林土壤含水率最高為11.738%，其次是椰子林為10.691%，木麻黃林土壤含水率最少為1.491%。

5種森林類型平均土壤含水率為：椰子林>次生林>桉樹林>大葉相思林>木麻黃林。

同一森林類型不同土壤層次含水率差異不顯著，隨著土壤深度的增加，土壤含水率呈遞增趨勢，不同的是木麻黃林不同深度土壤含水率相對均勻增加，土壤為濱海砂壤，通氣性和透水性好。次生林和椰子林土壤含水率明顯高于其他土壤含水率，這可能是因為次生林和椰子林根系分布深度不同，林分密度差異對林地覆蓋程度不同，導致林地蒸發和植被蒸騰差異較大[6]。

3結論與討論

3.1不同森林類型土壤容重差異

5種林分類型平均土壤容重差異不明顯，同一種林分， 不同土層差異也不明顯（除了次生林存在差異外），5種林分類型土壤容重木麻黃林平均土壤容重最大（1.574 g/m3 ），大葉相思林平均土壤容重最小（1.454 g/m3 ），5種森林類型土壤容重為：木麻黃林（1.574 g/m3 ）>椰子林（1.508 g/m3 ）>次生林（1.495 g/m3 ）>桉樹林（1.489 g/m3 ）>相思林（1.454 g/m3 ）。

3.2不同森林類型土壤總孔隙度差異

5種森林類型土壤均屬濱海砂壤，5種不同森林類型平均土壤總孔隙度為：大葉相思林（46.187%）>桉樹林（45.007%）>次生林（44.752%）>椰樹林（44.392%）>木麻黃林（42.177%）。不同森林類型土壤總孔隙度差異顯著（P<0.05）。

3.3不同森林類型土壤含水率差異

5種森林類型土壤含水率差異顯著，土壤含水率大致上隨著土壤土層深度增加呈遞增趨勢，其中椰子林平均土壤含水率最高，達7.957%，而木麻黃林土壤含水率最小，平均為1.032%，5種森林類型平均土壤含水率為：椰子林>次生林>桉樹林>大葉相思林>木麻黃林。

參考文獻

[1]

賀康寧.水土保持林地土壤水分物理性質的研究[J].北京林業大學學報，1995，17（3）：44-50.

[2] HERNANZ J L，PEIXOTO H，CERISOLA C，et al.An empirical model predict soil bullk density profiles in field conditions using penetration sistance，moisture content and soil depth[J]，Journal of terramechanics，2000，37（4）：167-184.

[3] 林劍輝，孫宇瑞，曾慶猛，等. 土壤圓錐指數、水分與容重耦合模型的試驗比較研究：Ⅱ.水分與深度的影響[J].應用基礎與工程科學學報，2009，17（1）：62-68.

[4] 張立彬. 土壤含水量和土壤緊實度對土壤圓錐指數值影響的試驗研究[J]. 農業工程學報，1993，9（2）： 41-44.

[5] 劉曼麗.遼東山區4種典型林分類型的土壤理化性質[J].防護林科技，2016（4）：20-22.

[6] 邢兆凱，焦樹仁.章古臺固沙造林技術與效益評價[J].中國沙漠，1999，19（2）：179-183.