海南樂東3種不同森林類型樣地土壤化學性質分析

詹道華，陳祥澤，王小燕，薛 楊，宿少鋒，林之盼

(1.海南省樂東黎族自治縣林業局，海南樂東572500；2.海南省樂東黎族自治縣林業服務中心，海南樂東572500；3.海南省林業科學研究所，海南海口 571100)

土壤是森林植被下產生和發育起來的，是地表的一部分，是供給森林生活物質的基質，由礦物和有機物組成[1]。在森林生態系統中，植物固定的CO2中約1/2通過凋落物歸還到土壤[2]，通過微生物分解轉化成土壤肥力，使土壤肥力在植物生長中發揮著決定作用。森林植被以凋落物的形式向土壤歸還大量的有機質，由于不同森林類型其凋落物、根系生物量等存在一定差異，從而影響土壤有機數量和不同的土壤肥力。因此，對不同森林類型下土壤化學性質研究是評價森林土壤質量的重要指標，同時對保持森林土壤肥力具有重要意義[3]。該研究以樂東縣年齡組成相近的木麻黃純林、桉樹林、大葉相思林為研究對象，通過對比3種不同森林類型土壤化學性質，比較不同森林類型和不同土壤層化學性質(包括pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀、硝態氮和銨態氮等)之間的關系[4]，揭示樂東縣3種不同森林類型土壤營養成分的現狀情況，以期為樂東縣森林人工林可持續經營和改造提供參考。

1 材料與方法

1.1調查區域概況樂東縣位于海南島西南部(18°24′～18°58′N，108°39′～109°24′E)，屬熱帶海洋性季風氣候，光照充足，熱量豐富，輕風無霜，干濕季節分明，年平均氣溫25 ℃，年降水量1 600 mm[5]。主要植被類型有原生林、次生林、橡膠林、椰子林、木麻黃純林、桉樹林、大葉相思林、紅樹林等，土壤類型有磚紅壤和濱海沙壤等，pH在5.17～6.99。

1.2樣地概況選取年齡組成相近的典型林分3種，包括木麻黃(Casuarinaequisetifolia)純林、桉樹(Eucalyptusrobusta)純林、馬占相思(Acaciamangium)純林。林地植被概況詳見表1。

表1 3種樣地植被基本概況

1.3研究方法

1.3.1調查方法。在每個固定樣地內挖掘出剖面3個，按照0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm 分5層采集土樣，把同一土層樣品混合均勻攪拌，取樣品重1 000 g，放密封袋內，做好標記，寫明樣地號、剖面號數、采樣深度、土壤名稱、采樣人和采樣日期。拿回化驗室，風干研磨、過0.149 mm篩，送檢測定土壤化學性質。

1.3.2土壤養分測試方法。土壤化學性質分析指標按魯如坤《土壤農業化學分析方法》[6]執行。其中土壤pH采用電位法測定；重鉻酸鉀-外熱法測土壤有機質含量[7]；土壤全氮采用半微量開氏法測定；土壤全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法測定；土壤全鉀采用堿溶-火焰光度法測定；土壤有效磷采用BrayⅠ提取-鉬銻抗吸光光度法測定；土壤速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定；土壤硝態氮采用KCl浸提-紫外分光光度法測定；土壤銨態氮采用1 mol/L KCl浸提-靛酚藍比色法測定[8]。

1.3.3數據統計分析。數據處理采用Microsoft Excel 2003軟件進行。采用SAS 8.1軟件進行方差分析。采用最小顯著差異法(LSD)比較各處理平均值。

2 結果與分析

2.1土壤pH土壤pH是重要的化學性質指標，影響著土壤養分的有效性。土壤pH主要取決于成土母質、成土過程和土壤溶液濃度[9]。3種森林類型土壤pH為5.17～6.99(表2)，屬于酸性到中性土壤。其中木麻黃純林0～100 cm土壤pH為6.00～6.99，屬于弱酸性到中性土壤；桉樹林土壤pH為5.17～6.12，屬于弱酸性土壤；大葉相思林土壤pH為5.47～5.76，屬于酸性土壤；就表層土壤(0～10 cm)而言，木麻黃純林表層土壤pH顯著高于其他2種森林；就土層60～100 cm而言，大葉相思林顯著低于其他2種森林。

表2 3種植被類型土壤pH比較

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.2土壤有機質土壤有機質是土壤固相部分的重要組成成分，盡管土壤有機質的含量僅占土壤總量的很小一部分，但它對土壤形成、土壤肥力、環境保護及農林業可持續發展等方面都有極其重要的作用。

從表3可看出，3種森林土壤有機質含量為0.64～10.69 g/kg，屬于低有機質含量土壤，且變異較大。木麻黃純林0～100 cm土壤有機質含量為0.64～9.25 g/kg；桉樹林為2.93～10.53 g/kg，大葉相思林為1.65～10.69 g/kg。0～10 cm土層有機質含量比其他4種土層都高，其中大葉相思林最高(10.69 g/kg)，桉樹林次之，木麻黃純林最低。對3種森林類型不同土層有機質含量進行統計分析，結果表明，60～100 cm土層中有機質含量木麻黃純林顯著低于桉樹林和大葉相思林，其他4種土層中土壤有機質含量在統計上差異并不顯著。3種森林類型中除了大葉相思林外，其他2種森林類型土層土壤有機質從上到下出現了明顯的下降，這與楊青青等[10]、宿少鋒等[9]的研究結論一致。

表3 3種植被類型土壤有機質比較

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.3土壤全氮從表4可看出，3種森林土壤全氮含量為0.03～0.70 g/kg，屬于低氮肥力土壤。其中木麻黃純林0～100 cm土壤有機質含量為0.03～0.34 g/kg，桉樹林為0.23～0.46 g/kg，大葉相思林為0.13～0.70 g/kg。3種森林土壤表層(0～10 cm)全氮含量高于其他4種土層。3種森林土壤層10～40 cm全氮含量之間差異顯著(P<0.05)，其中桉樹林土壤全氮顯著高于木麻黃純林和大葉相思林。

表4 3種植被類型土壤全氮比較

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.4土壤全磷從表5可看出，3種森林土壤全磷為0.01～0.03 g/kg，10～20和60～100 cm森林土壤全磷含量之間差異顯著(P<0.05),其中木麻黃純林顯著低于其他2種森林類型；其他土層中土壤全磷含量之間差異不大，桉樹林最高，大葉相思林最低。

表5 3種植被類型土壤全磷比較

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.5土壤全鉀表6顯示，3種森林土壤全鉀為0.88～4.29 g/kg，桉樹林和大葉相思林全鉀含量之間差異不大，木麻黃純林最低。

表6 3種植被類型土壤全鉀比較

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.6土壤有效磷從表7可看出，3種森林土壤有效磷含量為1.29～12.38 mg/kg，有效磷含量很低，它們之間變異很大。其中，木麻黃純林0～100 cm土壤有效磷為3.09～12.38 mg/kg，桉樹林為1.29～3.98 mg/kg，大葉相思林為1.61～3.65 mg/kg。3種森林10～20、60～100 cm土壤有效磷含量之間差異不大；而0～10、40～60 cm土壤有效磷之間存在差異，木麻黃純林顯著高于其他2種森林。

表73種植被類型土壤有效磷比較

Table7Comparisonofavailablephosphorousinthreevegetationsoiltypes

mg/kg

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.7土壤速效鉀從表8可看出，3種森林土壤速效鉀含量為2.17～32.79 mg/kg，速效鉀含量低，它們之間變異較大。其含量變化在土壤剖面中大致也呈現隨著土壤深度的增加而減少的趨勢。其中，木麻黃純林0～100 cm土壤速效鉀為2.17～19.18 mg/kg，桉樹林為11.28～32.79 mg/kg，大葉相思林為7.04～31.05 mg/kg。統計分析結果表明，3種森林10～40 cm土壤速效鉀含量無顯著差異，0～10、40～60 cm不同土層土壤速效鉀含量存在差異，其中桉樹林速效鉀含量最高，大葉相思林次之，木麻黃純林最低。

2.8土壤硝態氮從表9可看出，3種森林土壤硝態氮含量為0.18～6.82 mg/kg。其中，木麻黃純林0～100 cm土壤硝態氮含量為0.18～2.93 mg/kg，桉樹林為0.62～1.34 mg/kg，大葉相思林為0.77～6.82 mg/kg。統計分析結果表明，3種森林表層(0～10 、40～60 cm)土壤速效鉀含量存在差異，大葉相思林顯著高于其他2種森林。木麻黃純林隨著土壤深度的增加，硝態氮含量逐漸減少，桉樹林和大葉相思林隨著土壤深度的增加，硝態氮含量變化不一[11-13]。

表83種植被類型土壤速效鉀比較

Table8Comparisonofavailablepotassiuminthreevegetationsoiltypes

mg/kg

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

表93種植被類型土壤硝態氮比較

Table9Comparisonofnitratenitrogeninthreevegetationsoiltypes

mg/kg

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

2.9土壤銨態氮從表10可看出，3種森林土壤銨態氮含量為0.91～8.56 mg/kg。其中，木麻黃純林0～100 cm土壤銨態氮含量為1.17～8.56 mg/kg，桉樹林為2.46～4.33 mg/kg；大葉相思林為0.91～1.16 mg/kg。統計分析結果表明，3種森林0～60 cm土層土壤銨態氮含量無顯著差異。

表103種植被類型土壤銨態氮比較

Table10Comparisonofammoniumnitrogeninthreevegetationsoiltypes

mg/kg

注：同行數據后面不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

Note：Different lowercase letters after peer data indicate significant differentes (P<0.05)

3 結論

木麻黃純林0～100 cm土壤層化學特性分析表明，土壤pH為6.00～6.99，屬于弱酸性到中性土壤；有機質含量為0.64～9.25 g/kg；土壤全氮含量為0.03～0.34 g/kg；全磷含量為0.01～0.02 g/kg；全鉀含量為0.88～1.46 g/kg；有效磷含量為3.09～12.38 mg/kg；速效鉀含量為2.17～19.18 mg/kg；硝態氮含量為0.18～2.93 mg/kg；銨態氮含量為1.17～8.56 mg/kg。

桉樹林0～100 cm土壤層化學特性分析表明，土壤pH為5.17～6.12，屬于弱酸性土壤；有機質含量為2.93～10.53 g/kg；土壤全氮含量為0.23～0.46 g/kg；全磷含量為0.02～0.03 g/kg；全鉀含量為3.00～4.10 g/kg；有效磷含量為1.29～3.98 mg/kg；速效鉀含量為11.28～32.79 mg/kg；硝態氮含量為0.62～1.34 mg/kg；銨態氮含量為2.46～4.33 mg/kg。

大葉相思林0～100 cm土壤層化學特性分析表明，土壤pH為5.47～5.76，屬于酸性土壤；有機質含量為1.65～10.69 g/kg；全氮含量為0.13～0.70 g/kg；全磷含量為0.02～0.03 g/kg；全鉀含量為2.83～4.29 g/kg；有效磷含量為1.61～3.65 mg/kg；速效鉀含量為7.04～31.05 mg/kg；硝態氮含量為0.77～6.82 mg/kg；銨態氮含量為0.91～1.16 mg/kg。

總體而言，3種森林類型土壤pH為5.17～6.99，屬于酸性到中性土壤。木麻黃純林pH最高，大葉相思林次之，桉樹林最低；土壤有機質含量為0.64～10.69 g/kg，除了大葉相思林外，其他2種森林類型土層從上到下隨著土壤深度的增加呈降低趨勢；土壤全氮含量為0.03～0.70 g/kg，屬于低氮肥力土壤；土壤全磷含量為0.01～0.03 g/kg，土壤全磷含量之間差異不大；土壤全鉀含量為0.88～4.29 g/kg，桉樹林和大葉相思林全鉀含量之間差異不大，木麻黃純林最低。

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