省域尺度油松人工林生產(chǎn)力與土壤養(yǎng)分關(guān)系研究

樊蘭英　閆麗娟

摘要：? 根據(jù)山西省11個(gè)生態(tài)類型區(qū)篩選樣地，評(píng)價(jià)油松土壤養(yǎng)分概況;采用“累積法”計(jì)算森林生產(chǎn)力，探尋其與土壤養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系。研究結(jié)果表明，油松人工林土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀水平分別為缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和堿解氮水平為中等、缺乏;土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和堿解氮與林分生產(chǎn)力的關(guān)系呈顯著或極顯著水平，土壤全鉀、速效磷與林分生產(chǎn)力關(guān)系不顯著。

關(guān)鍵詞：? 油松林;? 林分生產(chǎn)力;? 土壤養(yǎng)分

中圖分類號(hào)：? ?S 791. 254， S 718. 55+6? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? ?A

油松（Pinus tabuliformis）適應(yīng)性強(qiáng)，耐干旱瘠薄，是荒山造林的先鋒樹種。造林初期油松對(duì)土壤養(yǎng)分條件的要求低于其他樹種，但隨著林齡的增長，在瘠薄的林地條件下雖能成林，但生產(chǎn)力顯著降低。土壤質(zhì)量的下降導(dǎo)致36年油松林森林生產(chǎn)力低下，主要體現(xiàn)為土壤養(yǎng)分特別是有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷含量的銳減。山西省早期油松造林密度普遍偏高，這些林分發(fā)育至今已為中齡林或近熟林，主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)力低下。作為林分的載體-土壤，其保育是提高林地生產(chǎn)力的重要措施。本研究從省域尺度，選用具有代表性的油松林，對(duì)山西省油松林土壤養(yǎng)分特征進(jìn)行研究，分析油松人工林生產(chǎn)力與土壤養(yǎng)分質(zhì)量的關(guān)系，以期為今后的可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

山西省各縣氣溫、降水、林業(yè)區(qū)劃圖疊加，采用板塊面積合并指數(shù)對(duì)斑塊進(jìn)行整合，形成山西省森林生態(tài)類型區(qū)劃圖，劃分結(jié)果形成11個(gè)生態(tài)類型區(qū)。以生態(tài)類型區(qū)為劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合林組面積比例進(jìn)行樣地設(shè)置，共設(shè)置樣地30塊，涵蓋全省14個(gè)縣，林分年齡分布范圍5～63年，土壤類型包括黃綿土、栗鈣土、褐土、灰褐土。

2 研究方法

2. 1 生產(chǎn)力計(jì)算方法

森林生產(chǎn)力測定采用“累積法”（群落收獲法或現(xiàn)存量法），即在t1和t2時(shí)間段，新合成的有機(jī)物質(zhì)的總量，在森林生態(tài)系統(tǒng)中，因復(fù)雜的相互關(guān)系，測定凈生產(chǎn)量所必須的條件很少能被實(shí)現(xiàn)，例如ΔR、ΔL和ΔG，因此現(xiàn)實(shí)中常用公式為：P =ΔY/Δt，具體實(shí)施過程中，采用現(xiàn)存生物量除以平均年齡而得。喬木層生物量測定采用平均木法，下木層和草本層采用樣方收獲法（灌木6年，草本1年）。具體公式如下：

P =ΔPg/Δt

ΔPg =ΔY+ΔR+ΔL+ΔG

式中：P-森林生產(chǎn)力;Δt-某個(gè)時(shí)間段;ΔPg-凈生產(chǎn)量;ΔY-增加的生物量;ΔR-呼吸消耗量;ΔL-枯死凋落量;ΔG-被食量。

2. 2 土樣采集與檢測

在每塊樣地沿對(duì)角線布置3個(gè)取樣點(diǎn)，測定土層厚度后，以20 cm為一層進(jìn)行取樣，每層取樣3個(gè)，經(jīng)混合-風(fēng)干-粉碎-過篩后以供養(yǎng)分測定，pH 值采用電位法，土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀-外加熱法，全氮含量采用半微量凱氏定氮法，全磷含量采用酸溶-鉬銻抗比色法，全鉀采用火焰光度計(jì)法。速效磷含量采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，堿解氮含量采用堿解-擴(kuò)散吸收法[ 1 ]。

2. 3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用Microsoft Excel 軟件和SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

3 結(jié)果分析

3. 1 油松林土壤養(yǎng)分概況

山西省油松林土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀的平均含量分別為18.91、1.49、0.41、18.85 g/kg;土壤速效磷和有效氮的含量分別為19.89 mg/kg和75.21mg/kg;土壤整體呈中性。根據(jù)中國土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，油松林土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀水平分別為缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和堿解氮水平為中等、缺乏（表2）。

3. 2 油松林生產(chǎn)力與土壤養(yǎng)分的關(guān)系

由表3可知，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和堿解氮與森林生產(chǎn)力的關(guān)系呈顯著或極顯著水平，土壤全鉀、速效磷與森林生產(chǎn)力關(guān)系不顯著。

4 結(jié) 論

有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀水平分別為缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和堿解氮水平為中等、缺乏。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀和堿解氮與森林生產(chǎn)力的關(guān)系呈顯著或極顯著水平，土壤全鉀、速效磷與森林生產(chǎn)力關(guān)系不顯著。

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Study on Relationship of Forest Productivity and Soil Nutrients of Pinus tabuliformis Plantation in Provincial Scale

FAN Lanying

（Shanxi Academy of Forestry Sciences，? Taiyuan 030012）

Abstract Pinus tabuliformis forest soil quality condition in Shanxi Province and the relationship with forest productivity were studied. According to the 11 ecological regions in Shanxi Province， sample plots were selected to evaluate the Pinus tabulaeformis soil quality; Accumulation method was used to calculate the forest productivity and explore its correlation with soil nutrient. TOC， TN， TP， TK were lack， medium， lack， medium; AP， AN were medium， lack; The relationship between soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， total potassium and alkali-hydrolysis nitrogen and forest productivity was significant or extremely significant; there was no significant relationship between total potassium and available phosphorus in soil and forest productivity.

Key words Pinus tabuliformis;? Forest productivity;? Soil nutrients