基于幾種人工林土壤磷含量的南方林地經營管理改進措施

黃建輝

(福建三明林業學校，福建 三明 365001)

1 研究方法

1.1 土壤取樣及前處理

供試土壤采自福建省三明市莘口鎮小湖工區內的福建柏、木荷和楠木人工林，3種人工林均由與之毗鄰的天然林轉換而來。采用土鉆法分別對3種人工林表層5 cm進行S型多點隨機采樣。樣品采回后至于室內自然風干，風干后挑出肉眼可見的石粒和根系，過100目篩。

1.2 土壤磷測定

三種人工林土壤總磷含量采用鉬藍比色法測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定。同區域天然林總磷含量和有效磷含量則引用文獻[1]和[2]的數據。

2 結果

2.1 3種人工林土壤總磷含量

福建柏、木荷和楠木3種人工林土壤總磷含量介于133～191 mg/kg之間，極顯著低于同一區域天然林土壤總磷含量(480 mg/kg)，僅為天然林的28%～40%。該地區原生植被均為常綠闊葉天然林，人工林皆在天然林砍伐后而建植起來。圖1的結果表明人工林經營過程中土壤總磷含量大幅下降。

2.2 3種人工林土壤有效磷含量

土壤有效磷是植物和土壤微生物可利用的活性磷庫，土壤有效磷的含量反映了土壤對植物磷素的供應能力。如圖2所示，福建柏、木荷和楠木3種人工林土壤有效磷含量分別為2.1 mg/kg，1.6 mg/kg，2.0 mg/kg和，而與這3種人工林毗鄰的天然林有效磷含量卻高達6.8 mg/kg。天然林砍伐，轉而種植和經營人工林后土壤有效磷濃度下降了69%～76%，表明人工林經營過程中極大削弱了土壤磷的供應能力。

圖1 3種人工林和天然林土壤總磷含量

圖2 3種人工林和天然林土壤有效磷含量

3 維持土壤磷含量的幾點建議

3.1 避免煉山清理采伐跡地

用火燒煉山是熱帶和亞熱帶地區森林采伐后一種普遍的跡地清理方式，因其操作簡單、投入成本低而受到廣大林農的長期青睞，至今已沿用了上千年。然而采用煉山進行采伐跡地清理將導致土壤中磷含量迅速下降，其原因主要包含3個方面。

(1)土壤中的磷在溫度達到300～500 ℃將被大量氧化，煉山時的火燒溫度通常在700 ℃以上，因而煉山后表層土壤中大量磷將被直接灼燒損失；

(2)亞熱帶森林土壤磷主要來源于植物體，采伐剩余物和地表凋落物是土壤磷的一個巨大供應庫，而火燒直接帶走了這部分磷庫，使得幼林地土壤磷的供應迅速減少；

(3)南方地區山高坡陡、降雨量大，煉山后幼林地水土流失嚴重。據同區域研究報道，煉山后幼林地表土層每年的侵蝕量高達25 t/畝[3]。土壤侵蝕是一個選擇性遷移過程，被徑流剝蝕和搬運的土壤往往養分含量較高，煉山第一年幼林地土壤磷素因水土流失而損失的量達7 kg/畝[3]。

在今后林業生產過程中不提倡使用火燒來清理采伐跡地，建議將采伐剩余物進行帶狀堆積，可根際實地情況推廣扒帶方式進行造林。扒帶造林一方面減少了灼燒和水土流失引起的土壤磷損失，另一方面帶狀堆積的采伐剩余物可為土壤提供磷養分。

3.2 合理整地

造林前跡地整理方式的選擇亦會影響土壤養分和肥力水平。根據整地時對土壤的干擾程度可將整地方式分成全墾、撩壕、水平帶墾、穴墾四種。其中全墾對跡地的干擾面積最廣、強度最大，而穴墾最小。全墾導致的土壤肥力流失也最嚴重，湖南株洲朱亭林區采用全墾整地方式營造杉木幼林地前5年的土壤沖刷量高達15.72 t/ha，而采用穴墾整地的杉木幼林前5年的土壤沖刷量僅為0.1 t/ha，全墾整地后的幼林地水土流失嚴重，使得肥力(包含土壤磷含量)大幅下降[4]。因此，為了維持幼林地土壤磷肥含量，應盡量采用干擾面積小、干擾強度低的整地方式。

3.3 合理管理幼林地雜灌

人工林林下灌木和草本是整個生態系統垂直空間結構的重要一層，對于整個生態系統磷的循環有較大影響。首先，灌草層是森林生態系統磷庫的一個重要分庫，一年生草本植物的枯萎和死亡是向土壤歸還磷養分的一個重要途徑；其次，林下灌木和草本與林木之間形成一種對土壤磷的競爭關系，而且往往以灌草在對土壤養分競爭中占優勢，灌草過多和快速的生長將不利于林木的生長；再者，林下灌草有著良好的保水固肥(磷)作用，一定的林下灌草可減少磷肥的流失。傳統的林業生產為了解除林下灌草對土壤磷等養分的競爭，往往會對幼林地進行頻繁的撫育管理，然而不當的撫育管理措施又將產生大量的水、土、肥(包含磷)的流失。因而維持人工幼林地土壤磷含量需要對幼林地進行科學、權衡地管理，具體需要遵循以下幾點原則：第一，采用干擾較小的方式清理灌草，依幼林地實際情況可采用刀撫劈灌、化學鋤草等方式，對于林下小灌木較多的幼林地采用全面刀撫，而對于五節芒、黑莎草較多的幼林地則可使用針對性的化學除草劑，避免使用鋤草松土的方式，否則容易引發土壤磷肥流失；第二，對灌草進行撫育管理時要避開暴雨季節。

3.4 科學選育樹種

土壤中磷的供應主要依賴于植被凋落物的歸還，因而植物體本身的生理養分特性對土壤磷的調控有很重要的影響，科學的選育造林樹種是維持人工林土壤磷含量的關鍵一步。首先，樹種本身特性的差異導致葉片磷含量的不同，從而影響歸還到土壤中磷的總量。豆科樹種葉片磷含量通常高于非豆科樹種。杉科、松科等針葉樹種，因其針葉內木質素含量較高，不利于土壤微生物的分解，因而不利于磷肥的歸還。其次，由于樹種本身生物學差異，導致不同樹種的凋落物歸還量不同，使得磷的輸入量也存在很大差異。例如杉木幼林地前6～8年幾乎不產生凋落物，因而杉木幼林時期地上部分歸還到土壤中磷的量非常低。到了杉木成林時期，即使有杉木葉衰老死亡，但枯死的杉木葉可掛在樹干上長達1～2年而不凋落。綜合上述分析，為了維持人工林土壤較高的磷含量，在選育樹種時應盡量選擇鄉土的固氮或闊葉樹種。