開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤理化性狀的影響

梁基哲

（遼寧省西豐縣郜家店鎮人民政府，遼寧 鐵嶺 112411）

土壤是森林生態系統的重要資源，對促進植被生長、維持森林生態系統具有重要作用。在森林植被生長過程中，良好的土壤理化性狀可以為其生長提供良好的條件。有研究發現，開敞度調控對林地土壤理化性狀會產生一定的影響，對于人工紅松闊葉林也是如此。適當的撫育強度能夠更好地對林分結構進行調整，促進林木生長。本研究以人工紅松闊葉林為研究對象，分析開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤理化性狀的影響，為實現人工紅松闊葉林的精準化培育提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地點

試驗在遼寧省西豐縣林業種植基地進行，該試驗地位于東經124°16′10″～125°06′20″，北緯42°22′07″～43°07′35″，屬于中溫帶亞濕潤區季風型大陸性氣候，年平均氣溫5.1 ℃，年平均降水量738 mm，全年無霜期135 d左右，土壤以暗棕壤為主[1]。

1.2 試驗設計

試驗以人工紅松闊葉林為研究對象，設2個試驗階段，即開敞度調控Ⅰ階段和開敞度調控Ⅱ階段。開敞度調控Ⅰ階段的紅松林為2007年種植，林齡為15年，初植密度為2 500株·hm-2，造林3年后開展幼林撫育工作；開敞度調控Ⅱ階段的紅松林為2000年種植，林齡為22年，初植密度為2 500株·hm-2，造林3年后開展幼林撫育工作。采用空間代替時間的方法對比2個階段的土壤理化性狀。紅松林分空間結構的開敞度調控于2007年12月開始進行，分別在Ⅰ階段和Ⅱ階段設置樣地對照（CK），面積為20 m×20 m。調控時，調整參數為紅松個體光環境—開敞度，調控強度（K）設3種，分別為K=1（D1）、K=1.5（D2）、K=2（D3），調整方式為采伐相鄰樹木，每個調整強度重復3次。

1.3 測定項目

在每個樣地中設置取樣點，呈“之”字進行布設，每個林分共布設7個樣點。采用環刀法在每個取樣點取樣100 cm3，于0～10 cm 土層深度下取原狀土壤樣品和非原狀土壤樣品，于10～20 cm土層深度下取原狀土壤樣品和非原狀土壤樣品；對2個土層深度的土壤物理性狀和化學性狀進行測定，其中物理性狀主要包括土壤容重、孔隙度等；化學性狀主要包括pH、有機質含量、速效氮含量、速效磷含量、速效鉀含量等。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2010對數據進行整理和分析，并進行顯著性差異分析，P＜0.05表示差異顯著[2]。

2 結果與分析

2.1 開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤物理性狀的影響

2.1.1 對土壤容重的影響 隨著土層的加深，生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段的人工紅松闊葉林的土壤容重逐漸增大（圖1），在不同開敞度調控處理下，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤容重具有顯著性差異（P＜0.05）。在生長Ⅰ階段，不同開敞度調控處理，0～10 cm土層的土壤容重差異不顯著（P＞0.05）；與對照組（CK）相比，不同開敞度調控處理，0～10 cm土層的土壤容重均比較低；與生長Ⅱ階段相比，生長Ⅰ階段不同開敞度調控處理的0～10 cm土層的土壤容重均比較低，生長Ⅱ階段不同開敞度調控處理的10～20 cm土層的土壤容重則比較高，當開敞度K=2時，生長Ⅰ階段的土壤容重與生長Ⅱ階段的土壤容重之間差異最為顯著。

圖1 開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤容重的影響

2.1.2 對土壤總孔隙度的影響 在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤總孔隙度存在顯著差異（P＜0.05），且均為0～10 cm土層的土壤總孔隙度高于10～20 cm土層的土壤總孔隙度（表1）。在不同開敞度調控處理下，生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段在相同土層深度之間的土壤總孔隙度無顯著差異（P＞0.05）。除D1處理以外，其他處理生長Ⅰ階段0～10 cm土層的土壤總孔隙顯著高于生長Ⅱ階段，生長Ⅱ階段10～20 cm土層的土壤總孔隙度顯著高于生長Ⅰ階段。在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤總孔隙度最大值均出現在D1處理。在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤毛管孔隙度差異不顯著。在生長Ⅰ階段，對照（CK）處理和D2處理的0～10 cm土層的土壤毛管孔隙度要高于生長Ⅱ階段的對照（CK）處理和D2處理，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤非毛管孔隙度最大值出現在D1處理。在生長Ⅱ階段，0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤非毛管孔隙度最大值出現在D2處理和對照（CK）處理。

表1 開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤總孔隙度的影響

2.2 開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤化學性狀的影響

2.2.1 對土壤有機質含量的影響 在生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，不同開敞度調控處理的0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤有機質含量差異顯著（P＜0.05），表現為0～10 cm土層的土壤有機質含量高于10～20 cm土層的土壤有機質含量（圖2）。在不同開敞度調控處理下，生長Ⅰ階段，相同土層深度之間的土壤有機質含量差異不明顯（P＞0.05）。在生長Ⅱ階段，0～10 cm土層和10～20 cm土層之間的土壤有機質含量最高值均出現在D3處理；與對照組（CK）相比，不同開敞度調控處理的0～10 cm土層和10～20 cm土層之間的土壤有機質含量較高，0～10 cm土層的土壤有機質含量分別比對照組（CK）提高17.62%、17.54%、34.60%；D3處理下，10～20 cm土層的土壤有機質含量高于對照組（CK）47.98%。

圖2 開敞度調控對人工紅松闊葉林土壤有機質含量的影響

2.2.2 對土壤速效養分含量的影響 在速效氮含量和速效磷含量方面，表層土壤（0～10 cm）和下層土壤（10～20 cm）之間差異顯著（表2）。在生長Ⅰ階段，不同開敞度調控處理的0～10 cm土層與10～20 cm土層之間的土壤速效鉀含量差異顯著（P＜0.05），表現為0～10 cm土層的土壤速效鉀含量高于0～20 cm土層的土壤速效鉀含量。在生長Ⅱ階段，不同開敞度調控處理的0～10 cm土層的土壤速效鉀含量降低，最低值為D2處理；10～20 cm土層的土壤速效鉀含量有所增加，最大值為D1處理。

3 結論與討論

本試驗結果表明，開敞度調控處理對土壤容重的影響不顯著，但對土壤孔隙度的影響顯著。其中，在生長Ⅰ階段，與對照組（CK）相比，D1和D2開敞度調控處理的土壤非毛管孔隙度較高。開敞度調控處理對人工紅松闊葉林不同生長階段的土壤有機質含量的影響有所不同，對生長Ⅰ階段的土壤有機質含量影響不顯著，但在生長Ⅱ階段，與對照組（CK）相比，不同開敞度調控處理的0～10 cm土層的土壤有機質含量較高；生長Ⅰ階段和生長Ⅱ階段，D3開敞度調控處理的不同土層深度的土壤有機質含量差異較為顯著（P＜0.05）。

人工紅松闊葉林的土壤理化性狀在不同開敞度調控處理下具有不同的表現[3]。通過開展人工紅松闊葉林開敞度調控，可以對其土壤理化性狀進行適當調整，以更好地促進人工紅松落葉林的生長。