余婉麗 韋杰宏 黃曉路

（廣西環(huán)境保護(hù)廳，廣西 南寧 530022）

桉樹（Eucalyptus）作為廣西主要的用材樹種，自 20世紀(jì)90年代初巨尾桉（Eucalyptus urophylla）各優(yōu)良無性系推廣以來，其人工林種植栽培面積迅速增加，南寧、欽州、貴港、北海和玉林等桂南地區(qū)是桉樹主要栽植區(qū)，柳州、河池、百色等是新興的桉樹人工林種植區(qū)(項(xiàng)東云，2006；楊昌尚，2010)。2010年廣西科技廳關(guān)于桉樹生態(tài)研究專項(xiàng)匯報(bào)，廣西桉樹人工林蓄積量占廣西森林總蓄積量比例已達(dá)到12.3%，位于全國(guó)第一位。但是大面積營(yíng)造桉樹純林在提高經(jīng)濟(jì)收益的同時(shí)也存在一些不容忽視的問題。余雪標(biāo)等研究報(bào)道，桉樹人工林的速生高產(chǎn)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分消耗過多，引起地力衰退（余雪標(biāo)，2000），而在經(jīng)營(yíng)過程中需要施用大量化肥以維持地力、保證林木養(yǎng)分需求，在個(gè)別地區(qū)還使用農(nóng)藥和除草劑等而導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡。而溫遠(yuǎn)光等（溫遠(yuǎn)光，2009）則報(bào)道桉樹林取代鄉(xiāng)土樹種馬尾松林后經(jīng)過 10年的林分生長(zhǎng)，土壤養(yǎng)分含量仍保持基本穩(wěn)定。

根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于開展第一次全國(guó)污染源普查的通知》（國(guó)發(fā)〔2006〕36號(hào)）和廣西壯族自治區(qū)人民政府辦公廳印發(fā)的《廣西壯族自治區(qū)第一次全國(guó)污染源普查工作方案》（桂政辦電[2007]207號(hào)），設(shè)立《桉樹林種植農(nóng)藥、化肥施用情況抽樣調(diào)查研究》專題，對(duì)廣西區(qū)國(guó)有林場(chǎng)及部分集體林區(qū)桉樹人工林進(jìn)行了抽樣調(diào)查。試驗(yàn)通過對(duì)廣西主要桉樹種植區(qū)林地土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行差異性、相關(guān)性分析、分級(jí)評(píng)定以及與其所在區(qū)域的背景值進(jìn)行對(duì)比，旨在研究桉樹人工林地土壤養(yǎng)分變異特征，分析土壤養(yǎng)分之間的相互關(guān)系以及探析桉樹種植對(duì)土壤養(yǎng)分影響程度等，為充分發(fā)揮林地土壤的生產(chǎn)潛力、改良林地施肥模式以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等提供理論依據(jù)。

1 廣西區(qū)自然概況

廣西位于中國(guó)南部邊疆，北回歸線橫貫中部，其氣候既受季風(fēng)環(huán)流控制，又受熱帶海洋影響，具有明顯的季風(fēng)氣候特點(diǎn)，是中國(guó)氣溫較高、熱量豐富的省(區(qū))之一。據(jù)《廣西氣候資料》統(tǒng)計(jì)，從北到南年平均氣溫為17.9℃～22.6℃，大多數(shù)地方年平均降水量為1200毫米～2000毫米，總降水量達(dá)3640億立方米，但分布不均，在地域上表現(xiàn)為南多、東多、北多、西少、中間少的現(xiàn)象。主要土壤類型有磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、石灰土等。區(qū)內(nèi)桉樹種植區(qū)多分布在桂中、桂東南及沿海地區(qū)。

圖1 調(diào)查地點(diǎn)分布圖

2 材料與方法

2.1 樣地抽樣方法

根據(jù)桉樹人工林在廣西區(qū)內(nèi)的分布特點(diǎn)，試驗(yàn)分別設(shè)在高峰林場(chǎng)（南寧市）、七坡林場(chǎng)（南寧市）、東門林場(chǎng)（崇左市）、欽廉林場(chǎng)（北海市）、大桂山林場(chǎng)（賀州市）、維都林場(chǎng)（來賓市）等6個(gè)具有典型代表性的國(guó)有林場(chǎng)，通過資料收集和野外調(diào)查，對(duì)各林場(chǎng)以經(jīng)營(yíng)小班作為單元進(jìn)行抽樣并采集土壤樣品，抽樣單元的總面積不少于各林場(chǎng)桉樹種植面積的5%。

2.2 采樣和處理方法

土壤采樣和處理方法參照《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）中的規(guī)定進(jìn)行。在每個(gè)樣地中采集土壤混合樣品，按照對(duì)角線法，使用不銹鋼土鉆、土刀等工具在各樣點(diǎn)的四角及中間部位采集0－20cm土壤層次的混合土樣，再用“四分法”對(duì)角取1kg混合樣品，裝入塑料袋。采回的土壤樣品及時(shí)置于干凈整潔的室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，剔除植物殘?bào)w、石塊等侵入體，壓碎并用2毫米孔徑篩過篩，裝瓶保存。

2.3 測(cè)定方法

pH值測(cè)定采用電位法；全氮含量采用半微量凱氏法，水解性氮含量采用堿解擴(kuò)散法；全磷和有效磷含量采用鉬銻抗比色法；全鉀和速效鉀含量采用火焰光度計(jì)法；交換性鈣、鎂含量采用原子吸收光度計(jì)法。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤養(yǎng)分的變異性分析

試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)的200個(gè)采樣點(diǎn)的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。林地土壤pH值范圍為3.98～6.98，平均值為4.45；全氮含量在0.14～4.52g/kg之間，平均值1.40g/kg；水解氮含量 18.06～148.9mg/kg之間，平均水解氮含量為82.12mg/kg；全磷與速效磷含量較低，全磷含量0.02～1.73 g/kg之間，平均值為0.3g/kg；速效磷含量0.03～3.370mg/kg之間，平均值1.32 mg/kg，可見土壤缺磷現(xiàn)象比較嚴(yán)重；全鉀含量0.16～42.05 g/kg之間，平均值為12.75 g/kg。速效鉀含量5.31～87.96 mg/kg之間，平均值34.56mg/kg；交換性鈣含量 20.76～3024.54 mg/kg之間，平均值 184.35 mg/kg；交換性鎂含量 133.06～0.80 mg/kg，平均值 19.72 mg/kg。

表1 廣西桉樹人工林地土壤養(yǎng)分狀況

桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量極差倍數(shù)較大，變化幅度為1.55～262.81，其中全鉀的極差倍數(shù)最大，達(dá)到262.81，其次為交換性鎂，為166.33，且除pH值和水解氮外，其他養(yǎng)分指標(biāo)的極差倍數(shù)都在10以上。變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差分別表示養(yǎng)分含量的相對(duì)離散程度和絕對(duì)離散程度，變異系數(shù)≤0.1為弱變異性，0.1≤變異系數(shù)≤1為中等變異性，變異系數(shù)≥1為強(qiáng)變異性（魏麗紅，2010）。養(yǎng)分指標(biāo)中速效磷的變異系數(shù)最大，達(dá)到3.10，其次為交換性鈣，到達(dá)2.13屬?gòu)?qiáng)變異性，pH值的變異系數(shù)最小，為0.1，屬弱變異性，其他指標(biāo)皆為中等變異性。各土壤指標(biāo)變異系數(shù)的高低順序?yàn)樗傩Я祝窘粨Q性鈣＞交換性鎂＞全磷＞全鉀＞全氮＞速效鉀＞水解氮＞pH值。變異系數(shù)的差異主要由不同地區(qū)土壤基質(zhì)差異和桉樹人工林經(jīng)營(yíng)過程中施肥差異引起。氮、磷、鉀三種元素是桉樹人工林中施用復(fù)合肥中的主要養(yǎng)分元素，其含量占施肥總量的 30%，三種元素在林地土壤內(nèi)的含量差異不僅與該林地施用的化肥用量、養(yǎng)分配比和施肥頻率有關(guān)，也與該林地立地條件，如坡度、坡位、淋溶狀態(tài)等因素有關(guān)。交換性鈣、鎂則與林地所在區(qū)域的土壤背景值差異有關(guān)。

3.2 土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析

利用分析軟件對(duì)9個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為負(fù)值表示養(yǎng)分之間存在拮抗作用，正值則表示促進(jìn)作用。分析結(jié)果如表2所示，各土壤養(yǎng)分之間既有促進(jìn)作用，也有拮抗作用。其中中量元素交換性鈣和交換性鎂與其他土壤養(yǎng)分之間皆為正相關(guān)；速效鉀除與pH值呈負(fù)相關(guān)外，與其他土壤養(yǎng)分皆呈正相關(guān)；速效磷則與全氮、全磷、全鉀和水解氮等呈負(fù)相關(guān)；水解氮?jiǎng)t與速效鉀、交換性鈣、鎂、全氮、全磷等養(yǎng)分成正相關(guān)；土壤pH值與全氮、全鉀、水解氮、速效鉀呈負(fù)相關(guān)，與全磷、速效磷以及交換性鈣、鎂呈正相關(guān)。由相關(guān)系數(shù)ρ=0臨界表可知F0.10（9-2）=0.5822，F(xiàn)0.05（9-2）=0.6664（洪偉，2004）。則各指標(biāo)的相關(guān)分析中pH值與交換性鈣、全氮和全鉀、水解氮和速效鉀、交換性鈣和交換性鎂的相關(guān)系數(shù)皆存在顯著正相關(guān)，證明土壤養(yǎng)分的積累和分解在相互之間的促進(jìn)作用比拮抗作用突出。

由于pH值越低，鈣元素的溶解性越大，而隨著雨水淋溶和沖刷，流失的鈣元素越多。相反，pH值越大則利于鈣元素在土壤中的沉淀和累積；大量元素中全氮和全鉀、水解氮和速效鉀表現(xiàn)出顯著正相關(guān)，與桉樹人工林經(jīng)營(yíng)中專用肥的施放量以及養(yǎng)分配比有密切的關(guān)系；中量元素交換性鈣和交換性鎂等表現(xiàn)出顯著正相關(guān)，則與區(qū)域土壤母質(zhì)及其形成的土壤類型有關(guān)。楊建峰等在小范圍的土壤養(yǎng)分分析試驗(yàn)中得到一致的結(jié)果(楊建峰,2009)，可見在一定范圍內(nèi)增加某種土壤養(yǎng)分的投入，可以提高土壤對(duì)其他養(yǎng)分積累能力。但由于地域背景值、立地條件以及林地經(jīng)營(yíng)等因素的差異，使土壤養(yǎng)分含量之間的關(guān)系變得更為復(fù)雜，需要更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步探究。

表2 廣西桉樹人工林地土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析

3.3 土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)定

全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將大量元素含量分為6級(jí)，分別為極富、富、中上、中、貧和極貧（陳少雄2009）（表 3）。據(jù)此可將廣西桉樹人工林土壤養(yǎng)分狀況和廣西林地土壤背景值狀況分別進(jìn)行分級(jí)評(píng)定。分級(jí)結(jié)果如表4所示，其中廣西桉樹人工林土壤全氮含量達(dá)到中上水平（3級(jí)），水解氮和全鉀含量達(dá)到中等（4級(jí)）水平。全磷、速效磷和速效鉀水平僅分別達(dá)到極貧（6級(jí)）、極貧（6級(jí)）和貧（5級(jí)）水平。

試驗(yàn)地桉樹種植區(qū)的林業(yè)用地土壤背景值中全氮含量普遍在1.0g/kg（3級(jí)）以下。該區(qū)域缺素主要是土壤全磷，其含量一般在 0.13～0.26 g/kg (6級(jí))之間，最低的甚至在0.05g/kg以下，有效磷多低于10 mg/kg (干土)。再而是供鉀能力較低，土壤全鉀含量平均雖在 24.5～37.0 g/kg (2級(jí))之間，但速效鉀僅在53.0～69.0 mg/kg(4級(jí))之間。說明廣西區(qū)林地土壤養(yǎng)分水平較低，氮、磷、鉀含量缺乏，并且有效性較差。這與本試驗(yàn)中桉樹人工林地土壤養(yǎng)分各指標(biāo)的表現(xiàn)一致，桉樹人工林地土壤磷、鉀含量受其所在地區(qū)的土壤背景值影響較大，也表現(xiàn)出缺乏現(xiàn)象，而桉樹人工林地速效磷、全鉀和速效鉀三個(gè)指標(biāo)的等級(jí)相比背景值皆有下降現(xiàn)象，所以在今后桉樹人工林的培育和土壤養(yǎng)分改良等經(jīng)營(yíng)措施中，應(yīng)該注意磷、鉀元素的配比、補(bǔ)充和蓄肥。

表3 土壤主要養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表4 廣西桉樹人工林地土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)定

4 結(jié)論與討論

（1）桉樹人工林地土壤養(yǎng)分的變異性較大，可見廣西桉樹林土壤養(yǎng)分分布極不均勻。土壤元素的分布差異主要由其成土母質(zhì)性質(zhì)決定，并受其立地條件、氣候環(huán)境等影響，也同時(shí)受到該林地在經(jīng)營(yíng)過程中施肥、煉山和整地等人為因素強(qiáng)烈干擾。所以種植于不同地區(qū)、不同土壤類型上的桉樹人工林對(duì)育林中施放肥料的要求不同，通過土壤養(yǎng)分的平衡診斷研究，以土壤分析、施肥效應(yīng)、植物的外觀形態(tài)分析、植物組織分析等方法分析植物生長(zhǎng)中養(yǎng)分的豐缺程度，因地制宜采取相應(yīng)的施肥措施顯得尤為重要（臧國(guó)長(zhǎng)，2007）。隨著速生豐產(chǎn)林基地的建設(shè)，集約經(jīng)營(yíng)水平的提高，營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù)將作為指導(dǎo)適地適樹和林木平衡施肥的重要手段而發(fā)揮更重要的作用。

（2）桉樹人工林地土壤養(yǎng)分間既存在促進(jìn)作用，又存在拮抗作用，可見土壤養(yǎng)分在形成、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累和消解等動(dòng)態(tài)變化中關(guān)系密切。土壤有效養(yǎng)分含量并不是施肥量和土壤本身營(yíng)養(yǎng)含量的簡(jiǎn)單相加,不同種營(yíng)養(yǎng)元素可能在不同的環(huán)境條件下進(jìn)行交互作用而影響其有效性，例如一種元素的大量施用可能會(huì)誘導(dǎo)另一元素的缺乏（臧國(guó)長(zhǎng)，2007），土壤pH值通過影響元素在土壤中的溶解度來改變其在土壤中的含量和其有效性。所以在桉樹人工林施肥中需要針對(duì)土壤養(yǎng)分含量特征來選擇正確的肥料配方，平衡補(bǔ)充土壤養(yǎng)分, 實(shí)現(xiàn)桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)元素的良性循環(huán)。并充分利用土壤養(yǎng)分之間的相互關(guān)系來維持土壤養(yǎng)分平衡，以減少土壤施肥用量及施用頻率。

（3）廣西桉樹人工林地土壤全氮、全鉀含量達(dá)到了中等及中等以上水平，但全磷、速效磷和速效鉀僅為貧、極貧水平，表現(xiàn)出嚴(yán)重缺磷、缺鉀現(xiàn)象，雖該現(xiàn)象與該區(qū)域土壤背景值表現(xiàn)相符，但速效磷、全鉀和速效鉀水平低于其背景值，可見桉樹人工林的大面積種植，對(duì)其土壤養(yǎng)分產(chǎn)生了一定程度的影響。尤其是營(yíng)造單一無性系的桉樹純林，容易引起土壤缺素現(xiàn)象，且高強(qiáng)度的人為干擾使得養(yǎng)分循環(huán)遭到破壞。所以根據(jù)桉樹的適生環(huán)境，可供發(fā)展地區(qū)林種狀況，不同生態(tài)類型特征，切實(shí)合理的規(guī)劃林種搭配，合理發(fā)展人工混交林模式(余正國(guó)，2009)，使桉樹人工林既不會(huì)過于集中種植，且多種樹種混交也便于今后更新輪作，減少土地浪費(fèi)，同時(shí)也解決了單一樹種易染病、易蟲害的缺點(diǎn)。此外經(jīng)營(yíng)中減少煉山及全墾，保護(hù)林下植被和枯枝落葉，充分保證土壤養(yǎng)肥的回歸與支出達(dá)到平衡，減輕水土流失，從而實(shí)現(xiàn)桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

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