吳 瑤 李鳳日 秦凱倫 張明華 張金富

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040) (內(nèi)蒙古赤峰市克什克騰旗林業(yè)局)

近自然經(jīng)營技術對紅松林土壤化學性質(zhì)的影響

吳 瑤 李鳳日 秦凱倫 張明華 張金富

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040) (內(nèi)蒙古赤峰市克什克騰旗林業(yè)局)

以“近自然林業(yè)”為指導思想，對涼水自然保護區(qū)早期做過林隙透光試驗的紅松人工林的土壤化學性質(zhì)進行分析，同時與紅松天然林、紅松人工純林、紅松人工針闊葉混交林的土壤化學性質(zhì)進行對比研究。結果表明：林隙透光撫育有利于提高土壤中各養(yǎng)分的質(zhì)量分數(shù)， 林隙透光試驗地(土壤深度0

紅松；近自然林業(yè)；林隙透光撫育；土壤基礎養(yǎng)分；土壤微量元素

近自然林業(yè)的經(jīng)營思想可表述為“確保森林結構關系自我保存能力的前提下遵循自然條件的林業(yè)活動”，是兼容林業(yè)生產(chǎn)和自然保護的一種經(jīng)營模式。近自然林業(yè)思潮要求森林“回歸自然”，降低人工林比例(德國的人工林比例曾高達80%)，對現(xiàn)有人工林進行自然化的經(jīng)營和更新，在無林地進行生態(tài)基礎上的造林[1-2]。“近自然林業(yè)”經(jīng)營法于20世紀90年代初傳入我國，國內(nèi)外眾多學者對“近自然林業(yè)”的理論和在實踐中應用的可行性作了大量的探討[3-6]。孟祥楠等[7]選取了拜泉縣幼齡云杉純林土壤、大豆土壤、落葉松—美國紅云豆農(nóng)林復合經(jīng)營型土壤、楊樹—水飛薊和楊樹—板藍根林藥復合經(jīng)營型土壤等5種土壤類型作為研究對象，研究了各種農(nóng)林復合經(jīng)營條件對土壤化學性質(zhì)的影響，研究結果表明，其對土壤化學性質(zhì)有顯著的影響，并因作物的品種而存在差異。王雨朦等[8]對大興安嶺新林林業(yè)局宏圖林場因火災產(chǎn)生的重度火燒干擾林地于2009年采取不同帶寬效應帶改造，在改造后的3 a中測定不同改造樣地與火燒自然更新林地土壤化學性質(zhì)進行統(tǒng)計分析，結果表明，采用10 m寬效應帶使得土壤化學性恢復的最好，14 m寬效果次之，6 m寬效果最不明顯。呂祥濤[9]通過對福建省不同林齡尾巨桉人工林林地采集土樣，應用土壤化學診斷方法分析不同林齡的尾巨桉人工林林地土壤化學性質(zhì)的變化特征，結果表明，尾巨桉人工林的生長對土壤化學性質(zhì)產(chǎn)生一定負面影響，隨著桉樹的生長，土壤N、P、K、有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)及陽離子交換量均有所降低。李志勇等[10]分析比較了在酸沉降影響下生長的香樟純林和馬尾松純林的土壤化學性質(zhì)，結果表明，香樟純林具有減緩土壤酸化和提高土壤肥力的作用。

紅松是東北國有林區(qū)主要造林樹種，但是，近些年來紅松人工林培育過程中出現(xiàn)了紅松人工林造林成活保存率低、過早結實分杈、不易成林、成材更難等亟待解決的實際問題。王樹力等[11]以“近自然林業(yè)”為指導思想，對涼水自然保護區(qū)14林班24小班的紅松人工林與闊葉樹混交林進行了林隙透光試驗，發(fā)現(xiàn)林隙透光撫育有利于高生長、培育良好干形，從而提高林下植被之間的競爭能力。文中對早期做過林隙透光試驗的紅松人工林的土壤化學性質(zhì)與紅松天然林、紅松人工純林、紅松人工林和闊葉樹混交林的土壤化學性質(zhì)進行對比分析，旨在揭示以“近自然林業(yè)”為指導思想的林隙透光撫育對土壤化學性質(zhì)的影響，為今后對紅松人工林和天然林的經(jīng)營管理提供支持和保證。

1 研究區(qū)概況

自然概況：涼水自然保護區(qū)是我國原始闊葉紅松林自然保護區(qū)之一。位于伊春市帶嶺區(qū)境內(nèi),其地理坐標為東經(jīng)128°47′8″～128°57′19″,北緯47°6′49″～47°16′10″。該地區(qū)氣候?qū)儆跍貛Т箨懶韵挠昙撅L氣候，冬長夏短，低溫寡照。年平均氣溫-0.3 ℃，平均地溫1.2 ℃；雨熱同期，年降水量676 mm，年蒸發(fā)量805.4 mm，年積溫2 200～2 600 ℃。

涼水自然保護區(qū)總面積為6 394 hm2，林業(yè)用地6 243 hm2,其中天然林5 430.5 hm2,占總面積的85%；人工林701.9 hm2,占總面積的10.9%。該地區(qū)植被是紅松闊葉混交林，是我國現(xiàn)存的較大片原始紅松林之一。主要樹種有：紅松(Pimuskoraiensis)、云杉(Piceakoraiensis)、冷杉(Abiesnephrolepis)、興安落葉松(Larixgmelinii)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、胡桃楸(Juglansmandshurica)、黃波欏(Phellodendronamurence)、榆(Ulmuspropingqua)、色木(Acermono)、楊(Populusdavidiana)、樺(Betulaplatyphylla)、蒙古櫟(Quercusmongolica)等。其中紅松為主要樹種，其他多為伴生樹種。紅松占優(yōu)勢的林分為總面積的64%，為總蓄積量的77.5%。

林地概況：研究樣地選擇在小興安嶺涼水自然保護區(qū)的14林班，所選的林分土壤均為暗棕壤，分別選取作過林隙透光試驗的14林班24小班的樣地，以及具有相同立地條件的紅松天然林、紅松人工純林和紅松人工針闊葉混交林各1塊，設置標準樣地，各標準地的林地概況見表1。

表1 林地概況

2 研究方法

采樣：在不同林分類型的紅松林中分別設置標準地，標準地的面積根據(jù)林分的實際情況而定，在每個標準地隨機取4個樣點挖取土壤剖面，每個剖面取兩個層次(A層，土壤深度(H)0

分析項目與方法：將野外調(diào)查取回的土壤每塊標準地做3個重復，將測得樣本數(shù)據(jù)的平均值作為終值。基礎養(yǎng)分，主要分析土壤的pH值，有機質(zhì)、水解氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷質(zhì)量分數(shù)；微量元素，分析土壤的銅、鋅、鐵、錳的質(zhì)量分數(shù)。各土壤養(yǎng)分的分析方法[12]為pH值采用V(水)∶V(土)=2.5∶1的電位測定法；有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)測定采用重鉻酸鉀容量法；水解氮質(zhì)量分數(shù)測定采用堿解—擴散法；速效磷質(zhì)量分數(shù)測定采用鹽酸-硫酸浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀質(zhì)量分數(shù)測定采用醋酸銨浸提火焰光度計法；全氮質(zhì)量分數(shù)測定采用半微量凱式定氮法；全磷質(zhì)量分數(shù)測定采用硫酸-高氯酸酸溶-鉬銻抗比色法；微量元素質(zhì)量分數(shù)測定采用原子分光光度計法。

3 結果與分析

3.1 不同經(jīng)營條件下紅松林土壤基礎養(yǎng)分的比較

相同立地條件的林隙透光試驗地，即紅松天然林、紅松人工純林和紅松人工針闊葉混交林土壤各基礎養(yǎng)分的測定結果以及在不同層次上各養(yǎng)分的測定值和平均值見表2。從表2中可以看出，0

從表2可以看出，各種經(jīng)營條件下的土壤pH值除林隙透光試驗地以外，其他差異并不顯著，都屬于微酸性土壤，A層pH值由大到小的順序為：林隙透光試驗地、紅松天然林、紅松人工針闊葉混交林、紅松人工純林,土壤酸性逐漸增強；B層土壤pH值差異并不顯著。A層林隙透光試驗地的土壤pH值最高，這是人為撫育的結果。pH值指示土壤中活性酸的大小，活性酸直接影響林木的生長和養(yǎng)分的有效性，人為撫育措施在一定程度上增加了土壤的通氣性，增強了土壤氧化還原的能力，從而提高了土壤的pH值[13]，而對于紅松人工純林和紅松人工闊葉混交林，由于長時間沒有人為撫育，土壤的通氣性下降，其土壤酸性已經(jīng)和紅松天然林的土壤酸性沒有太大的差別了。

表2 不同經(jīng)營條件下紅松林土壤基礎養(yǎng)分

注：表中數(shù)值為3個樣點的算術平均值±標準差；同列不同字母表明所測因子在0.05水平有顯著差異。

有機質(zhì)是土壤中重要的固體組成部分之一，它不僅影響土壤的物理化學性質(zhì)，而且對土壤肥力的發(fā)展起著極為重要的作用[14]。林隙透光試驗地的有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)最高，在0

土壤養(yǎng)分是林木生長發(fā)育的物質(zhì)基礎。在0

3.2 不同層次土壤基礎養(yǎng)分的比較

從表2中可以看出，各基礎養(yǎng)分指標的平均值均隨土壤深度的增加而下降。由0

3.3 不同經(jīng)營條件下紅松林土壤微量元素的比較

微量元素在土壤中的質(zhì)量分數(shù)很低，但卻是土壤養(yǎng)分中不可缺少的部分，它的各組分質(zhì)量分數(shù)和分布等對林木的生長起到極為重要的作用。

銅在各林分的質(zhì)量分數(shù)都比較低。在0

鋅質(zhì)量分數(shù)在各林分中0

鐵在各林分中的質(zhì)量分數(shù)與其他微量元素相比都比較高，且在各林分中都呈現(xiàn)出了由A層到B層質(zhì)量分數(shù)逐漸遞增的規(guī)律。在0

表3 不同經(jīng)營條件下紅松林土壤微量元素

注：表中數(shù)值為3個樣點的算術平均值±標準差。

錳的質(zhì)量分數(shù)由A層到B層也呈現(xiàn)出了規(guī)律性，但與鐵相反，有效錳在各林分中都呈現(xiàn)出由A層到B層質(zhì)量分數(shù)逐漸遞減的規(guī)律。在0

4 結束語

林隙透光撫育有利于提高土壤中各養(yǎng)分的質(zhì)量分數(shù)，使各養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù)高于相同立地條件下的紅松天然林，紅松人工純林和紅松人工針闊葉混交林，這種提高尤其表現(xiàn)在紅松林的0

由于紅松人工純林的林分組成比較單一，使得林木之間缺乏競爭，林下植被覆蓋率低，土壤中各養(yǎng)分的質(zhì)量分數(shù)基本都低于其他林分類型。而以近自然的經(jīng)營方式營造的紅松與闊葉樹的混交林土壤養(yǎng)分較高，有利于林木的生長，如果能充分利用林隙效應，必會為紅松的經(jīng)營方式提供一個新的途徑。

盡管有機質(zhì)是影響土壤養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù)的重要因素，但它卻不能全面揭示土壤的化學特性，土壤的化學性質(zhì)是十分復雜的，人為活動以及其他因素的影響也是不容忽視的因素。

林隙透光試驗地、紅松天然林、紅松人工純林和紅松人工針闊葉混交林土壤中的微量元素除了有效鐵以外，其他元素的質(zhì)量分數(shù)都很低，并且無論在不同層次還是不同林分類型方面都沒有什么規(guī)律可循，可見土壤微量元素是土壤養(yǎng)分中很不容易把握的一部分，有待于今后做進一步的研究。

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Impacts of Close-to-Nature Management on Soil Chemical Properties of Korean Pine Forest in Northeastern China/

Wu Yao, Li Fengri,Qin Kailun(Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China); Zhang Minghua, Zhang Jinfu(Keshenketeng Forestry Bureau in Inner Mongolia Province)//Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(1).-76～79

Korean pine; Close-to-nature forestry; Crevice diaphanous tending; Soil essential nutrient; Soil microelement

吳瑤，女，1982年4月生，東北林業(yè)大學林學院，博士研究生；現(xiàn)工作于黑龍江省林業(yè)科學研究所，助理研究員。

李鳳日，東北林業(yè)大學林學院，教授。E-mail：fengrili@126.com。

2013年10月8日。

S757.9; S791.247

責任編輯：任 俐。

With “close-to-nature forestry” theory, the experiment was conducted to analyze the soil chemical properties of Korean pine (Pinuskoraiensis) plantation forest by crevice diaphanous tending experiment in Liangshui Nature Reserve and compare the results with those of nature Korean pine forest, artificial pure Korean pine forest, Korean pine planatation and the broadleaved mixed forest. The nurture of forestry crevice diaphanous tending can improve the soil nutrient contents and significant differences of soil nutrients in different levels of soil for the same forest type of Korean pine. At 0