劉永賢，熊柳梅，，韋彩會，譚宏偉，* ，楊尚東，農(nóng)夢玲，曾 艷，黃國勤，趙其國

(1．廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室南方特作營養(yǎng)與施肥科學(xué)觀測試驗站，南寧 530007;

2．廣西大學(xué)，南寧 530005;3．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，南昌 330045;4．中國科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008)

保持和提高土壤質(zhì)量是實現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提，森林土壤肥力是植被和土壤相互作用的結(jié)果，林木生長必須從土壤中吸取養(yǎng)分，而又以凋落物的形式歸還土壤大量的有機物質(zhì)，從而影響林下土壤的肥力狀況。不同林分凋落量和凋落物的性質(zhì)不同，養(yǎng)分的歸還量也就不同，對林下土壤肥力的影響也各有差異［1-5］。薛立等研究表明，樹種凋落物的數(shù)量、化學(xué)成分和分解速率不同，導(dǎo)致不同林分土壤養(yǎng)分差異較大。前人對于人工林、混交林、自然林等不同植被對土壤的理化性質(zhì)和肥力的研究已見較多報道［6-12］，認為森林土壤質(zhì)量評價指標(biāo)應(yīng)包含土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，其中，常用的化學(xué)指標(biāo)有土壤有機質(zhì)、pH值、N、P、K全量及其有效量和陽離子交換量等，這些因子既能很好地反應(yīng)土壤肥沃程度、穩(wěn)定性較高且易于調(diào)查和測定，在近自然經(jīng)營的土壤調(diào)查中常被采用［13］。本文通過對廣西3種典型類型土壤上種植不同林種后土壤有機質(zhì)、pH值、N、P、K全量及其有效含量和陽離子交換量這些肥力指標(biāo)的變化情況并進行了土壤肥力的綜合評價，旨在探討不同林分對廣西3種類型土壤肥力的影響狀況，為廣西區(qū)不同類型土壤營造適宜林種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

山地黃壤試驗地位于廣西百色田林縣地處東經(jīng)105 °27'— 106 °15'，北緯 23 °58'— 24 °41'，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫16—21℃，平均降雨量1204mm;赤紅壤位于南寧橫縣六景道莊(22°89'N，108°81'E)，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫21．4℃，平均降雨量1415．4mm;棕色石灰性土位于河池大化縣七百弄鄉(xiāng)。屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫17．4—19．6℃，年降雨量1500—1600mm。

1．2 樣品采集

土壤樣品于2011年4月24日采集，采集地點海拔均為200m。分別取自山地黃壤、赤紅壤、棕色石灰性土不同林分土壤樣品，在山地黃壤上分別采集松木林、青岡木自然林、種植8年的西南樺林、新植的西南樺林4種林分土壤樣品;棕色石灰性土上分別采集枇杷林、竹林、任豆林、銀合歡4種林分土壤樣品;而在赤紅壤上則分別采集了馬尾松針闊葉自然林、和未煉山連栽第2代的速生桉林2種林分土壤樣品，以上3種土壤類型不同林分下土壤樣品的采集是在每個樣地選擇有代表性的土壤調(diào)查地段，各挖取3個土壤剖面取0—30cm土層樣品，充分混勻后，帶回實驗室經(jīng)自然風(fēng)干、磨碎、過篩等處理后，用于pH值、有機質(zhì)、氮、磷、鉀、CEC等土壤理化性質(zhì)的測定。

1．3 測定方法

土壤pH值采用PHS-3C型精密酸度計測定;有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定;全氮用半微量凱氏法測定;用氫氧化鈉堿熔法將土壤樣品熔融后提取待測液，鉬藍比色法測定全P，火焰光度計測全K;用0.5mol/L碳酸氫鈉提取土壤樣品后，用鉬藍比色法測定速效P;用1mol/L的中性醋酸鈉提取土壤樣品后，用火焰光度計測速效K［14］。土壤綜合肥力的評價方法參考廣西土壤肥料工作站主編的《廣西土壤》［15］。

1．4 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)處理采用Excel2003進行，用SPSS14．0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行多重比較及顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同類型土壤理化性狀差異

分析測定了3種不同類型土壤即山地黃壤(百色田林)、赤紅壤(南寧橫縣)、棕色石灰性土(河池七百弄)0—30cm土層的土壤理化性狀。由表1可見，3種類型土壤除速效鉀沒有顯著差異外，其他8項指標(biāo)均存在顯著或極顯著差異，從全量養(yǎng)分狀況看含量最豐富的是棕色石灰性土，其次為赤紅壤，山地黃壤最差，這可能與山地黃壤成土母質(zhì)及長期的淋溶作用有關(guān);另外由表1還可看出赤紅壤的速效磷含量顯著低于山地黃壤和棕色石灰性土壤，這是由于其強酸性質(zhì)導(dǎo)致土壤中的磷被大量吸附及固定有關(guān)。

表1 不同類型土壤理化性狀Table1 physical-chem ical properties for different types of soil

4．2 不同林分土壤理化性狀特征

因為不同類型土壤在不同氣候、不同母質(zhì)條件下發(fā)育產(chǎn)生，其土壤理化性狀存在先天差異，因此探討在相同條件下，同種類型土壤種植不同林分引起0—30cm土層的土壤理化性狀的變化情況(表2)，對于不同類型土壤發(fā)展適宜的林分才具有實際指導(dǎo)意義。

表2 不同林分土壤理化性狀Table 2 physical-chem ical properties of soil under diferent stands

山地黃壤上松木林、青岡木自然林、種植8a的西南樺林、新植的西南樺林4種不同林分土壤除全鉀存在極顯著差異外，其他8個養(yǎng)分測定指標(biāo)的差異均不顯著。松木林與成年西南樺林全氮、全磷、速效磷及速效鉀與自然林相近，而有機質(zhì)含量分別是自然林的2．55和3．16倍，土壤有機質(zhì)作為指示土壤肥力的重要指標(biāo)，其含量的高低直接影響土壤的理化性狀和土壤生物活動的狀況，因此松木林和成年樺林均能提高山地黃壤的肥力狀況，可以作為該類型土壤著重發(fā)展林種，都是CEC比自然林的稍低;新植西南樺林的pH、全鉀、速效鉀及速效磷稍比自然林和成年林的高，這可能與人為經(jīng)營活動(施肥、撫育、墾復(fù)等措施)有關(guān)。

棕色石灰性土壤的枇杷林、竹林、任豆林、銀合歡4種林分間土壤理化性狀差異較大，其中枇杷林的pH明顯比另外3種林分的低;而任豆林的有機質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮、速效磷、速效鉀和CEC含量均為最高，說明棕色石灰性土種植任豆林能保持和改善土壤肥力，對于保持和提高土壤質(zhì)量是實現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的具有重要作用，而在4種林分中，枇杷林的生長是否對土壤pH有較大影響和如何影響，仍有待進一步探討研究。

赤紅壤上種植2代的速生桉林除堿解氮明顯比馬尾松針闊葉自然林的低外，其他養(yǎng)分指標(biāo)差異都不明顯，相反桉林的有機質(zhì)、全氮、全鉀、速效鉀都略高于自然林，說明種植第2代速生桉林不會引起土壤理化性狀的惡化。

以上3種不同類型土壤上種植不同林種后，土壤的理化性狀各有異同，因此選擇合適的林種進行林地耕種，對于保護林坡地的土壤肥力以及因地制宜發(fā)展合適的林種是很有必要的。

4．4 不同林分土壤綜合肥力評價

根據(jù)廣西土壤林荒地土壤質(zhì)量評價方法及劃分等級，選用宜種性、土體厚度、坡度、土壤 pH、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、陽離子交換量等8個指標(biāo)對3種土壤類型上調(diào)查的9種林分土壤質(zhì)量進行綜合評價，結(jié)果如表4。山地黃壤的3種林分均處于第三級，其中自然林＞松林＞西南樺林，這可能山地土壤的土體厚度薄，只有40—60cm，這也成了該類型土壤上植物生長的主要限制因素。棕色石灰性土4種林分土壤的綜合評價是任豆林≈竹林＞枇杷林≈銀合歡。而赤紅壤的2種林分土壤質(zhì)量是所有林分土壤綜合質(zhì)量最高的，都處于二級水平。相較于種植前的土壤養(yǎng)分狀況有所改善，因此在不同土壤上選擇適宜的林分種植，對于改善土壤理化性狀，保護和提高林坡地的土壤質(zhì)量是非常必要的。

表3 不同林分的土壤綜合肥力等級Table 3 Integrated soil fertility level under different stands

3 結(jié)論與討論

3種類型土壤，在林耕前從全量養(yǎng)分狀況看含量最豐富的是棕色石灰性土，其次為赤紅壤，山地黃壤最差。分別種植不同林分后，赤紅壤土壤肥力狀況得到改善，其綜合評價得分最高，棕色石灰性土次之，山地黃壤依然最差。

試驗結(jié)果還表明，在山地黃壤上種植松木林較西南樺林好;而在棕色石灰性土壤上種植竹林和任豆林相對強于銀合歡及枇杷林;這可能與不同林分凋落物及凋落量的不同有關(guān)，具體的影響機制有待進一步研究探明。而赤紅壤上連栽桉林對林下土壤理化性質(zhì)影響不大，這與穩(wěn)遠光等的試驗結(jié)果一致，主要原因可能與桉林栽培方式及施肥有關(guān)［8］。

本研究說明種植不同林分對同類型土壤理化性質(zhì)影響各異，這與前人研究結(jié)果一致［3-5］。因此建議在營造人工林或改造現(xiàn)存的人工林時，按照不同的土壤類型引入本土的適宜林種，為有效保持并改善林下土壤質(zhì)量，實現(xiàn)土壤養(yǎng)分的良性循環(huán)，保證森林土壤資源的可持續(xù)利用。

［1］ Zhang Z，Gao Z L，Song X Q，Zhang X C，Yang Y F．Investigation of slope vegetation and soil properties on the Huangling-Yan'an highway．Bulletin of Soil and Water Conservation，2009，29(4):191-195．

［2］ Deng Y，Jiang Z C，Luo W Q，Qi X F，Qin X M．Effects of vegetation restoration on soil nutrient in typical karst area．Earth and Environment，2010，38(1):31-35．

［3］ Fei P F．The effects of forest litter on soil fertility．Anhui Agriculture Science，2009，15(13):55-56．

［4］ Ling B，Liu Q，Wu Y，He H．Advances in the studies of forest litter．Chinese Journal of Ecology，2004，23(1):60-64．

［5］ Lin B，Liu Q，Wu Y，Pang X Y，He H．Effectof forest litterson soil physical and chemical properties in Subalpine coniferous forests of Western Sichuan．Chinese Journal of Applied and Environment Biology，2003，9(4):346-351．

［6］ Xue L，Wu M，Xu Y，Li Y，Qu M．Soil nutrients and microorganism in soils of typical plantation in south China．Acta Pedologica Sinica，2005，42(6):1017-1023．

［7］ Liang H W，Huang C B，Hu C B．A study on the litterfall and soil fertility of the different planted forests in Guangxi．Acta Ecologica Sinica，1993，13(3):235-242．

［8］ Wen Y G，Zheng X，LiM C，Xu H G，Liang HW，Huang C B，Zhu H G，He B．Effects of eucalypt plantation replacing Masson pine forest on soil physiochemical properties in Guangxi，Southern China．Journal of Beijing Forestry University，2009，31(6):145-148．

［9］ Ye SM，Wen Y G，Yang M，Liang HW．Correlation analysison biodiversity and soil physical＆chemical properties of eucalyptus spp，plantations under successive rotation．Journal of Soil and Water Conservation，2010，24(4):246-250，256-256．

［10］ Hu C B，Wei Y L，Liang H W，Zhu H G．Studies on the decomposition of litter and its soil effect in two forests．Journal of Guangxi Agricultural University，1992，11(4):47-52．

［11］ Yang X B，Zhang T L，Wu Q S．The relationship between biodiversity and soil fertility chara-cteristicson abandoned fields in the tropical region of Southern China．Acta Ecologica Sinica，2002，22(2):190-196．

［12］ Mekonnen K，Yohannes T，Glatzel T，Amha Y．Performance of eight tree species in the highland vertisols of central Ethiopia:growth，foliage nutrient concentration and effect on soil chemical properties．New Forests，2006，32(3):285-298．

［13］ ChangQ R，Yue Q L．Soil fertility quality of artificial forest in the hilly-gully region of loess plateau．Science of Soil and Water Conservation，2008，6(2):71-74，94-94．

［14］ Bao S D．Soil and Agricultural Chemistry Analysis．3rd ed．Beijing:China Agriculture Press，2007:25-109．

［15］ Guangxi Soil and Fertilizer Station．Guangxi Soil．Nanning:Guangxi Science and Technology Press，1990:290-290．

參考文獻:

［1］ 張展，高照良，宋曉強，張興昌，楊永峰．黃延高速公路邊坡植被與土壤特性調(diào)查研究．水土保持通報，2009，29(4):191-195．

［2］ 鄧艷，蔣忠誠，羅為群，祈曉凡，覃星銘．典型巖溶區(qū)植被恢復(fù)對土壤養(yǎng)分的影響．地球與環(huán)境，2010，38(1):31-35．

［3］ 費鵬飛．森林凋落物對林地土壤肥力的影響．安徽農(nóng)學(xué)通報，2009，15(13):55-56．

［4］ 林波，劉慶，吳彥，何海．森林凋落物研究進展．生態(tài)學(xué)雜志，2004，23(1):60-64．

［5］ 林波，劉慶，吳彥，龐學(xué)勇，何海．川西亞高山針葉林凋落物對土壤理化性質(zhì)的影響．應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，2003，9(4):346-351．

［6］ 薛立，吳敏，徐燕，李燕，屈明．幾個典型華南人工林土壤的養(yǎng)分狀況和微生物特性研究．土壤學(xué)報，2005，42(6):1017-1023．

［7］ 梁宏溫，黃承標(biāo)，胡承彪．廣西宜山縣不同林型人工林凋落物與土壤肥力的研究．生態(tài)學(xué)報，1993，13(3):235-242．

［8］ 溫遠光，鄭羨，李明臣，徐海根，梁宏溫，黃承標(biāo)，朱宏光，何斌．廣西桉樹林取代馬尾松林對土壤理化性質(zhì)的影響．北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，31(6):145-148．

［9］ 葉紹明，溫遠光，楊梅，梁宏溫．連栽桉樹人工林植物多樣性與土壤理化性質(zhì)的關(guān)聯(lián)分析．水土保持學(xué)報，2010，24(4):246-250，256-256．

［10］ 胡承彪，韋源連，梁宏溫，朱宏光．兩種森林凋落物分解及其土壤效應(yīng)的研究．廣西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1992，11(4):47-52．

［11］ 楊小波，張?zhí)伊?，吳慶書．海南瓊北地區(qū)不同植被類型物種多樣性與土壤肥力的關(guān)系．生態(tài)學(xué)報，2002，22(2):190-196．

［13］ 常慶瑞，岳慶玲．黃土丘陵區(qū)人工林地土壤肥力質(zhì)量．中國水土保持科學(xué)，2008，6(2):71-74，94-94．

［14］ 鮑士旦．土壤農(nóng)化分析 (第三版)．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2007:25-109．

［15］ 廣西土壤肥料工作站．廣西土壤．南寧:廣西科學(xué)技術(shù)出版社，1990:290-290．