孫德權(quán)

(鳳城市寶山林場(chǎng)，遼寧 丹東 118123)

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不同強(qiáng)度間伐對(duì)遼東蒙古櫟林及雜木林土壤理化性質(zhì)的影響

孫德權(quán)

(鳳城市寶山林場(chǎng)，遼寧 丹東 118123)

摘要通過(guò)遼東蒙古櫟林及雜木林實(shí)施不同強(qiáng)度的間伐試驗(yàn)，研究不同間伐強(qiáng)度對(duì)這2種林分土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：對(duì)密度較大的蒙古櫟林和雜木林進(jìn)行適度間伐撫育，能顯著地提高林地生物量，相應(yīng)提高了凋落物歸還于土壤的有機(jī)質(zhì)，改善了土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。物理性質(zhì)的改善主要體現(xiàn)在土壤密度變小，總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度的增加；化學(xué)性質(zhì)的改善主要表現(xiàn)在土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效性氮、磷和鉀的養(yǎng)分含量提高。

關(guān)鍵詞遼東；蒙古櫟；間伐強(qiáng)度；土壤理化性質(zhì)

遼東山區(qū)天然次生蒙古櫟林和雜木林是主要的公益林種之一，具有保持水土，防止水土流失，維持生物多樣性，提供人們生產(chǎn)和生活依賴的生態(tài)產(chǎn)品，其重要性在建設(shè)生態(tài)文明的新時(shí)代是不言而喻的。據(jù)調(diào)查，蒙古櫟林和闊葉雜木林在遼東山區(qū)分布較廣，尤其是蒙古櫟和遼東櫟在山嵴和巖石裸露的陽(yáng)坡或跳石塘構(gòu)成優(yōu)勢(shì)種群，起著固持水土涵養(yǎng)水源的作用。為了探明蒙古櫟天然次生林和雜木林人工撫育不同強(qiáng)度對(duì)其土壤理化性質(zhì)的影響，以掌握天然次生林間伐撫育后對(duì)土壤帶來(lái)的理化性質(zhì)的變化，進(jìn)行了長(zhǎng)期的固定觀測(cè)，以期為綜合評(píng)價(jià)不同間伐強(qiáng)度對(duì)生態(tài)功能的效應(yīng)提供佐助。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于遼東丘陵國(guó)營(yíng)鳳城通遠(yuǎn)堡林場(chǎng)和鳳城寶山林場(chǎng)，123°51′—123°52′ E，40°21′—40°27′ N，海拔275 m，年降水量900～920 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 100 mm，年均氣溫6.5 ℃，無(wú)霜期128 d。 研究區(qū)植被屬長(zhǎng)白兼有蒙古植被區(qū)系。典型的土壤類型是山地棕壤，土層較薄，石質(zhì)含量較高，土壤pH為6.4～6.9。蒙古櫟及雜木林試驗(yàn)區(qū)的設(shè)置情況見表1。

表1　天然次生蒙古櫟林和雜木林不同

2研究方法

2.1　間伐撫育方法

試驗(yàn)區(qū)蒙古天然次生林和雜木林是從皆伐經(jīng)自然萌生后于2001年開始建立間伐強(qiáng)度的試驗(yàn)區(qū)。在研究間伐撫育前胸徑生長(zhǎng)量、間伐后保留下來(lái)的樹木胸徑生長(zhǎng)量的基礎(chǔ)上，2013年進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查蒙古櫟及雜木林的間伐后平均胸徑生長(zhǎng)量。中度間伐強(qiáng)度按《森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)規(guī)程》(DB21/T 706-2009)標(biāo)準(zhǔn)向下減少5%，弱度間伐向上增加10%，強(qiáng)度間伐向下減少15%，另設(shè)一塊不進(jìn)行采伐撫育作為試驗(yàn)對(duì)照區(qū)。

2.2　采樣方法

以蒙古櫟天然次生林和雜木林不同間伐撫育強(qiáng)度為對(duì)象,記載標(biāo)準(zhǔn)地的坡度、坡向、坡位、土壤種類及土層厚度等立地因子。2001年春季在樹木休眠期，根據(jù)間伐撫育試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)間伐強(qiáng)度處理區(qū)，按試驗(yàn)間伐強(qiáng)度不同，分別沿試驗(yàn)地的對(duì)角線進(jìn)行5點(diǎn)取樣，在每個(gè)試驗(yàn)處理間伐強(qiáng)度區(qū)，取30 cm×30 cm樣方面積內(nèi)的枯落物裝入100目的尼龍網(wǎng)袋，然后挖取土壤剖面，按土壤剖面發(fā)生層次分層取樣，用于土壤物理性質(zhì)的測(cè)定，分別取鋁盒土和環(huán)刀土測(cè)定土壤密度、毛管孔隙度、最大持水量等指標(biāo)。用于土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定，分層次取樣用于土壤有機(jī)質(zhì)(重鉻酸鉀容量法—外加熱法)、速效N (含量用堿解擴(kuò)散法)、速效P (雙酸法浸提—鉬銻抗比色法)、速效K (用醋酸氨浸提—火焰光度計(jì)法)等項(xiàng)目的測(cè)定。

3結(jié)果與分析

3.1　不同試驗(yàn)處理、樹種及立地條件的差異情況分析

從表2測(cè)定結(jié)果看出, 2001年間伐強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)，蒙古櫟林和雜木林間伐撫育的林分立木材積蓄積量幾乎相同,間伐撫育前后在蓄積量方面受密度的調(diào)整稍有一定的差異，但各處理間差異不明顯。立地因子坡位、坡度有一定的差別，為消除立地因子的差異，每個(gè)試驗(yàn)處理均設(shè)試驗(yàn)對(duì)照作為比較的參照。

表2　試驗(yàn)地林分立地因子及林分狀況

3.2　間伐撫育強(qiáng)度和時(shí)間差對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

間伐撫育后受不同處理的影響，蒙古櫟林及雜林的土壤密度有一定的變化(見表3)，首先從土壤不同層次上來(lái)看土壤的密度，0～10 cm土層的密度要小于10～30 cm的密度，可明顯看出表層土壤的密度要小于下層。蒙古櫟林的土壤密度變化區(qū)間為0.91～1.28，總體看出土壤容重較小，土壤質(zhì)地較輕。從中還可以看出，間伐后隨著樹齡的增加土壤密度變小，說(shuō)明土壤密度是隨著土壤枯落物的積累和腐殖植化過(guò)程的延長(zhǎng)而變小。土壤總孔隙度也表現(xiàn)出上層大于下層，大體變化區(qū)間在55%～65%，這個(gè)規(guī)律和土壤剖面發(fā)生層次是一致的。非毛管孔隙度是衡量保水性能高低的重要指標(biāo)，非毛管孔隙多，土壤抗旱的性能好。中度間伐強(qiáng)度蒙古櫟林及雜木林的非毛管孔隙度要大于其他幾種試驗(yàn)處理和對(duì)照，這可能是因?yàn)橹卸乳g伐能明顯改善林地的透光條件，間接地促進(jìn)了灌木和草本植物的生長(zhǎng)，增加了植物的生物量歸還給土壤的有機(jī)物較多，土壤得到較好的發(fā)育促進(jìn)了非毛管孔隙的發(fā)育過(guò)程。從結(jié)果看出非毛管孔隙也是隨著間伐時(shí)間的變長(zhǎng)，非毛管孔隙也在提高。最大持水量和非毛管持水量亦有相同的變化趨勢(shì)，即，總是伴著間伐時(shí)間的變長(zhǎng)而有所增加。最大持水量的變化幅度600 t·hm-2左右，非毛管持水量在116～141 t·hm-2。

表3　不同間伐撫育強(qiáng)度差對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

3.3　間伐撫育對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

從表4可以看出蒙古櫟林及雜木林的土壤化學(xué)變化情況，首先從土壤有機(jī)質(zhì)變化情況看出，表層土有機(jī)質(zhì)明顯好于下層土。變化幅度為33～110 g·kg-1。中度間伐在機(jī)質(zhì)含量稍好于弱度間伐和強(qiáng)度間伐。蒙古櫟林及雜木林間伐撫育后，由于透風(fēng)透光條件變好，林下枯落物和植被的增加引起土壤中的植物根系增加,因?yàn)榱窒虏荼局参锖凸嗄靖抵饕蟹植荚? ～ 10 cm土層內(nèi),引起了0～10 cm土層化學(xué)性質(zhì)改善。蒙古櫟林及雜木林間伐撫育處理與對(duì)照區(qū)相比,各間伐區(qū)0～10 cm 土層有機(jī)質(zhì)含量有明顯提高，其中，中度間伐區(qū)提高幅度最大，其次是弱度間伐區(qū)。土壤速效氮含量也表現(xiàn)出中度間伐撫育區(qū)最高，依次是弱度間伐、強(qiáng)度間伐和試驗(yàn)對(duì)照區(qū)。從速效磷和速效鉀養(yǎng)分的含量上看，基本上是上層土壤要高于下層土壤，進(jìn)一步說(shuō)明了林地土壤的發(fā)育受枯落物凋落和分解的影響，養(yǎng)分歸還給土壤使土壤肥力得以提高。

表4　不同間伐撫育強(qiáng)度對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

綜上,不同間伐撫育強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明，間伐強(qiáng)度的大小對(duì)蒙古櫟林的生長(zhǎng)量和生物量產(chǎn)生了較大影響，因而對(duì)土壤的理化性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。從不同間伐強(qiáng)度中看出，中度間伐撫育能明顯改善土壤理化性質(zhì)，使土壤的密度變小，質(zhì)地變輕，土壤孔隙度變大，總孔隙度和非毛管孔隙度變高。土壤的化學(xué)性質(zhì)也受不同間伐強(qiáng)度的影響，從中看出，中度間伐強(qiáng)度有機(jī)質(zhì)含量較高，速效養(yǎng)分氮、磷和鉀含量相應(yīng)得到提高。所以間伐強(qiáng)度對(duì)植被的生物量產(chǎn)生了顯著的影響，繼而使土壤理化性質(zhì)得到明顯的改善。所以天然次生蒙古櫟林和雜木林最好能進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈g伐撫育，不僅能夠提高蒙古櫟和雜林分的質(zhì)量，還能改善林地的土壤狀況，起著培肥地力、涵養(yǎng)水源、防止水土流失和土壤退化重大作用。

4結(jié)論與討論

天然次生蒙古櫟林進(jìn)行適度間伐撫育能夠顯著地改善土壤的理化性質(zhì)。在土壤密度、總孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度方面得到了明顯的改善。非毛管孔隙度和非毛管持水量的提高，有利于涵養(yǎng)水源，固持水土，增加攔蓄量，起到了防治水土流失的作用。土壤理化性質(zhì)的改善主要取決于地上的植被生物量的積累水平，也取決于枯落物有機(jī)物凋落量。

土壤化學(xué)性質(zhì)改善主要表現(xiàn)在土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效性氮、磷和鉀的變化。土壤有機(jī)質(zhì)含量的高低諸多養(yǎng)分的高低呈明顯的相關(guān)性。土壤有機(jī)質(zhì)含量高說(shuō)明枯落物歸還給土壤的養(yǎng)分多，這與地表的植被數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)。適宜的間伐強(qiáng)度有利于蒙古櫟的生物量的提高，也有利于改善林內(nèi)的透風(fēng)透光條件，也促進(jìn)了林下灌木和草本植物的生長(zhǎng)?？萋湮锏姆纸獠粌H提高了有機(jī)質(zhì)，也促進(jìn)了氮、磷、鉀養(yǎng)分的提高。

總之，蒙古櫟林的間伐撫育強(qiáng)度是影響林分質(zhì)量的一個(gè)重要因素，將間接地改變林地土壤養(yǎng)分的狀況。因此應(yīng)重視撫育間伐的強(qiáng)度，為蒙古櫟林分質(zhì)量和土壤肥力的提高提供可行的技術(shù)支撐。

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Effects of Different Thinning Intensities on Physical and Chemical Properties of

Soil inQuercusmongolicaPlantation and Spinney in Eastern Liaoning Province

Sun Dequan

(Baoshan Farm, Fengcheng City, Dandong 118123,China)

AbstractCutting experiments with different intensities on Quercus mongolica plantation and spinney were conducted. Effects of different thinning intensities on physical and chemical properties of soil in Quercus mongolica plantation and spinney in eastern Liaoning Province were studied. Result shows that moderate thinning tending on Quercus mongolica plantation and spinney can increase significantly the biomass of forestland, increase correspondingly organic matter which litter returned to soil, improve the physical and chemical properties of the soil. The improvements of soil physical properties were mainly showed on the less of soil dense, increase in total porosity, capillary porosity and non-capillary porosity. The improvement of chemical properties mainly showed increase of organic matter, total nitrogen, available nitrogen, phosphorus and potassium.

Key wordseastern Liaoning Province;Quercus mongolica;thinning intensity;physical and chemical properties of soil

作者簡(jiǎn)介：孫德權(quán)(1970-)，男，遼寧鳳城人，大學(xué)，工程師，從事林業(yè)管理工作.

收稿日期：2015-06-18

中圖分類號(hào)：S753；S792.186

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.019

文章編號(hào)：1005-5215(2016)01-0046-04