羅曉華，李 軍，宋大剛，向成華，何家敏

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；2.綿陽市安州區(qū)林業(yè)局，四川 綿陽 622651；3.中國科學(xué)院成都生物研究所， 四川 成都 646100)

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閬中農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)不同模式下土壤溫度與濕度變化分析

羅曉華1，李 軍2，宋大剛3，向成華1，何家敏1

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；2.綿陽市安州區(qū)林業(yè)局，四川 綿陽 622651；3.中國科學(xué)院成都生物研究所， 四川 成都 646100)

本文通過在農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)中，4種不同模式(核桃+川明參(C)、核桃+桔梗(J)和核桃+藿香(H)，以核桃純林作為對照)，進(jìn)行了土壤的理化性質(zhì)、溫度與濕度的測定，并對比，得出以下結(jié)論：在4種農(nóng)林藥模式下1、土壤上層土壤理化性質(zhì)與下層土壤理化性質(zhì)的差異不明顯；2、各模式間溫度差異不顯著，而時(shí)間效應(yīng)以及時(shí)間和各處理間的交互效應(yīng)達(dá)極顯著水平；3、各模式間相對濕度不存在顯著差異，但時(shí)間效應(yīng)以及時(shí)間和處理交互效應(yīng)達(dá)極顯著水平。

農(nóng)林復(fù)合;土壤溫度;土壤濕度

農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)是一種高效的土地利用方式[1]，不僅能夠協(xié)調(diào)農(nóng)林用地矛盾、高效利用各種自然資源，同時(shí)還有助于提高土地利用率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境[2]。農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)被認(rèn)為能夠充分利用不同深度層次的土壤水分，提高水分利用效率，而作為亞熱帶地區(qū)應(yīng)對季節(jié)性干旱的有效利用方式，然而，農(nóng)林復(fù)合后植物組分之間也可能存在著水分競爭，影響了這一土地利用方式的推廣和實(shí)施[3]。

本研究以四川低山丘陵區(qū)具有代表性的經(jīng)濟(jì)林木核桃和中藥材川明參、桔梗、藿香農(nóng)林藥復(fù)合模式為對象，結(jié)合核桃純林，研究不同農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)對土壤溫度與濕度的影響，為該區(qū)域農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

研究地位于四川省閬中市江南鎮(zhèn)，閬中地處嘉陵江流域中游，屬典型盆地丘陵區(qū)，海拔328 m～88 9m，市區(qū)海拔565 m左右。地理位置為東經(jīng)105°96′65″，北緯31°57′82″，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。多年平均地面溫度18.7℃，平均最高溫度30.9℃，平均最低溫度12.7℃?！?0℃的多年平均積溫5 409.4℃，日照時(shí)數(shù)1 379.8 h，無霜期292 d。歷年平均降水量1 033.8 mm，蒸發(fā)量1 275.8 mm，夏半年(5月～10月)多年平均降水量862.88 mm，占全年83.5%，冬半年(11月～4月)多年平均降水量171.0 mm，占全年16.5%。土壤為紫色土，土層比較瘠薄，厚度30 cm～50 cm。

2 材料與方法

本次實(shí)驗(yàn)在核桃林下行間(即藥材種植帶)設(shè)置4塊樣地，即設(shè)置3個(gè)核桃+藥材復(fù)合模式和一個(gè)核桃純林對照，3個(gè)復(fù)合模式分別為核桃+川明參(C)，面積2.7 hm2；核桃+桔梗(J)，面積2.7 hm2；和核桃+藿香(H)，面積2.7 hm2；以核桃純林作為對照(CK)。

2.1 試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)的測定

在每個(gè)樣方內(nèi)挖取1個(gè)30 cm(藥材根系在土層中的分布厚度約30 cm)深的土壤剖面，共計(jì)12個(gè)土壤剖面。在0 cm～15 cm、15 cm～30 cm土層用環(huán)刀采樣，每個(gè)層取1個(gè)環(huán)刀土樣，每個(gè)土壤剖面共取兩個(gè)土樣，共24個(gè)土樣。將土壤樣品按要求保存，以備土壤理化性質(zhì)的測定。

測定項(xiàng)目有土壤pH值、土壤田間持水量、土壤總孔隙度、土壤容重、土壤有機(jī)碳。土壤pH值采用氯化鉀溶液浸提法進(jìn)行測定(LY/T 1239-1999)。土壤田間持水量、總孔隙度和容重采用環(huán)刀法測定(LY/T 1215-1999)。土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱法(LY/T 1237-1999)測定。

2.2 土壤溫度測定

土壤溫度采用TP300筆式溫度計(jì)測定15 cm處土壤溫度， 測量3次，取平均值。

2.3 土壤濕度測定

土壤濕度運(yùn)用LC-TS1型TDR土壤濕度傳感器測量土壤7.5 cm處濕度，測量3次，取平均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)

由表1可見，試驗(yàn)地土壤全氮2.21 g·kg-1～2.40 g·kg-1，有效磷0.95 g·kg-1～0.96 g·kg-1，速效鉀81.67 mg·kg-1～86.67 mg·kg-1，全碳4.87 g·kg-1～6.30 g·kg-1，pH值6.11～6.69。經(jīng)檢驗(yàn)，土壤上層理化性質(zhì)與下層理化性質(zhì)的差異不明顯。

表1 核桃-藥材復(fù)合模式樣地土壤背景值測定結(jié)果

處理土層(cm)總氮(g·kg-1)有效磷(g·kg-1)速效鉀(mg·kg-1)全碳(g·kg-1)pH值核桃純林CK(0～15)2.40.9686.575.956.93(15～30)2.210.9584.915.466.71核桃+川明參C(0～15)2.360.96856.36.88(15～30)2.210.9584.615.316.63核桃+桔梗J(0～15)2.330.9685.886.156.96(15～30)2.270.9682.385.626.62核桃+藿香H(0～15)2.320.9584.315.746.59(15～30)2.210.9681.674.876.51

3.2 土壤溫度月動態(tài)

核桃+藥材復(fù)合模式土壤溫度月動態(tài)呈單峰曲線，對照和3個(gè)復(fù)合模式土壤溫度變化趨勢一致，表現(xiàn)為1月至3月緩慢增加，4月開始大幅上升，至7月下旬逐漸下降。對照與各模式全年最低溫度都出現(xiàn)在1月，最低溫度約為7.7℃，最高溫度出現(xiàn)在7月，最高溫度為30.1℃。通過重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，各模式間溫度差異不顯著，而時(shí)間效應(yīng)(Date)以及時(shí)間和各處理間的交互效應(yīng)(Date&Treatment)達(dá)極顯著水平(圖1)。

圖1 土壤溫度月變化(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，n=9)ck、c、j、h分別表示對照(核桃純林)、川明參(核桃+川明參)、桔梗(核桃+桔梗)、藿香(核桃+藿香)(下同)**表示對照與處理之間重復(fù)測量方差分析(LSD多重比較法，a=0.05)結(jié)果差異極顯著Date表示時(shí)間效應(yīng)；Date&Treatment表示時(shí)間和各處理交互效應(yīng)； p<0.001。

3.3 土壤相對濕度月動態(tài)

如圖2所示，川中丘陵區(qū)核桃+藥材復(fù)合模式土壤相對濕度月變化無明顯趨勢，相對濕度波動較大，在14%～62%范圍之間。藿香模式相對濕度總的高于其他3個(gè)處理，年平均相對濕度為31.8%，而對照、川明參和桔梗處理的年均相對濕度分別為26.6%、23.9%和25.8%。通過重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，各模式間相對濕度不存在顯著差異，但時(shí)間效應(yīng)以及時(shí)間和處理交互效應(yīng)達(dá)極顯著水平。最大相對濕度在11月，本次測量前剛下過雨，且8月和9月相對降雨較多。

圖2 土壤相對濕度月變化 平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，n=9)

對每月各模式土壤濕度進(jìn)行單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，2月時(shí)，核桃+藿香處理顯著低于對照，4月核桃+桔梗和核桃+藿香都顯著低于對照，而到5月、6月時(shí)，藿香進(jìn)入花期，土壤呼吸大幅升高，顯著高于對照。7月川明參地上部分枯萎，地下根莖進(jìn)入休眠期，土壤濕度下降幅度較大，極顯著低于對照和另外兩處理。隨溫度的變化影響，從8月開始，各處理間呼吸的差異逐漸縮小，到11月時(shí)，對照與各復(fù)合處理間土壤濕度差異已不顯著。

4 小結(jié)

核桃+3種藥材模式間土壤溫度差異不顯著，而時(shí)間效應(yīng)(Date)以及時(shí)間和各處理間的交互效應(yīng)(Date&Treatment)達(dá)極顯著水平。模式間土壤相對濕度不存在顯著差異，但時(shí)間效應(yīng)以及時(shí)間和處理交互效應(yīng)達(dá)極顯著水平。

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Variation Characteristics of Soil Temperature and Moisture under Different Agro-forestry Models in Langzhong

LUO Xiao-hua1LI Jun2SONG Da-gang3XIANG Cheng-hua1HE Jia-min1

(1.Sichuan Academy of Forestry,Chengdu 610081,China；2.Forestry Bureau of Anzhou,Mianyang 622651,China；3.Chengdu Institute of Biology,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 646100,China)

Soil physical properties，temperature and moisture were determined under 4 agro-forestry models (includingJuglansregia+RadixChuanmingshinis Violacei(C),Juglansregia+Platycodongrandiflorus(J),Juglansregia+Agastacherugosa(H)) andJuglansregiacontrol (CK)).The results showed that under different agro-forestry models:1.The differences of soil physical properties were not significant between the upper and lower soil .2.The differences of soil temperature among different agro-forestry models were not significant,while the effects of time and interaction between time and agro-forestry models were extremely significant.3.The differences of soil moisture among different agro-forestry modes were significant,while the effects of time and interaction between time and agro-forestry models were extremely significant.

Agro-forestry,Soil temperature,Soil moisture

2017-01-11

國家“十三五”科技支撐計(jì)劃課題： 南方低丘土地資源節(jié)約型農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置及調(diào)控技術(shù)研究與示范(2015BAD07B0503)。

羅曉華(1977-)，男，學(xué)士，助理研究員，從事森林生態(tài)研究。

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.02.012

S718.5

A

1003-5508(2017)03-0062-03