[摘 要] 自退耕還林項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，基本達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求。但是，退耕還林后土壤養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)變化情況值得進(jìn)一步研究。基于此，通過建立4個(gè)試驗(yàn)區(qū)，包括1個(gè)農(nóng)耕地、3個(gè)不同種植樹木區(qū)，分析退耕還林后土壤表層（0～20 cm）和深層（20～40 cm）養(yǎng)分的變化，以及土壤養(yǎng)分在一年內(nèi)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化過程，并簡(jiǎn)要分析影響土壤養(yǎng)分含量的各類因素。結(jié)果表明，4個(gè)試驗(yàn)區(qū)表層土壤養(yǎng)分皆高于深層土壤，其中試驗(yàn)區(qū)種植的杉木由于生長(zhǎng)快、易落葉，表層土壤富含更多易分解的有機(jī)質(zhì)；而農(nóng)耕地由于人工施肥翻種，表層氨氮明顯高于深層；表層土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)在冬季相對(duì)含量較低，春季落葉等被逐級(jí)分解積累而導(dǎo)致土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量逐漸上升。經(jīng)過綜合分析，退耕還林地所種植的樹木能有效提高土壤養(yǎng)分含量，但仍需要對(duì)土壤進(jìn)行施肥以保障土壤肥力。

[關(guān)鍵詞] 土壤養(yǎng)分；氮素；退耕還林；動(dòng)態(tài)變化

[中圖分類號(hào)] S714.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）34-56-3

土壤是植被生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，是生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。土壤養(yǎng)分是滿足植被生長(zhǎng)的必要條件，養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化代表著土壤的退化、養(yǎng)分的流失。而養(yǎng)分含量主要由土壤內(nèi)養(yǎng)分的輸入和養(yǎng)分的輸出決定[1]。分析土壤養(yǎng)分變化，有助于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中采取更為有效積極的措施，減少土壤養(yǎng)分流失，滿足植被生長(zhǎng)的需求[2]。

土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)研究在林地等生態(tài)系統(tǒng)中早已經(jīng)開展多年，已取得豐碩的成果，主要研究對(duì)象是土壤中氮、磷流失[3]。本研究針對(duì)退耕還林過程中不同還林樹木類型下土壤含氮的動(dòng)態(tài)變化特征，并以農(nóng)耕地作為對(duì)照，分析退耕還林后土壤資源、養(yǎng)分的變化情況，為制訂合理的還林模式和加強(qiáng)林地管理提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

漢中盆地地處秦嶺南麓，南屏巴山，東經(jīng)105°30′50″～108°16′45″，北緯32°08′54″～33°53′16″。最大直線長(zhǎng)度東西為258.6 km，南北為192.9 km。盆地海拔在500 m左右，而秦巴山體高出漢中盆地500～2 500 m。地貌類型多樣，以山地為主，占總土地面積的75.2%（其中低山占18.2%，高中山占57.0%），丘陵占14.6%，平壩占10.2%。

盆地內(nèi)夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，雨量充沛，氣體濕潤(rùn)，年降水量800～1 000 mm，年均氣溫14 ℃，生態(tài)環(huán)境良好，生物資源極為豐富。年平均相對(duì)濕度分布態(tài)勢(shì)基本呈南大北小，漢江平壩、巴山山地濕度為70%～80%，秦嶺山地濕度為73%。一年中冬春兩季濕度較小，夏秋濕度較大。9-10月為全年之冠，濕度均在80%～86%；冬季（12-2月）漢江平壩、巴山山地濕度為75%～80%，秦嶺山地濕度為58%～66%。

糧食生產(chǎn)一年兩熟，主產(chǎn)水稻、小麥、玉米、油菜等，其中水稻、油菜產(chǎn)量為全國(guó)最高。農(nóng)墾耕地土層較?。ê穸燃s50 cm），結(jié)構(gòu)疏松，保水保肥能量一般，坡度20°左右，有較強(qiáng)的坡面侵蝕作用（見表1）。繼退耕還林示范工程實(shí)施以來(lái)，經(jīng)過國(guó)家林業(yè)局驗(yàn)收，面積保存率和幼苗成活率基本達(dá)到國(guó)家規(guī)定指標(biāo)，主要的還林模式有林草、林果、林竹等。

2 分析方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚣吧鷳B(tài)狀況選擇白楊、雜交竹和杉木3種退耕還林樹種模式，按照樹種培育標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行種植，并保證林地不受外界破壞。在林地外平整開闊地設(shè)置降雨計(jì)，記錄降雨情況。

影響土壤養(yǎng)分變化的因素多樣，如大氣降水、林地土壤狀況以及地形、植被類型和覆蓋程度等，對(duì)4個(gè)縣試驗(yàn)區(qū)的調(diào)查表明，地質(zhì)特征差異不大，試驗(yàn)可比性強(qiáng)，能突出林地植被對(duì)土壤養(yǎng)分的影響情況（見表2）。

2.2 試驗(yàn)樣品采集

在試驗(yàn)實(shí)施前和還林種植后，每隔30 d采樣一次，分別在試驗(yàn)區(qū)不同位置按照構(gòu)造高地，在坡上部、中部、坡下部處分別在土壤表層（0～20 cm）和深層（20～40 cm）位置取樣，取樣后及時(shí)帶回，以保證樣本土壤的新鮮度。

2.3 土壤氮素分析

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論指出植物所吸收利用的氮源主要有三類：NH4+-N、NO3--N和可溶性有機(jī)氮化合物。測(cè)定方法按照森林土壤養(yǎng)分測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化法，全氮的測(cè)定采用開氏蒸餾法，水解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，NH4+-N的測(cè)定采用還原蒸餾法，NO3--N的測(cè)定采用酚二磺酸比色法，同時(shí)測(cè)定土壤含水量[4]。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤養(yǎng)分表層和深層特征

土壤中氮素為植被生物的主要營(yíng)養(yǎng)元素，因此土壤中氮素的積累和有機(jī)質(zhì)的積累是一致的。在對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行取樣分析時(shí)，分別對(duì)表層和深層進(jìn)行了取樣，測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)和氮素含量，分析整個(gè)觀測(cè)期不同還林地試驗(yàn)區(qū)土壤養(yǎng)分表層和深層變化情況。表層土壤是侵蝕的直接接觸面，同時(shí)也受到植被生長(zhǎng)、耕作的影響，氮素含量變化差異大，見表3。土壤中有機(jī)質(zhì)差異不顯著。而水解氮包括易分解的速效氮和有機(jī)氮，因此各試驗(yàn)區(qū)還林地有機(jī)氮差異較為顯著。其中杉木林地表層土壤水解氮含量最高，實(shí)地地表植被調(diào)查發(fā)現(xiàn)，地表草本植物生長(zhǎng)茂盛，形成有機(jī)質(zhì)含量較多，故礦化出較多量的有機(jī)氮，從而導(dǎo)致水解氮含量較高。試驗(yàn)結(jié)果表明，退耕還林地在自然環(huán)境下，由于地表植被生長(zhǎng)的影響，能有效提高土壤水解氮含量。

土壤中有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于地表枯萎植物枝葉的分解，而土壤深度縱向上有機(jī)質(zhì)分布取決于滲水作用，以及動(dòng)物在表層、深層活動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)。經(jīng)測(cè)試，結(jié)果表明不同試驗(yàn)區(qū)均出現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)含量表層大于深層的特征。其中，白楊表深層有機(jī)質(zhì)含量差別最大，原因?yàn)榘讞顬殚熑~木且生長(zhǎng)較快，落葉多且落葉較易分解。

水解氮為土壤中有效氮的主要形式，成分主要為易礦化的有機(jī)氮，一般表層土壤中相對(duì)于深層更富含有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致表層土壤易分解有機(jī)氮較深層具有較高的比例。從表3可以看出，不同試驗(yàn)區(qū)土壤中水解氮表層向深層降低幅度大小為：杉木、農(nóng)耕地、白楊、雜交竹。杉木生長(zhǎng)快、易落葉，表層土壤富含更多易分解的有機(jī)氮。農(nóng)耕地由于人工施肥翻種，表層氨氮明顯高于深層。

3.2 土壤養(yǎng)分時(shí)間動(dòng)態(tài)變化

著重分析表層（0～20 cm）土壤有機(jī)質(zhì)隨時(shí)間變化呈現(xiàn)的特征。土壤有機(jī)質(zhì)退耕還林初期（秋季），土壤中有機(jī)質(zhì)呈下降趨勢(shì)，在冬季下降至最低，隨后土壤有機(jī)質(zhì)緩慢上升（見圖1）。主要原因?yàn)樵诙局脖豢菸淙~較多，但未被分解轉(zhuǎn)換為有機(jī)質(zhì)，因此有機(jī)質(zhì)含量較少。春季植被開始復(fù)蘇，冬季枯萎落葉開始逐漸被分解轉(zhuǎn)化，土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量開始上升。

3.3 土壤氮素動(dòng)態(tài)變化影響因素

影響土壤氮素動(dòng)態(tài)變化原因很多，主要包括降雨、微生物作用、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、植被狀況，但目前難以識(shí)別哪個(gè)為最主要的影響因素[5]。

3.3.1 降雨。降雨會(huì)導(dǎo)致土壤氮素流失，氮素的流失影響土壤養(yǎng)分含量的變化。試驗(yàn)期間年內(nèi)降雨主要集中于4-6月和7-9月，約占全年的60%。經(jīng)相關(guān)性分析，土壤內(nèi)氮素動(dòng)態(tài)與降雨量相關(guān)性不顯著。

3.3.2 微生物作用。土壤內(nèi)好氧菌活動(dòng)將直接影響枯萎掉落植被的分解，深部土壤透氣性逐漸降低，土壤含氮量一般隨深度增加而降低，氮礦化速率也逐漸下降。

3.3.3 農(nóng)業(yè)活動(dòng)。耕種、施肥、收割等影響農(nóng)耕地土壤養(yǎng)分變化。一般在3-4月、8-9月是莊家收獲期，5、10月為耕地、施肥的主要時(shí)期。

3.3.4 植被狀況。不同植物生物學(xué)特性、植被覆蓋率、枯葉凋落量等的差異，影響不同植被生長(zhǎng)地土壤的養(yǎng)分變化。

4 結(jié)語(yǔ)

①農(nóng)耕地與退耕還林地土壤養(yǎng)分有較大的差別，但各還林地土壤中有機(jī)質(zhì)差別不明顯。農(nóng)耕地和各還林地中，土壤表層與深層具有明顯差異，受地表植被生長(zhǎng)及掉落物分解轉(zhuǎn)化作用程度影響，深層土壤養(yǎng)分小于表層土壤。同時(shí)，在植被作物生長(zhǎng)期，夏秋季表層土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量較高，而冬季土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低。

②影響土壤內(nèi)養(yǎng)分變化的因素多樣，為環(huán)境和植被等一系列綜合作用的結(jié)果，各影響因素較為復(fù)雜，還需要進(jìn)一步研究。

③退耕還林措施在一定程度上能提高土壤養(yǎng)分含量，但無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)快速提高。因此，在在退耕還林后，還需對(duì)種植樹木進(jìn)行有效施肥，以滿足植被生長(zhǎng)所需。

參考文獻(xiàn)

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