（北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京 100083）

人工林地力衰退一般是指人工林下的土壤養(yǎng)分含量、林分生產(chǎn)力的下降和林地環(huán)境質(zhì)量的降低。具體而言是人工林在培育過(guò)程中,由于人類生產(chǎn)活動(dòng)的干擾導(dǎo)致土地的不合理利用，土壤養(yǎng)分流失，從而地力不斷衰退[1]。以森林可持續(xù)利用為目標(biāo),提高人工林生產(chǎn)力與森林的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和諧, 已經(jīng)引起世界林學(xué)界的關(guān)注，是亟待解決的重大問(wèn)題[2]。

刺槐Robinia pseudoacaciaL作為一種燃料型生物質(zhì)能源樹(shù)種，國(guó)內(nèi)外許多國(guó)家正在研究如何開(kāi)發(fā)這種能源樹(shù)種，目前利用的主要方式有液化、固化、氣化和生物質(zhì)直接燃燒等幾種。[3]刺槐不僅熱值高，而且根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)迅速、萌蘗性強(qiáng)，具有適應(yīng)性范圍廣、耐干旱、耐瘠薄的特點(diǎn)，而且人工刺槐林有直接和間接的多種水土保持功能,其中攔截降水、涵養(yǎng)水源、減少遷流與沖刷等屬直接效應(yīng)，改良土壤、提高土壤滲透性和抗蝕性等屬間接效應(yīng)[4]。實(shí)驗(yàn)林中的刺槐經(jīng)過(guò)一次皆伐后形成的二代刺槐萌蘗林。二代林皆伐后形成三代刺槐萌蘗林。除撫育更新和皆伐外，均未實(shí)施過(guò)任何水肥及人工管理，林分自然狀態(tài)下生長(zhǎng)，人為干擾情況較少，生長(zhǎng)狀況良好，具有一定的代表性。本研究對(duì)不同代的刺槐人工林對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，土壤營(yíng)養(yǎng)元素變化情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，并定量研究其變化特征，旨在探索刺槐能源林培育過(guò)程中林地土壤營(yíng)養(yǎng)元素的變化規(guī)律，為科學(xué)合理地進(jìn)行經(jīng)營(yíng)提供重要的理論依據(jù)。

1　試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于河南省洛陽(yáng)市洛寧縣呂村林場(chǎng)，地理位置為111°8′～ 111°50′E， 北 緯 34°6′～34°38′N，該林場(chǎng)所屬地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受海陸季風(fēng)影響，春旱多風(fēng)、夏熱多雨、秋爽日照長(zhǎng)、冬季寒冷少雨雪，氣溫年較差大，四季分明，雨熱同季。夏季呈現(xiàn)東南風(fēng)，冬季呈現(xiàn)西北風(fēng)，年平均氣溫為13.7 ℃，最高氣溫為42 ℃，最低氣溫為 -21 ℃，無(wú)霜期215 d，年降水量606 mm，多集中在7—9月份，占全年降水量 47%，年平均相對(duì)濕度69%。土壤為褐土。

2　研究方法

2.1　樣地設(shè)置

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要在呂村林場(chǎng)選取生物質(zhì)刺槐能源林林地。選取海拔，坡度，坡向盡量一致的一代，二代，三代成熟刺槐能源林，林齡大致為20年生，樣地面積為20 m×20 m，株行距為3 m×3 m，每代刺槐林地3次重復(fù)，刺槐林地共計(jì)9塊樣地，在樣地附近選取3處荒地作為對(duì)比試驗(yàn)，共計(jì)12塊樣地，樣地設(shè)置和土壤取樣方法一致，采樣時(shí)間一致，以此來(lái)盡量減少環(huán)境背景不同所造成的差異。對(duì)刺槐林林木進(jìn)行每木檢尺，記錄胸徑、枝下高、樹(shù)高、郁閉度（見(jiàn)表1）。

表1　試驗(yàn)地基本概況Table 1　Profiles of sample plots

2.2　土樣采集與處理

試驗(yàn)地為為山地森林，取樣地為刺槐山坡林地，60 cm土層以下為母質(zhì)層，含有母巖風(fēng)化產(chǎn)物，不符合實(shí)驗(yàn)要求，其他層次土壤取樣符合森林土壤取樣標(biāo)準(zhǔn)，各土層在不同層取樣范圍內(nèi)。

在選取的一代林，二代林，三代林林地內(nèi)，在每個(gè)樣地中隨機(jī)選取5棵林木，以每棵樹(shù)為中心，在距離樹(shù)干基部100 cm處，挖土壤垂直剖面，選取0～20、20～40、40～60 cm位置進(jìn)行土壤取樣，刺槐林地每個(gè)林木取樣5個(gè)，刺槐林地共取土樣225個(gè)，在荒地選取5個(gè)點(diǎn)挖土壤剖面，共計(jì)15個(gè)土壤剖面，以相同方式進(jìn)行土壤取樣，共計(jì)土樣45個(gè)。手工撿出土壤中大的石礫、植物根系、動(dòng)植物殘?bào)w等雜質(zhì)，每個(gè)樣點(diǎn)將5個(gè)同一位點(diǎn)的樣品充分混合后,用四分法取大約1 kg的土樣，置于室內(nèi)自然風(fēng)干，留作土壤理化性質(zhì)的測(cè)定，一部分土樣置于低溫冰箱，用于土壤微生物指標(biāo)的測(cè)定。

2.3　土壤理化性質(zhì)測(cè)定方法

土壤物理性質(zhì)的測(cè)定用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、土壤孔隙度、土壤含水率。

(1) 土壤容重的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用品

①環(huán)刀：用無(wú)縫鋼管制成，一端有刃口，便于壓入土中。環(huán)刀容積一般為100 cm3。鋼制環(huán)刀托：上有兩個(gè)小孔，在環(huán)刀采樣時(shí)，空氣由此排出。

② 削土小刀，小鐵鏟，木錘。土壤容重的計(jì)算：

計(jì)算公式為：D=m /v。公式中：D為土壤容重（g/cm3）；m為環(huán)刀內(nèi)干土重（g）；v為環(huán)刀體積（cm3）；

（2）孔隙度的計(jì)算

毛管孔隙度=毛管持水量×土壤容重/水的密度。

非毛管孔隙度=(最大持水量－毛管持水量)×土壤容重/水的密度。

總孔隙度=非毛管孔隙度＋毛管空隙度。

（3）土壤水分的測(cè)定

土壤含水率=環(huán)刀內(nèi)濕土重-環(huán)刀內(nèi)干土重/環(huán)刀內(nèi)干土重。

式中，X為土壤田間持水量（%）；m0為烘干空鋁盒質(zhì)量（g）；m1為烘干前鋁盒與濕土樣質(zhì)量之和（g）；m2為烘干后鋁盒與干土樣質(zhì)量之和（g）。

（4）土壤化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定

土壤pH值：采用酸度計(jì)法（水土比2.5∶1）測(cè)定。

土壤有機(jī)質(zhì)：用重鉻酸鉀—硫酸消化法測(cè)定。

全N全磷：濃硫酸—H2O2消煮流動(dòng)分析儀測(cè)定，速效N：采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定。

速效 N（mg·kg-1）=NV×14 000/m。

公式：N為標(biāo)準(zhǔn)硫酸的當(dāng)量濃度；V為滴定樣品消耗標(biāo)準(zhǔn)硫酸的滴定量；14 000代表氮原子的摩爾質(zhì)量；m表示烘干土樣的質(zhì)量。

速效P采用NaHCO3浸提鉬銻抗比色法測(cè)定。

公式中：ρ表示從工作曲線上查的P的質(zhì)量濃度；V為顯色時(shí)定容體積；ts為為分取倍數(shù)；m為風(fēng)干土質(zhì)量；k為將風(fēng)干土換算成烘干土質(zhì)量的系數(shù)；

速效K采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定。

速效 K（mg·kg-1）=ρ×V/m。

公式中：ρ為從工作曲線上查得測(cè)讀液鉀的ppm數(shù)；V表示浸提劑體積；m是烘干土樣的質(zhì)量[5]。

2.4　數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總和作圖，SPSS19.0軟件采用多因素方差分析和Duncan進(jìn)行差異性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不同代刺槐林和荒地同一深度，不同樣地的差異性以及同一處理不同深度的差異性。

3　結(jié)果與分析

3.1　土壤物理性質(zhì)

3.1.1　土壤容重

有林地有植被覆蓋，且林下有大量凋落物，可防止降雨的直接擊打，另外有林地根系比較發(fā)達(dá)，穿插作用比較強(qiáng)，土壤中生物比較多，活動(dòng)強(qiáng)烈，可以導(dǎo)致土壤疏松多孔[6]。由表2知刺槐能源林土壤容重，其中在0～20 cm處，CK＞二代林＞一代林＞三代林。在40～60 cm處，二代林＞CK ＞一代林＞三代林，在40～60 cm處，二代林＞CK ＞一代林＞三代林。0～20 cm處，對(duì)照與一代和二代林均沒(méi)有顯著差異，40～60 cm處，對(duì)照與二代林沒(méi)有顯著差異。0～20 cm，二代林比一代林高8.9%，三代林比一代林低3.5%。20～40 cm，二代林比一代林高8.9%，三代林比一代林低2.7%，在40～60 cm處，二代林比一代林低3.1%，三代林比一代林低9.9%。

表2　多代刺槐能源林土壤容重（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 2　Changes of unite weight in the multi-generations locust energy forest(mean±SD)　(g·cm-3)

3.1.2　土壤孔隙性

土壤孔隙度大小、數(shù)量及分配是土壤物理性質(zhì)的基礎(chǔ)，與持水性均是表征土壤肥力的重要指標(biāo)，對(duì)林木根系伸展、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、土壤排水、通氣等都會(huì)產(chǎn)生直接影響[7]。

多代刺槐能源林的土壤孔隙性由表3所示，毛管孔隙度是指土壤毛管水所占據(jù)的孔隙，是土壤孔隙的重要指標(biāo)之一。在0～20 cm處，二代林＞一代林＞三代林＞CK，一代林與二代林之間差異不顯著。在20～40 cm處，二代林＞一代林＞三代林＞CK，一代林與三代林之間差異不顯著。在40～60 cm處，二代林＞三代林＞CK＞一代林。一代林與荒地的差異不顯著。同一類型的樣地，隨土壤深度增加，土壤毛管孔隙度降低且差異顯著。

非毛管孔隙度是土壤空氣流動(dòng)的主要通道，是土壤迅速儲(chǔ)水的場(chǎng)所，非毛管孔隙度越大， 表明土壤中可以吸持的無(wú)效水少，有效水的儲(chǔ)存多。在0～20 cm處，三代林＞CK一代林＞二代林，差異顯著。在20～40 cm處，，三代林＞CK＞一代林＞二代林。三代林與荒地的差異不顯著，在40～60 cm處，一代林＞三代林＞CK＞二代林。一代林與三代林的差異不顯著。同一類型的樣地，隨土壤深度增加，土壤非毛管孔隙度變化無(wú)規(guī)律，這可能與土壤生物活動(dòng)有關(guān)。

表3　多代刺槐能源林土壤孔隙性（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 3　Changes of soil porosity in the multi-generations locust energy forest(mean±SD)

非毛管孔隙度和毛管孔隙度相加的和即為土壤總孔隙度，是評(píng)價(jià)儲(chǔ)水性和肥力特性的基本特性之一[8]。刺槐林地比荒地的孔隙度顯著增大，說(shuō)明刺槐林有利于土壤通透性和持水性的改善。在0～20 cm處，三代林＞一代林＞二代林＞CK，在20～40 cm處，三代林＞一代林＞CK＞二代林,在40～60 cm處，三代林＞一代林＞CK＞二代林。在0～20 cm處，二代林比一代林低4.0%，三代林比一代林高4.1%。在20～40 cm處，二代林比一代林低10.8%，三代林比一代林高3.3%，在40～60 cm處，二代林比一代林低5.4%，三代林比一代林高10.0%。這與土壤容重的趨勢(shì)恰好相反。土壤容重越大，土壤孔隙度越小，土壤越緊實(shí)，在同一類型的樣地，土壤總孔隙度隨土壤深度增加不斷降低。

3.1.3　土壤水分

土壤中的毛管水達(dá)到最大值時(shí)的土壤含水量稱為田間持水量。刺槐林地的田間持水量顯著高于荒地，林分小氣候及截留作用使林內(nèi)土壤水分比荒地多，相同土壤深度下，不同代刺槐林地的田間持水量差異不顯著。同一類型樣地，田間持水量隨土壤深度增加，不斷降低。

由表4可知，相同土層深度下，田間持水量在0～20 cm處，二代林比一代林低0.46%，三代林比一代林高2.3%，在20～40 cm處，二代林比一代林高3.6%，三代林比一代林高1.5%，在40～60 cm處，二代林比一代林高3.6%，三代林比一代林高3.2%。

表4　多代刺槐能源林土壤水分（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 4　Changes of soil moisture content in the multigenerations locust energy forest(mean±SD)

土壤含水量受外界環(huán)境影響比較大，天氣炎熱時(shí)，表層土壤水分蒸發(fā)比較快，表層土壤含水量就低，陰雨天氣表層土壤含水量就高，相同土層深度，各代林對(duì)土壤含水量的變化差異不顯著?；牡仉S土壤深度增加土壤含水量降低，刺槐林地隨土壤深度增加，土壤含水量增加，差異不顯著。

3.2　多代刺槐能源林土壤化學(xué)性質(zhì)

土壤養(yǎng)分是林地肥力的重要指標(biāo)之一。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種營(yíng)養(yǎng)元素特別是氮、磷的重要來(lái)源，也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。氮、磷和鉀是植物生長(zhǎng)和發(fā)育所需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，也是植物從土壤中吸收量最大的元素之一[9]。

3.2.1　土壤pH值

荒地和刺槐林地土壤pH值都呈弱酸性，pH值均值介于6.12和6.98之間（表5）。同一土層深度，不同代刺槐林地與荒地沒(méi)有明顯規(guī)律，但刺槐林地pH值均低于荒地pH值，差異不顯著，說(shuō)明刺槐林地對(duì)土壤pH值影響不大。同一類型樣地，土壤pH值隨土壤深度增加均呈降低趨勢(shì)，表層土壤pH值最高，差異顯著。

3.2.2　土壤有機(jī)質(zhì)

土壤有機(jī)質(zhì)是林地土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源，能夠促進(jìn)微生物活動(dòng)，維系土壤良好理化性質(zhì)，是表征土壤肥力的重要指標(biāo)[11]。由表6可知，相同類型樣地，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土壤深度增加，不斷降低，差異顯著。這是由于土壤深度增加，枯落物少，土壤微生物活動(dòng)弱，導(dǎo)致的土壤有機(jī)質(zhì)含量高。相同土層深度下，土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)三代林＞二代林＞一代林＞CK，差異顯著。0～20 cm處，二代林比一代林高41.4%，三代林比一代林高53.9%，在20～40 cm處，二代林比一代林高33.1%，三代林比一代林高52.8%，在40～60 cm處，二代林比一代林高29.5%，三代林比一代林高47.5%。

表5　多代刺槐能源林土壤pH（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 5　Changes of soil pH in the multi-generations locust energy forest(mean±SD)

表6　多代刺槐能源林土壤有機(jī)質(zhì)（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 6 Changes of soil organic content in the multi-generations locust energy forest(mean±SD)　g·kg-1

3.2.3　土壤全氮與全磷

土壤全N 含量是衡量土壤氮素供應(yīng)狀況的重要指標(biāo)，直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。土壤全N 含量的大小主要決定于土壤有機(jī)質(zhì)的積累與分解強(qiáng)度[10]。分析結(jié)果表明（表7），相同類型樣地，隨土壤深度增加，土壤全氮含量不斷降低，差異顯著。相同土層深度下，土壤全氮含量均呈現(xiàn)三代林＞二代林＞一代林＞CK，差異顯著。全氮含量在0～20 cm處，二代林比一代林高37.0%，三代林比一代林高51.8%，在20～40 cm處，二代林比一代林高36.7%，三代林比一代林高55.1%，在40～60 cm處，二代林比一代林高29.8%，三代林比一代林高46.8%。

表7　多代刺槐能源林土壤全量養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 7　Changes of soil total nutrient in the multigenerations locust energy forest(mean±SD)

土壤全磷含量的變化就沒(méi)有明顯的規(guī)律，同一林地，隨土壤深度的增加，全磷含量下降，各土層之間差異顯著，但相同深度下，磷含量變化空間分布有所不同，在0～20 cm處，三代林＞二代林＞一代林＞CK，差異顯著。在20～40 cm和40～60 cm處呈現(xiàn)了不同規(guī)律的變化：20～40 cm處，二代林＞一代林＞三代林＞荒地；40～60 cm處，一代林＞二代林＞三代林＞荒地。全磷含量在0～20 cm處，二代林比一代林高6.0%，三代林比一代林高36.2%；在20～40 cm處，二代林比一代林高1.1%，三代林比一代林低13.6%；在40～60 cm處，二代林比一代林低16.4%，三代林比一代林高27.4%。

3.2.4　土壤速效養(yǎng)分含量

土壤養(yǎng)分是土壤中含有植物生長(zhǎng)代謝所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是反映土壤肥力的基礎(chǔ)指標(biāo)，土壤速效養(yǎng)分是評(píng)價(jià)土壤供肥能力的主要指標(biāo)，其含量的多少體現(xiàn)著生態(tài)環(huán)境條件下土壤養(yǎng)分可被植物吸收轉(zhuǎn)化能力的大小以及人們施肥管理水平的高低。土壤養(yǎng)分的有效性不應(yīng)只表現(xiàn)于其數(shù)量的多少，也表現(xiàn)于土壤有效養(yǎng)分的時(shí)間有效性和空間有效性等方面[12]。

多代刺槐能源林的土壤速效養(yǎng)分結(jié)果如表8所示，土壤速效氮含量與全氮含量呈正相關(guān)關(guān)系。相同林地的速效氮的含量隨土壤深度的增加，不斷降低，差異顯著。相同深度下，不同林地速效氮含量三代林＞二代林＞一代林＞CK，差異顯著。在0～20 cm處，二代林與三代林差異不顯著。速效氮含量在0～20 cm處，二代林比一代林高36.3%，三代林比一代林高39.8%，在20～40 cm處，二代林比一代林高33.1%，三代林比一代林高51.9%，在40～60 cm處，二代林比一代林高28.4%，三代林比一代林高46.4%。

表8　多代刺槐能源林土壤速效養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）?Table 8　Changes of soil available nutrient in the multigenerations locust energy forest(mean±SD)

同一林地，隨土壤深度的增加，速效磷含量均下降，差異顯著。相同深度下，速效磷含量變化空間分布有所不同；在0～20 cm處，三代林＞二代林＞一代林＞CK；20～40 cm處，三代林＞二代林＞CK＞一代林；40～60 cm處三代林＞一代林＞二代林＞CK。差異顯著。在相同土層深度下，速效磷含量在0～20 cm處，二代林比一代林高37.4%，三代林比一代林高86.9%；在20～40 cm處，二代林比一代林高49.1%，三代林比一代林高30.7%；在40～60 cm處，二代林比一代林低4.1%，三代林比一代林高39.6%。

速效鉀含量的變化規(guī)律有所不同，同一類型樣地，隨土壤深度增加，速效鉀含量降低。20～40 cm處與40～60 cm處差異不顯著，這可能是由于鉀在土壤中容易被淋溶轉(zhuǎn)移，地表枯落物分解進(jìn)入表層土壤的鉀養(yǎng)分也會(huì)有一部分轉(zhuǎn)移到下層土壤中。相同土層深度，0～20 cm處，速效鉀含量三代林＞二代林＞一代林＞CK，差異顯著。20～40 cm處和40～60 cm處二代林＞三代林＞一代林＞CK，差異顯著。在0～20 cm處，二代林比一代林高45.0%，三代林比一代林高93.8%，在20～40 cm處，二代林比一代林高42.8%，三代林比一代林高26.5%，在40～60 cm處，二代林比一代林高40.5%，三代林比一代林高19.5%。

4　結(jié)論與討論

（1）土壤物理性質(zhì)方面，刺槐林的土壤容重顯著低于荒地，表層土壤容重CK＞二代林＞一代林＞三代林，對(duì)照與一代和二代林均沒(méi)有顯著差異，這可能是由于隨著種植代數(shù)的增加，郁閉度增加，林下環(huán)境變得更加潮濕，在高溫高濕的條件下，微生物作用強(qiáng)烈，土壤的礦化度上升，因此容重有一定程度的增加。同一類型的樣地，隨土層深度的增加，土壤容重均增加，這是由于土層越深枯落物含量越少，微生物活動(dòng)不頻繁，土壤越緊實(shí)。刺槐林土壤總孔隙度和毛管孔隙度顯著大于荒地，非毛管孔隙度無(wú)明顯的規(guī)律。相同土層深度，土壤總孔隙度在0～20 cm處，二代林比一代林低4.0%，三代林比一代林高4.1%；在20～40 cm處，二代林比一代林低10.8%，三代林比一代林高3.3%；在40～60 cm處，二代林比一代林低5.4%，三代林比一代林高10.0%。同一類型的樣地，隨土壤深度增加，土壤總孔隙度和毛管孔隙度降低。刺槐林地的田間持水量顯著高于荒地，林分小氣候及截留作用使林內(nèi)土壤水分比荒地多，相同土壤深度下，各代刺槐林地的田間持水量差異不顯著，相同土層深度下，同一類型樣地，隨土壤深度增加，田間持水量不斷降低。土壤含水量受外界環(huán)境影響比較大，各代林對(duì)土壤含水量的變化差異不顯著，刺槐林地隨土壤深度增加，土壤含水量增加，差異不顯著，這是由于土壤層次越深，水分被蒸發(fā)的越少。

（2）在土壤的化學(xué)性質(zhì)方面，土壤有機(jī)質(zhì)是土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)，土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈現(xiàn)三代林＞二代林＞一代林＞CK，差異顯著，在不同土層深度下，土壤有機(jī)質(zhì)都呈現(xiàn)隨種植代數(shù)增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量不斷增加。在0～20 cm處，二代林、三代林分別比一代林高41.4%， 53.9%，在20～40 cm處，二代林、三代林分別比一代林高33.1%，52.8%，在40～60 cm處，二代林、三代林分別比一代林高29.5%，47.5%。氮含量與土壤有機(jī)質(zhì)的變化趨勢(shì)基本相同，氮含量增加的原因刺槐是一種固氮樹(shù)種,能夠吸收大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橹参锟晌绽玫幕蠎B(tài)氮 (NH4+和NO3-)和有機(jī)態(tài)氮,增加了土壤氮素含量[13]。全氮含量與速效氮含量隨著刺槐種植代數(shù)增加，顯著提高。土壤磷含量變化沒(méi)有明顯的規(guī)律，主要是因?yàn)橥寥懒缀孔儺愊禂?shù)較大,極易受外界環(huán)境的影響，土壤中的磷主要來(lái)自于土壤母巖，而且土壤中磷礦石比較多，不同類型樣地的土壤磷含量就不同[14]。鉀含量刺槐林地顯著高于荒地。全磷含量在0～20 cm處，二代林比一代林高6.0%，三代林比一代林高36.2%，在20～40 cm處，二代林比一代林高1.1%，三代林比一代林低13.6%，在40～60 cm處，二代林比一代林低16.4%，三代林比一代林高27.4%。而速效磷含量呈現(xiàn)了不斷遞增的現(xiàn)象。相同土層深度下，速效鉀含量不斷增加，差異顯著?？偟膩?lái)說(shuō)，刺槐改善了土壤的化學(xué)性質(zhì)。

（3）樹(shù)木對(duì)土壤養(yǎng)分具有“表聚效應(yīng)”[15]，即各種養(yǎng)分在土壤剖面中的含量具有明顯的層次性，表層與下層養(yǎng)分含量之間存在顯著的差異性。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明土壤表層有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效鉀含量高于深層，呈現(xiàn)出垂直結(jié)構(gòu)變化，隨土壤深度增加，含量不斷降低。這可能是由于表層土壤蓄積的枯落物比較多，經(jīng)過(guò)微生物分解后，產(chǎn)生了大量的有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素，積累在土壤表層。但是速效鉀20～40 cm處與40～60 cm處差異不顯著，這可能是由于鉀在土壤中容易被淋溶遷移，地表枯落物分解進(jìn)入表層土壤的鉀養(yǎng)分也會(huì)有一部分轉(zhuǎn)移到下層土壤中[16]。

（4） 多代刺槐能源林在栽植培育過(guò)程中，土壤理化性質(zhì)得到有效改良，一系列相關(guān)研究也表明利用刺槐林可以有效改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤養(yǎng)分含量[13-16]。 關(guān)于刺槐林的研究大多集中于不同林齡刺槐林土壤含水量、養(yǎng)分方面。本研究的創(chuàng)新性在于以多代刺槐能源林為研究對(duì)象，結(jié)果表明多代刺槐能源林能有效改善土壤理化性質(zhì)，為刺槐的連作和改善地力衰退現(xiàn)象的研究提供了有效的技術(shù)支持和理論指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬祥慶,黃寶龍.人工林地力衰退研究綜述[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1997,21(2):77- 82.

[2]樓一平,盛煒彤.人工林長(zhǎng)期立地生產(chǎn)力研究概述[J].世界林業(yè)研究,1998,11(5):18- 25.

[3]蔣劍春. 生物質(zhì)能源應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè), 2002, 22(2): 75-80.

[4]劉秉正,王幼民,李凱榮,等人工刺槐林改良土壤的初步研究[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào),1987,2(1):48-57.

[5]蘇彥蘋(píng),齊國(guó)輝,李保國(guó),等. 樹(shù)齡及管理措施對(duì)新疆核桃園土壤化學(xué)性質(zhì)的影響[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2016, 34(2): 7-11.

[6]鄧伊晗,夏玉芳,郗 靜. 不同年齡人工香椿林對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012,40(8): 117-120.

[7]劉 樂(lè),王新杰,王廷蓉,等. 皆伐與不同跡地清理方式對(duì)杉木林土壤物理性質(zhì)的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016,36(7): 55-59.

[8]Poesen J，Ingelmo-Sanchez F. Runoff and sediment yield from topsoils with different porosity as affected by rock fragment cover and position [J]. Catena, 1992, 19(5): 451-474.

[9]伍海兵,李愛(ài)平,方海蘭, 等綠地土壤孔隙度檢測(cè)方法及其對(duì)土壤肥力評(píng)價(jià)的重要性[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào),2015,32(1):98-103.

[10]趙偉紅,康峰峰,韓海榮,等. 冀北遼河源地區(qū)不同林齡山楊天然次生林土壤理化特征的研究[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2016, 36(1): 52-57.

[11]孔令剛. 多代連作楊樹(shù)人工林土壤根際效應(yīng)的研究[D].泰山：山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[12]王憲奎,李建貴,劉隋赟昊,等. 不同施肥措施對(duì)灰棗園土壤速效養(yǎng)分含量的影響[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2016, 34(2): 35-40.

[13]董海鳳,杜振宇,劉春生,等. 黃河三角洲長(zhǎng)期人工刺槐林對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響[J]. 水土保持通報(bào), 2014, 34(3): 55-60.

[14]張社奇,王國(guó)棟,張 蕾. 黃土高原刺槐林對(duì)土壤養(yǎng)分時(shí)空分布的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2008, 22(5): 91-95.

[15]張玉宏,張景群,王 超. 黃土高原毛白楊、刺槐人工林對(duì)土壤養(yǎng)分的影響[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2011, 26(5): 12-17.

[16]許明祥,劉國(guó)彬. 黃土丘陵區(qū)刺槐人工林土壤養(yǎng)分特征及演變[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2004, 10(1): 40-46.