王芳芳, 余鳳榮, 童晨, 童億勤,2,3,4,*

河南省新安縣郁山林區(qū)土壤速效養(yǎng)分分析

王芳芳1, 余鳳榮1, 童晨1, 童億勤1,2,3,4,*

1. 寧波大學(xué)地理與空間信息技術(shù)系, 寧波 315211 2. 寧波大學(xué)陸海國(guó)土空間利用與治理研究中心, 寧波 315211 3. 寧波市高等學(xué)校協(xié)同創(chuàng)新中心“寧波陸海國(guó)土空間利用與治理協(xié)同創(chuàng)新中心”, 寧波 315211 4. 浙江省新型重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)智庫(kù)寧波大學(xué)東海研究院, 寧波 315211

以河南省新安縣郁山林區(qū)為研究對(duì)象, 利用野外采樣結(jié)合室內(nèi)分析, 系統(tǒng)的測(cè)定了土壤pH值、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀四項(xiàng)指標(biāo)。按照全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn), 依次對(duì)土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行分項(xiàng)評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià), 并采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法分析土壤肥力水平。結(jié)果表明: 郁山林區(qū)土壤pH值變幅范圍是5.70—8.77, 符合北方土壤特性, 基本適合林業(yè)的發(fā)展。土壤銨態(tài)氮含量變幅范圍是43.43—105.70 mg·kg-1, 變異系數(shù)21.03%, 屬于低水平(4級(jí))。土壤速效磷含量變幅范圍是13.45—54.35 mg·kg-1, 變異系數(shù)30.22%, 屬于較高水平(2級(jí))。土壤速效鉀含量變幅范圍是58.67—93.36 mg·kg-1, 變異系數(shù)13.18%, 屬于低水平(4級(jí))。土壤綜合養(yǎng)分指數(shù)為1.63,變異系數(shù)51.10%, 屬于土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的3級(jí), 土壤養(yǎng)分肥力程度一般。因而建議今后在林區(qū)的管理中施加氮肥和鉀肥, 平衡土壤養(yǎng)分, 實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

郁山林區(qū); 土壤速效養(yǎng)分; 土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià); 可持續(xù)發(fā)展

0 前言

土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分,是森林生長(zhǎng)的重要載體[1]。土壤養(yǎng)分是土壤提供植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素[2], 是易于被控制和調(diào)節(jié)的土壤因子[3]。因此對(duì)林地土壤進(jìn)行養(yǎng)分分析有利于反映林木生長(zhǎng)狀況, 有利于提高林地生產(chǎn)力[4]。

對(duì)林地土壤養(yǎng)分的研究可追溯到19世紀(jì)德國(guó)李比希提出的土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō), 這一學(xué)說(shuō)為土壤養(yǎng)分的研究奠定了基礎(chǔ)[5]。Shiferaw A、Tadesse W等研究發(fā)現(xiàn)土壤粘土顆粒百分比和可交換的鈉含量有顯著性差異, 這為改善土壤肥力提供了重要的基礎(chǔ)[6]。美國(guó)土壤學(xué)會(huì)把濕度、溫度、光照等要素總結(jié)為影響土壤肥力的因素, 認(rèn)為土壤肥力是土壤養(yǎng)分提高的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一[7]。在國(guó)內(nèi), 徐煲燁等[8]在分析油茶樹(shù)林土壤時(shí), 發(fā)現(xiàn)深度不同土壤的養(yǎng)分含量也不同。蔡能等[9]針對(duì)不同土壤類(lèi)型, 得出土壤養(yǎng)分存在顯著的空間異質(zhì)性特征。在土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)中, 研究者多運(yùn)用主成分分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法[10]、層次分析法[11]、系統(tǒng)聚類(lèi)分析法[12]等不同方法從多角度多方面對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前對(duì)林區(qū)土壤養(yǎng)分分析多是從影響因素、不同土壤類(lèi)型,不同深度等進(jìn)行研究, 而對(duì)土壤元素缺乏的原因則少有涉及。鑒于此, 本文就郁山林區(qū)土壤進(jìn)行采樣, 分析土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀, 探究影響?zhàn)B分因子缺乏的原因, 為林區(qū)科學(xué)育林的可持續(xù)發(fā)展積累基礎(chǔ)資料[13]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

郁山林區(qū)位于河南省洛陽(yáng)市新安縣西南部,地理坐標(biāo)介于34°40′N(xiāo)—34°42′N(xiāo),112°4′E—112°6′E,總面積7.95 km2。其地勢(shì)西高東低, 海拔在380 m—613 m之間, 屬于低山丘陵地貌。該區(qū)為暖溫帶季風(fēng)氣候, 夏季炎熱, 冬季寒冷, 氣溫日較差、年較差較大, 降水多集中在夏季, 其中7、8月降水量最多, 降水可達(dá)150 mm以上,冬季降水少, 12月到次年2月降水量都在40 mm以下, 降水量是土壤水分得到補(bǔ)充的重要來(lái)源[14], 而土壤水分狀況直接影響土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化, 7、8月份土樣養(yǎng)分轉(zhuǎn)化最為明顯, 所以養(yǎng)分流失最為嚴(yán)重。林區(qū)土壤以棕壤、黃棕壤為主, 有少量山地褐土, 土層薄厚不一, 土壤pH值呈中性偏堿, 針葉林下土壤有微酸性特點(diǎn)。林區(qū)植被主要是溫帶落葉闊葉林, 有針葉林分布。林區(qū)動(dòng)物有小松鼠、野兔、貓頭鷹等10多種, 植物有側(cè)柏()、油松()、楸()、杜梨()等100多種, 物種較豐富。2000年, 為響應(yīng)國(guó)家天然林資源保護(hù)工程的號(hào)召, 同時(shí)為適應(yīng)旅游開(kāi)發(fā)的需要, 郁山林區(qū)開(kāi)始申請(qǐng)森林公園項(xiàng)目, 目前已成為當(dāng)?shù)刂膰?guó)家森林公園。

圖1 研究區(qū)地理位置

Figure 1 Geographical location of the study area

1.2 研究方法

1.2.1 野外采樣法

2018年12月23—26日在河南洛陽(yáng)新安縣郁山林區(qū)北坡進(jìn)行采樣, 采樣區(qū)分為三個(gè)樣地, 山麓處取樣10份, 山坡處取樣10份, 山頂處取樣10份, 共計(jì)30份土樣(圖2)。每部分樣地大約相距150 m, 在每個(gè)小的采樣點(diǎn)內(nèi)利用五點(diǎn)采樣法(圖3), 取樣深度為林區(qū)表層0—30 cm。首先用小鏟子去掉采樣點(diǎn)表層枯枝落葉、殘根、石礫等雜物, 然后采集表層的土壤樣品約300 g, 將其均勻混合裝入袋中為一個(gè)樣品, 詳細(xì)記錄各個(gè)樣點(diǎn)的位置。30份樣品采集結(jié)束后迅速帶回土壤實(shí)驗(yàn)室, 置于干凈、透風(fēng)處攤平、風(fēng)干, 并利用0.25 mm土壤篩對(duì)風(fēng)干后的土樣進(jìn)行過(guò)濾篩選。

1.2.2 室內(nèi)試驗(yàn)法

(1)土壤pH值測(cè)定。選用儀器雷磁pHS—3C型pH酸度計(jì), 測(cè)定方法為玻璃電極法[15]。首先選用精準(zhǔn)天平儀器對(duì)30份土樣每份稱(chēng)5 g, 將其置100 mL燒杯中, 用量筒量取每份無(wú)二氧化碳的蒸餾水25 mL(土: 水=1: 5)加入燒杯; 之后用攪拌棒攪拌約1—3分鐘, 凈置半個(gè)小時(shí)左右澄清; 最后將pH玻璃電極的球插到懸液面下, 等待pH計(jì)在標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)液之后, 對(duì)每一份待測(cè)土樣分別進(jìn)行測(cè)定。

圖2 郁山林區(qū)北坡土壤樣本分布示意

Figure 2 Distribution diagram of soil samples on the north slope of Yushan forest area

圖3 五點(diǎn)取樣法示意

Figure 3 Schematic diagram of five-point sampling method

(2)土壤速效養(yǎng)分含量的測(cè)定。首先需要制備土壤浸提劑、空白液、標(biāo)準(zhǔn)液、土壤待測(cè)液, 然后將制備好的空白液、標(biāo)準(zhǔn)液置入兩個(gè)比色皿, 待將比色皿置于土壤速測(cè)儀中進(jìn)行標(biāo)定后, 再將土壤待測(cè)液注入一個(gè)比色皿, 把比色皿放置于機(jī)器中, 即可開(kāi)始對(duì)30份土壤速效養(yǎng)分進(jìn)行測(cè)定(測(cè)定指標(biāo)為銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀), 測(cè)定所使用的機(jī)器是豫農(nóng)2000型養(yǎng)分速測(cè)儀。其中銨態(tài)氮采用半微量凱氏法[16], 速效磷采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法[17], 速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度計(jì)法[18], 為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性, 測(cè)試樣品重復(fù)2—3次, 當(dāng)測(cè)定指標(biāo)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)才開(kāi)始讀數(shù)記錄。

1.3 土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)方法

土壤的肥力水平反映土壤養(yǎng)分含量, 選擇評(píng)價(jià)因子時(shí)盡量多選取與肥力有關(guān)的指標(biāo)[19]。新安縣郁山林區(qū)土壤養(yǎng)分分析選定三個(gè)指標(biāo), 評(píng)價(jià)按照養(yǎng)分分項(xiàng)評(píng)價(jià)和養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)兩部分進(jìn)行。首先對(duì)比參考土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)郁山林區(qū)土壤的銨態(tài)氮、速效鉀、速效磷進(jìn)行參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理[20]。本文將采用標(biāo)準(zhǔn)化后的參數(shù), 進(jìn)行條件函數(shù)計(jì)算, 以消除各指標(biāo)之間的量綱差別:

式中,P稱(chēng)為分肥力系數(shù);C為該屬性測(cè)定值;為土壤屬性值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1), 而指標(biāo)的分項(xiàng)評(píng)價(jià)則主要參考全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 土壤各屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值[21]

將各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理之后, 采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)公式[22]并參考土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(表3)對(duì)郁山林區(qū)土壤進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。改進(jìn)的內(nèi)梅羅公式如下所示:

式中,為土壤養(yǎng)分綜合指數(shù),分肥力系數(shù),為參與評(píng)價(jià)的土壤指標(biāo)個(gè)數(shù), 上述改進(jìn)的內(nèi)梅羅公式采用的最小值代替之前的最大值, 突出土壤指標(biāo)中的某個(gè)最不好的指標(biāo)對(duì)肥力的影響, 為提高評(píng)價(jià)的可信度, 增加了修正項(xiàng)(–1)/[23]。根據(jù)公式(1)和公式(2)所得到的肥力系數(shù), 按照全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和表3進(jìn)行土壤分項(xiàng)評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值特征

土壤酸堿性影響植物的生長(zhǎng), 絕大多數(shù)的植物在極度酸或極度堿的環(huán)境都下難以正常生存。根據(jù)土壤酸堿程度可將土壤劃分為不同等級(jí), 土壤酸堿程度一般用pH值來(lái)表示, pH值在5.5—6.5為酸性; 6.5—7.5為中性; 7.5—8.5為堿性; 8.5— 9.5為強(qiáng)堿性。

由表2知, 新安縣郁山林區(qū)土壤pH值最低值為5.70, 最高值為8.77平均值為7.52, 變幅范圍5.70—8.77, 林區(qū)土壤pH值在不同的采樣點(diǎn)有不同的變化, 但總體上還是符合北方土壤偏堿的特性。因此針對(duì)郁山林區(qū)采樣點(diǎn)pH值不同的現(xiàn)象, 應(yīng)該注意維持土壤酸堿平衡, 實(shí)施配套平衡, 科學(xué)施肥, 保護(hù)林地。

郁山林區(qū)土壤pH值大都在在5—9之間比較適合林區(qū)植物生長(zhǎng)。根據(jù)記錄樣本7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、27號(hào)在松樹(shù)底下采集呈弱酸性, 這里的酸性土壤成因可能是在雨熱同期的季節(jié)里, 降雨多, 生物物質(zhì)循環(huán)非常迅速, 土壤的風(fēng)化作用、成土作用強(qiáng)烈, 加上有機(jī)物分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸, 所以土壤pH值會(huì)偏低, 呈現(xiàn)出酸性特征; 郁山林下人工培育的樹(shù)種化肥的使用也會(huì)增加土壤的酸性。在采集樣本中發(fā)現(xiàn)松樹(shù)林下土壤pH值呈酸性, 土壤顏色多呈黑褐色, 相對(duì)比其他土壤較肥沃、疏松、透氣性好, 當(dāng)?shù)卮迕駮?huì)利用它培育花種, 種植花卉, 是比較理想的酸性腐殖質(zhì)土。采樣點(diǎn)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)土壤呈堿性特征, 根據(jù)記錄知采集地點(diǎn)為山麓, 山麓土壤質(zhì)地堅(jiān)硬、易于板結(jié)、透氣性差, 但總體來(lái)看同一坡向樣本之間差異不是很大, 說(shuō)明郁山林區(qū)土壤主要呈中性偏堿。采樣點(diǎn)為27號(hào)、28號(hào)、29號(hào)土壤偏酸, 原因可能主要是隨著海拔的升高, 降雨量可能增加, 導(dǎo)致酸性淋溶作用增強(qiáng), 從而影響土壤pH值, 所以土壤又呈現(xiàn)微酸性。該林區(qū)酸性土壤適宜栽種松樹(shù)()、杉類(lèi)植物, 堿性土壤生長(zhǎng)檉柳(Lour.)、種植油菜(L.)、蘋(píng)果(Mill.)等。

2.2 土壤速效養(yǎng)分分析

土壤速效養(yǎng)分的分析指標(biāo)主要是土壤銨態(tài)氮, 土壤速效磷和土壤速效鉀, 通過(guò)這三項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定, 獲得各個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)的養(yǎng)分等級(jí), 最后利用改進(jìn)的內(nèi)梅羅公式綜合評(píng)價(jià)郁山林區(qū)土壤養(yǎng)分等級(jí), 為維護(hù)土壤養(yǎng)分流失, 保護(hù)林地資源提供有效的建議。

2.2.1 土壤銨態(tài)氮特征

由圖4可得, 新安縣郁山林區(qū)表層土壤銨態(tài)氮含量變幅為43.43—105.70mg·kg-1, 平均值77.88mg·kg-1, 最小值43.43mg·kg-1, 最大值105.70mg·kg-1, 變異系數(shù)為21.03%。依據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)—銨態(tài)氮, 可以得出郁山林區(qū)土壤銨態(tài)氮含量偏低, 屬于4、5級(jí), 很少一部分屬于3級(jí)。土壤中的銨態(tài)氮含量可能受地勢(shì)地形影響。一般情況下, 地勢(shì)越低, 土壤越潮濕, 氣溫越高, 越利于氮元素積累, 土壤銨態(tài)氮含量越高; 反之, 地勢(shì)越高, 土壤越干燥, 氣溫越低, 不利于氮元素積累, 土壤銨態(tài)氮含量越低。郁山林區(qū)土壤樣品的采樣區(qū)共分為三部分, 山麓地勢(shì)低, 氣溫高, 氮素容易積累, 銨態(tài)氮含量高; 山腰部分銨態(tài)氮含量適中; 山頂?shù)貏?shì)高, 氣溫較低, 土壤環(huán)境干燥, 氮素不容易積累, 因而山頂土壤銨態(tài)氮含量低。

表2 郁山林區(qū)土壤pH值數(shù)據(jù)

土壤銨態(tài)氮最高含量為8號(hào)采樣點(diǎn)105.70 mg·kg-1, 最低含量為25號(hào)采樣點(diǎn)43.43 mg·kg-1, 變異系數(shù)適中, 由此可見(jiàn)該地銨態(tài)氮含量分布差異不是很大。8號(hào)記錄的位置位于山麓松樹(shù)底下, 含量值最高, 可能是因?yàn)橹脖幻? 土壤潮濕, 氮素容易積累, 導(dǎo)致土壤銨態(tài)氮含量高[24]。25號(hào)記錄的位置位于山頂, 可能由于空氣干燥, 氮素不容易積累, 造成氨態(tài)氮含量低。土壤養(yǎng)分中氮元素是葉綠素的重要部分, 也是松樹(shù)、楊樹(shù)等樹(shù)木生長(zhǎng)的重要元素。土壤中缺氮會(huì)影響到樹(shù)木整個(gè)新陳代謝過(guò)程, 導(dǎo)致光合作用減弱, 從而影響葉綠素的合成, 影響樹(shù)木發(fā)育。林區(qū)樹(shù)木出現(xiàn)諸如成長(zhǎng)緩慢、植株矮小、葉子發(fā)黃等現(xiàn)象, 一般都是缺少氮元素造成的。所以針對(duì)林區(qū)銨態(tài)氮含量低的地區(qū)應(yīng)該采取合理措施, 精準(zhǔn)施肥, 改善樹(shù)種質(zhì)量, 減少缺氮對(duì)植物葉綠素的合成以及植株葉色的影響, 為林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2.2 土壤速效磷特征

由圖5可得, 郁山林區(qū)土壤速效磷變幅范圍為13.45—54.35mg·kg-1, 最小值為13.45mg·kg-1,最大值為54.35mg·kg-1,平均值為54.35mg·kg-1, 變異系數(shù)30.22%。依據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)—速效磷, 得知郁山林區(qū)表層土壤速效磷含量屬于2、3級(jí)。郁山林區(qū)土壤速效磷含量高, 這可能是由于植物對(duì)磷的吸收利用率較低[25]。吸收率較低是因?yàn)榱自谕寥乐械臄U(kuò)散系數(shù)小, 移動(dòng)性弱易于固定, 使人誤以為土壤中缺磷, 從而在林區(qū)人工培育樹(shù)種時(shí)會(huì)偏施磷肥, 造成土壤中的磷含量較高的特征。

圖4 郁山林區(qū)各樣本土壤銨態(tài)氮含量

Figure 4 The nitrogen content of ammonium soil in each sample of in Yushan forest area

圖5 郁山林區(qū)各樣本土壤速效磷含量

Figure 5 The content of quick-acting phosphorus in each sample of soil in Yushan forest area

土壤速效磷的最高含量為6號(hào)采樣點(diǎn)54.35mg·kg-1, 最低含量為22號(hào)采樣點(diǎn)13.45mg·kg-1, 變異系數(shù)大, 由此可見(jiàn)速效磷的分布是不太均勻的。原因可能是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施用磷肥程度不同造成的, 6號(hào)采樣點(diǎn)位于山麓處, 人工施肥機(jī)會(huì)相對(duì)較多, 22號(hào)采樣點(diǎn)位于山頂采樣區(qū)施肥機(jī)會(huì)較少, 而且一些復(fù)合肥由于磷的成本比較低, 商家為了降低生產(chǎn)成本, 利潤(rùn)最大化, 增加磷的含量并且保持復(fù)合肥總含量不變, 從而造成了土壤中磷的含量高。樹(shù)木種子中含磷較多, 磷能夠增強(qiáng)樹(shù)木的抗寒能力, 促進(jìn)樹(shù)種根系發(fā)育。但是過(guò)度使用, 會(huì)造成堿性增強(qiáng)、土壤板結(jié)、土壤理化性質(zhì)惡化, 還可能造成土壤中有害元素的積累, 從而影響林區(qū)樹(shù)木的生長(zhǎng)發(fā)育。因此針對(duì)本研究區(qū)土壤養(yǎng)分中磷元素的含量保持現(xiàn)狀即可，不用過(guò)多或過(guò)少追加磷肥。

2.2.3 土壤速效鉀特征

由圖6可知郁山林區(qū)土壤速效鉀變幅范圍為56.67—96.36 mg·kg-1, 最小值為56.67mg·kg-1,最大值為96.36mg·kg-1,平均值74.27mg·kg-1, 變異系數(shù)13.18%; 參照全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)—速效鉀, 可以得出郁山林區(qū)表層土壤速效鉀含量處于4級(jí)。這可能與化肥使用結(jié)構(gòu)不合理有關(guān),偏施氮磷肥, 鉀肥投入不足, 是該地區(qū)土壤養(yǎng)分鉀元素含量不足的主要原因; 隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展, 大力提倡推廣森林樹(shù)種新品種, 林地栽培量的增加, 需要鉀元素的含量也會(huì)增加, 但土壤中鉀元素總的含量不變, 需求增多也會(huì)造成土壤中鉀的含量偏低; 下雨時(shí)鉀元素的移出也會(huì)增加造成鉀的流失[26]。

土壤速效鉀的最高含量為3號(hào)采樣點(diǎn)96.36 mg·kg-1, 最低含量為1號(hào)采樣點(diǎn)56.67mg·kg-1, 變異系數(shù)小, 由此可見(jiàn)該地速效鉀含量分布是均勻的。1號(hào)速效鉀最低含量和3號(hào)速效鉀最高含量同時(shí)位于山麓, 造成含量不同的原因, 可能與采樣點(diǎn)的自身的養(yǎng)分狀況有關(guān)，且鉀元素易于移動(dòng)。鉀元素能使樹(shù)木光合作用增強(qiáng), 可以提高樹(shù)木的抗旱、抗寒能力。但缺鉀也會(huì)導(dǎo)致葉緣焦枯, 生長(zhǎng)困難, 葉片發(fā)黃變形。因此, 針對(duì)郁山林區(qū)現(xiàn)狀, 應(yīng)該大力推廣配方施肥技術(shù), 合理加大鉀肥施用量, 科學(xué)施用鉀肥, 改善土壤肥力, 促進(jìn)林業(yè)發(fā)展。

圖6 郁山林區(qū)各樣本土壤速效鉀含量

Figure 6 The content of quick-acting potassium in each sample of soil in Yushan forest area

2.3 綜合評(píng)價(jià)

河南省新安縣郁山林區(qū)土壤總體上pH呈中性偏堿, 變幅范圍5.70—8.77, 部分土壤呈弱酸性, 這符合北方土壤酸堿性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示個(gè)別采樣點(diǎn)會(huì)有大的差別, 但是并不影響郁山林區(qū)土壤養(yǎng)分的總體趨勢(shì)。河南省新安縣郁山林區(qū)土壤銨態(tài)氮肥力系數(shù)為0.72—1.76, 均值是1.30, 屬于低等級(jí); 速效磷2.35—3.00, 均值2.96, 屬于較高等級(jí); 速效鉀1.17—1.93, 均值1.49, 屬于低等級(jí)。土壤綜合養(yǎng)分指數(shù)為1.63, 變異系數(shù)51.10%, 屬于土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的3級(jí)(表5), 土壤綜合養(yǎng)分肥力程度一般。建議今后在林區(qū)的管理中多施加氮肥和鉀肥, 平衡土壤養(yǎng)分, 更好地實(shí)現(xiàn)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 討論和結(jié)論

通過(guò)對(duì)河南省新安縣郁山林區(qū)土壤pH值、土壤銨態(tài)氮、土壤速效磷、土壤速效鉀四項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定分析, 結(jié)論如下:

表3 土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[27]

(1) 土壤pH值變幅范圍為5.7—8.77, 平均值7.52, 變異系數(shù)為11.18%, 呈中性偏堿特征, 部分針葉林地區(qū)土壤呈微酸特征?；具m合林業(yè)的發(fā)展, 在林業(yè)發(fā)展的過(guò)程中應(yīng)注意酸堿平衡。

(2) 土壤銨態(tài)氮含量43.431—105.70 mg·kg-1, 平均值77.88 mg·kg-1, 變異系為21.03%, 為低水平(4級(jí))。銨態(tài)氮的含量偏低在林區(qū)管理中, 可以適當(dāng)增加氮元素?cái)z入。

(3) 土壤速效磷含量54.351—3.45 mg·kg-1, 平均值31.55 mg·kg-1, 變異系數(shù)30.22%, 為較高水平(2級(jí))。土壤速效磷分布差異相對(duì)比較大, 但土壤養(yǎng)分中磷元素的含量為較高等級(jí), 可以保持現(xiàn)狀, 林區(qū)不用過(guò)多的關(guān)注磷元素的發(fā)展。

(4) 土壤速效鉀含量在58.67—93.36 mg·kg-1之間, 平均值74.27 mg·kg-1, 變異系數(shù)13.18%, 為低水平(4級(jí))。采樣點(diǎn)中速效鉀分布比較均勻差異小, 但是速效鉀在土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中屬于中下等, 所以林區(qū)要重視鉀元素的流失, 在管理中多增加土壤中鉀元素的攝入。

(5) 土壤綜合養(yǎng)分指數(shù)為1.63, 變異系數(shù)51.10%, 屬于土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)等級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的3級(jí), 土壤綜合養(yǎng)分肥力程度一般。因此建議今后在林區(qū)管理中應(yīng)該注意因地制宜, 科學(xué)施肥, 增加氮肥和鉀肥, 實(shí)現(xiàn)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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Analysis of soil availablenutrients in Yushan forest area of Xin'an County, Henan Province

WANG Fangfang1, YU Fengrong1, TONG Chen1, TONG Yiqin1,2,3,4,*

1. Department of Geography and Spatial Information Techniques, Ningbo University, Ningbo 315211 2. Center for land and marine spatial utilization and governance research, Ningbo University, Ningbo 315211 3. Ningbo Universities Collaborative Innovation Center for land and marine spatial utilization and governance research at Ningbo University, Ningbo 315211 4. Donghai Institute, Ningbo University, Ningbo 315211

Taking Yushan forest area in Xin'an County of Henan Province as the research object, four indexes of soil pH value, ammonium nitrogen, available phosphorus and available potassium were determined systematically by means of field sampling and indoor analysis. According to the grading standard of the second National Soil Census, the soil nutrient indexes were evaluated separately and comprehensively, and the improved Nemero comprehensive index method was used to analyze the soil fertility level. The results showed that: The variation range of soil pH value in Yushan forest area was 5.70-8.77, which was consistent with the characteristics in the northern soil, and was basically suitable for the development of forestry. The variation range of soil ammonium nitrogen content was 43.43-105.70 mg·kg-1, and the coefficient of variation was 21.03%, which belonged to low level (grade 4). The variation range of soil available phosphorus content was 13.45-54.35 mg·kg-1, and the coefficient of variation was 30.22%, which belonged to a high level (grade 2). The variation range of soil available potassium content was58.67-93.36 mg·kg-1, and the coefficient of variation was 13.18%, which belonged to low level (grade 4). The comprehensive index of soil nutrients was 1.63, and the coefficient of variation was 51.10%, which was the third grade of the comprehensive nutrient level and soil fertility was general. Therefore, it is suggested that nitrogen fertilizer and potassium fertilizer should be applied in forest management in the future to balance soil nutrients and achieve sustainable development of forestry.

Yushan forest area; soil available nutrients; soil nutrient evaluation; sustainable developmemt

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.02.009

S714.8

A

1008-8873(2021)02-067-07

2019-11-13;

2019-12-21基金項(xiàng)目:NSFC-浙江兩化融合聯(lián)合基金項(xiàng)目 (U1609203); 浙江省科技廳/公益技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目(2016C33021)

王芳芳(1995—), 女, 河南洛陽(yáng)人,碩士研究生,主要從事區(qū)域發(fā)展與環(huán)境研究, E-mail: 274738580@qq.com

童億勤(1962—), 男,高級(jí)實(shí)驗(yàn)師, 碩士生導(dǎo)師, 主要從事區(qū)域資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展, E-mail:tongyqnb@163.com

王芳芳, 余鳳榮, 童晨, 等. 河南省新安縣郁山林區(qū)土壤速效養(yǎng)分分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2021, 40(2): 67–73.

WANG Fangfang, YU Fengrong, TONG Chen, et al. Analysis of soil quick-acting nutrients in Yushan forest area of Xin'an County, Henan Province[J]. Ecological Science, 2021, 40(2): 67–73.