唐 婕 肖可菁 林 熙 劉小玲 杜澄舉 陳紅躍

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

海島是地球進(jìn)化中特殊的階段產(chǎn)物，海水包圍產(chǎn)生的隔離作用，可以反映出重要的地理學(xué)過程、生態(tài)系統(tǒng)過程、生物進(jìn)化過程[1]。將海島上的植物區(qū)系看成是其物種庫，物種庫中的每個種類會占據(jù)一定的空間，并相互組合成不同的群落類型，在這樣的特殊背景下，海島林下土壤有著特殊的研究價值[2]。南澳全縣森林覆蓋率、綠化率分別達(dá)到76.2%和97.5%，地帶性典型植被是熱帶季雨林型的常綠季雨林。由于長期人為活動干擾，其原生植被已不復(fù)存在，人工林的結(jié)構(gòu)和功能還有待優(yōu)化[3]?，F(xiàn)狀植被包括針葉林、竹林、經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林、次生林、灌草叢、草本沙生植被以及沼生植被等類型，分布面積較大的植被類型是臺灣相思Acacia confusa 林、馬尾松Pinus massoniana 林及兩者混交林[4]。土壤是林地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在森林的生長發(fā)育中具有極其關(guān)鍵的作用[5]。對南澳島不同林分類型土壤特性進(jìn)行研究，可了解不同林分對土壤健康狀況的影響，為有針對性地進(jìn)行土壤健康質(zhì)量管理提供依據(jù)[6]。

1 研究地概況

南澳海島（以下簡稱“南澳島”），位于廣東省東南部海面，地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°53′～117°19′，北 緯23°11′～23°32′， 東 西 長5.4 km， 南 北 長4.4 km，總面積113.8 km2。南澳島為南亞熱帶海洋性氣候，年均日照時數(shù)2 301 h，年均溫 21.5°C, 年降水量為1 350.9 mm，其中4—9 月降水量約占全年80%，年均相對濕度78 %，年均蒸發(fā)量達(dá)2 045.6 mm[4]。此外，南澳島年均大風(fēng) (風(fēng)力＞8 級)日數(shù)超過80 d。南澳島外圍山坡土層薄，偶有石頭裸露，迎風(fēng)坡多，常年風(fēng)大，土壤干旱，以臺灣相思和松樹以及雜灌為主，立地條件較差；內(nèi)陸范圍山坡土層較厚，迎風(fēng)坡少，土壤條件較好，土層厚，立地條件好些，環(huán)境好，適合更多的樹種生長[7]。南澳島被海內(nèi)外專家學(xué)者譽(yù)為“南中國海上的綠洲”[8]，其中林地多為人工經(jīng)營的闊葉混交林、針闊混交林，部分為未經(jīng)人工干預(yù)的天然林地，喬木樹種主要有臺灣相思、中華楠Machilus chinensisa、馬尾松、尾葉桉Eucalyptus urophylla、潺槁樹Litsea glutinosa、高山榕Ficus altissima、小葉榕Ficus concinna、大葉相思Acacia auriculiformis 等，臺灣相思、中華楠、馬尾松為當(dāng)?shù)亓值氐慕ㄈ悍N和優(yōu)勢種，林下灌木和草本種類較豐富[9]。

2 研究方法

2.1 樣地選擇與建立

本研究于2018 年11 月，在南澳島選取了不同地點具有代表性的林分，包括純林、闊葉混交林和針闊混交林等共17 種（表1）。在17 種林分中建立規(guī)格為20 m×20 m 的標(biāo)準(zhǔn)地，各3 次重復(fù)。記錄各林分標(biāo)準(zhǔn)地的郁閉度及密度等基本特征[10]。

2.2 土壤采樣與測定

在每個樣地中，按“S”型路線選取5 個采樣點，每個采樣點用100 cm3環(huán)刀采集0～20 cm 土壤樣品測定物理性質(zhì)[11]，同時采集0～20 cm 土壤樣品測定化學(xué)性質(zhì)，將樣品低溫帶回實驗室，使用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行理化性質(zhì)的測定[12-15]。

利用Microsoft Excel 2019 整理原始數(shù)據(jù)，采用SPSS19.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分樣地特征

17 種林分郁閉度在0.6～0.8 的區(qū)間內(nèi)，郁閉度最高的林分為后山闊葉混交林，郁閉度達(dá)到0.85。而最低的兩種林分分別楓香純林和后花園針闊混交林，郁閉度分別為0.45 和0.30。除了大船澳相思純林和蒲羌坑闊葉混交林以外，其他林分土壤厚度都達(dá)到60 cm 以上。而土壤硬度中硬度最高的林分為布袋澳相思純林，其次是楓香純林和蒲羌坑闊葉混交林，土壤硬度最低的是白鷺生態(tài)公園相思純林，此項數(shù)據(jù)與后面的土壤化學(xué)性質(zhì)一表基本對應(yīng)。

土壤質(zhì)地為土壤中各粒級占土壤重量的百分比組合[16]。各個采土點的土粒質(zhì)地基本符合20%～35%的區(qū)間范圍，均屬于輕壤和中壤，說明各地土壤都具有良好的保水性和透氣性。而唯一一個不在區(qū)間范圍內(nèi)的是白鷺生態(tài)公園相思純林，其土壤質(zhì)地為11%，屬于砂壤，說明相思純林4 的土壤透氣性很好，但是保水性相對較弱。

3.2 不同林分土壤的物理特性

從毛管持水量指標(biāo)分析，白鷺生態(tài)公園相思純林土壤的毛管持水量為634.17 g·kg-1，是所有17 種林分里最高的，最低的是后山闊葉混交林，

為216.26 g·kg-1（表3）。17 種林分的毛管持水量指標(biāo)前五的林分大小依次為白鷺生態(tài)公園相思純林（643.17 g·kg-1）＞烏巖頭相思純林（420.70 g·kg-1）＞采石場闊葉混交林（383.24 g·kg-1）＞后花園針闊混交林（360.98 g·kg-1）＞黃花山闊葉混交林（350.87 g·kg-1）。其中白鷺生態(tài)公園相思純林和烏巖頭相思純林毛管持水量與其他純林顯著高于其他純林，而采石場闊葉混交林和黃花山闊葉混交林與其他闊葉混交林也有顯著差別。不同林分對土壤容重和總孔隙度沒有顯著影響。

表1 樣地概況Table 1 Sample plot overview

表2 樣地特征Table 2 Characteristics of sample plot

從幾個孔隙度指標(biāo)分析，除了黃花山闊葉混交林、后山闊葉混交林、黃花山針闊混交林、布袋澳相思純林幾種林分以外，其他林分的總孔隙度都能達(dá)到55%～65%的壤土標(biāo)準(zhǔn)。其中白鷺生態(tài)公園相思純林總孔隙度顯著高于其他林分，達(dá)到65.49%，土質(zhì)十分適宜樹木種植?？偪紫抖戎笜?biāo)符合壤土區(qū)間范圍的林分前五位都在60%以上，大小依次為黃花山闊葉混交林（74.04%）＞白鷺生態(tài)公園相思純林（65.49%）＞黃花山針闊混交林（62.81%）＞長山尾闊葉混交林（61.72%）＞后花園針闊混交林（60.81%）。

3.3 不同林分土壤的化學(xué)特性

從土壤pH 值指標(biāo)分析，17 個點的土壤都為酸性土壤，其中中華楠純林兩處的土壤pH 值分別為4.82 和4.98，屬于強(qiáng)酸性，按照土壤pH 值大小排前五位的林分依次為西山村針闊混交林（6.43）＞白鷺生態(tài)公園相思純林（6.2）＞采石場闊葉混交林（5.76）＞布袋澳相思純林（5.72）＞楓香純林（5.62） （表4）。

從有機(jī)質(zhì)含量分析，楓香純林土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其他林分，含量為42.86 g·kg-1，其次為黃花山闊葉混交林、烏巖頭相思純林、后山闊葉混交林等。土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著低的林分是松嶺村針闊混交林，含量只有7.71 g·kg-1。總體來說，不同林分土壤的全氮、全磷、全鉀的含量影響不顯著，但是有機(jī)質(zhì)含量高的幾種林分全氮、全磷、全鉀的含量也偏高。

表3 土壤的物理特性Table 3 Physical properties of soil

表4 土壤的化學(xué)特性Table 4 Chemical properties of soil

4 結(jié)論與討論

非毛管孔隙度與毛管孔隙度比基本在1:2～1:4的區(qū)間范圍是適合植物生長的比例區(qū)間[17]，其中混交林都符合區(qū)間范圍，即混交林的土壤孔隙度比例比純林更加協(xié)調(diào)，土壤條件相對更好。除了白鷺生態(tài)公園相思純林和后花園針闊混交林外，其他林分幾乎都分布在沿海地區(qū)，沿海林分土壤在幾個孔隙度指標(biāo)上的表現(xiàn)不如島內(nèi)陸地區(qū)好，達(dá)不到壤土條件的幾種林分全都為沿海林分。而后花園針闊混交林土壤毛管持水量也相對較高，可能因為后花園針闊混交林靠近水庫。在17 種林分中，黃花山闊葉混交林土壤容重最小，孔隙度最大，土壤疏松，結(jié)構(gòu)性較好，西山村針闊混交林土壤容重最大，孔隙度最小，土壤比較緊實，結(jié)構(gòu)性差，與楊玥等[18]對廣東流溪河5 種林分土壤物理性質(zhì)的研究結(jié)果一致。但是由于黃花山闊葉混交林總孔隙度過高，不利于土壤的儲水儲肥力，因此其土壤條件比其他林分差。

土壤養(yǎng)分元素含量與有機(jī)質(zhì)含量及微生物活性有密切的關(guān)系。N、P、K 是植物生長的三大元素，直接影響植物的生長發(fā)育，是評價土壤肥力的重要指標(biāo)，通常測定其全量及其有效量，其中以土壤全量分析更為有效客觀，因為它代表了土壤養(yǎng)分的長期儲量[19]。其中有機(jī)質(zhì)含量最高的為楓香純林，可能因為楓香對各種污染具有一定的耐受能力、富集和轉(zhuǎn)移能力[20]。有機(jī)質(zhì)含量最低的為松嶺村針闊混交林，常綠闊葉林對土壤養(yǎng)分的影響改良效益最高,而針闊混交林對土壤養(yǎng)分的改良效益最低，這與趙洛琪等[21]研究結(jié)果一致。而白鷺生態(tài)公園相思純林的土壤在各方面表現(xiàn)良好的情況下，有機(jī)質(zhì)含量只處于中游位置，其中鉀是17 種林分中含量最低的，可能因為白鷺生態(tài)公園相思純林所處的生態(tài)公園經(jīng)過人工開發(fā)以及大量的規(guī)劃種植，長期人為干擾對的土壤肥力有一定的影響[22]。

總體而言，混交林的土壤健康狀況比純林較差，但是混交林比純林更具有涵養(yǎng)水源，保持水土的能力，因此，應(yīng)加強(qiáng)對混交林的保護(hù)及撫育，提高林分質(zhì)量，為土壤健康管理提供科學(xué)依據(jù)。