周鳳艷,張欣月,趙志浩,吳葉禮,雷澤勇,2,*

1 遼寧工程技術(shù)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,阜新 123000 2 遼寧工程技術(shù)大學(xué)退化土地生態(tài)治理研究院,阜新 123000

磷作為生態(tài)系統(tǒng)重要養(yǎng)分元素之一,除了可以控制森林生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力和碳分配外,還可以控制土壤碳的分解速率和封存過程[1—2],其在森林生態(tài)系統(tǒng)功能維持過程中發(fā)揮著非常重要的作用[3]。與初始來源于大氣的碳氮循環(huán)不同,生態(tài)系統(tǒng)中的磷初始來源于含磷礦物的風(fēng)化[4]。風(fēng)化的磷進(jìn)入土體后,通過植物根系吸收,然后分配到各個(gè)功能器官,參與各種生理生化過程[5]。從沙地自然生態(tài)系統(tǒng)看,土壤磷的輸入主要有含磷礦化合物的風(fēng)化、大氣沉降、凋落物的分解釋放[6];而土壤磷的輸出主要有風(fēng)蝕[7]、降雨淋失(包括地表徑流和淋溶損失)[8]、植物吸收利用[9]。其中,磷的最初來源物——含磷礦化合物在沙地土壤中含量低,因此經(jīng)風(fēng)化進(jìn)入土體的磷素少[8]；而沙地凋落物受氣候干旱的影響分解緩慢,釋放到土壤中的磷也較少[8]。沙地風(fēng)蝕強(qiáng)烈,導(dǎo)致表層土壤磷的損失大[7],再加上沙地土壤粗顆粒含量高,固持磷的能力差[10]。因此,沙地土壤中的磷元素含量相對(duì)較低,被認(rèn)為是沙地森林生態(tài)系統(tǒng)中林木生長的限制性養(yǎng)分因子。從土壤磷的輸入輸出來源可以看出,沙地土壤磷含量除了受氣候因素影響(風(fēng)化速率、風(fēng)蝕、降雨等)外,植物種類[11—13]、土層深度[14—15]、土壤性質(zhì)(pH、質(zhì)地、巖性)[10,16—17]、土地利用方式[17—19]等也是重要影響因素。沙地土壤中的磷隨著生物量的去除(或收獲)、淋溶和侵蝕(風(fēng)蝕和地表徑流)而逐漸耗竭[20],生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展將日益受到磷限制[21]。因此,研究土壤中磷的轉(zhuǎn)化和有效性是沙地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持的重要一步[4]。

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)天然分布于中國內(nèi)蒙古自治區(qū)大興安嶺林區(qū)的山地和沙地。由于其優(yōu)良的抗逆性能和速生特性,在20世紀(jì)50年代被成功引種到遼寧省章古臺(tái)地區(qū)后,作為優(yōu)良的固沙造林樹種被迅速擴(kuò)大栽植[22]。目前該樹種不僅是遼寧省西北部沙區(qū)主要造林樹種,也是我國東北、華北、西北地區(qū)營建防護(hù)林的主要樹種[23]。但由于以往有關(guān)沙地草地建立樟子松人工林分后土壤磷變化及有效性研究存在一定的局限性[24],導(dǎo)致樟子松林分的生長對(duì)沙地土壤磷的變化及其影響機(jī)理還不清晰,限制了人們對(duì)沙地營造大面積樟子松固沙林合理經(jīng)營和管理的全面認(rèn)識(shí)?；谏鲜鼍売?本文以遼寧省章古臺(tái)地區(qū)營建的不同生長階段樟子松固沙林為研究樣地,以各生長階段林分附近天然草地為對(duì)照,研究沙地樟子松人工林的營建及林分生長對(duì)土壤磷的轉(zhuǎn)化及磷的有效性的影響,為我國樟子松人工固沙林地土壤質(zhì)量的改善、樟子松人工固沙林的合理經(jīng)營管理以及實(shí)現(xiàn)沙區(qū)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于原遼寧省固沙造林研究所(現(xiàn)遼寧省沙地治理與利用研究所)章古臺(tái)試驗(yàn)林場(42°39′—42°43′N,122°23′—122°33′E)(圖1),海拔高度為(225±5) m。該地區(qū)位于中溫帶,屬大陸性季風(fēng)氣候,年均氣溫4.6—6.3℃,年平均降水量約500 mm,且降雨大部分集中于6—8月份,年平均蒸發(fā)量約1600 mm,土壤主要類型為生草風(fēng)沙土,pH值約6.7,代表性植物有胡枝子(Lespedezadaurica)、蒺藜梗(Agriophyllumsquarrosum)、蕨麻委陵菜(Potentillaanserina)和中華隱子草(Cleistogeneschinensis)等[25]。該地區(qū)樟子松人工固沙林分建立前為固定半固定沙地。

圖1 研究區(qū)地理位置圖Fig.1 Location map of the study area

1.2 試驗(yàn)地選擇與土壤樣品的采集

2017年8月,通過踏查,基于以下條件(i)標(biāo)準(zhǔn)地林分要覆蓋不同生長階段；(ii)標(biāo)準(zhǔn)地間的距離大于50 m,排除混交林及緊鄰道邊、農(nóng)田的林分；(iii)各生長階段標(biāo)準(zhǔn)地附近需有一定面積的天然草地(作為對(duì)照樣地)；(iv)標(biāo)準(zhǔn)地盡可能平坦,選取了20塊樟子松人工純林作為標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行研究,每塊標(biāo)準(zhǔn)地的面積為20 m×20 m,其中13年生的幼齡林、27年生的中齡林、42年生的成熟林和56年生的過熟林分別為5、5、6、4塊。除了56年生的過熟林造林時(shí)的株行距沒有查到外,其他各林齡造林時(shí)的株行距見表1,各林分經(jīng)自然死亡或輕微的人為干擾后形成現(xiàn)有林分密度。由于農(nóng)作物的種植,大面積的天然草地選擇比較困難,每個(gè)林齡只能就近選擇1塊天然草地作為對(duì)照。2017年8月開始,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地林分進(jìn)行每木檢尺,依每木檢尺數(shù)據(jù)計(jì)算林分平均胸徑、平均高、平均冠幅(表1),依據(jù)林分平均高選擇標(biāo)準(zhǔn)地的標(biāo)準(zhǔn)木。

標(biāo)準(zhǔn)木選定后,在各標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)距標(biāo)準(zhǔn)木1 m處分別挖長、寬、深各100 cm的土壤剖面,用環(huán)刀(容積200 cm3)分別收集0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100 cm 6個(gè)層次的原狀土,用于測定土壤容重和土壤水分,每層3個(gè)重復(fù)。同時(shí),在每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)隨機(jī)選擇5個(gè)樣點(diǎn)收集0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100 cm層的土壤樣品,同層次的5個(gè)樣品充分混勻,除去其中的植物根系和石礫,用四分法取500 g樣品帶回實(shí)驗(yàn)室,室溫風(fēng)干處理后碾碎過篩,用于測定土壤化學(xué)性質(zhì)。

表1 樟子松人工林樣地基本情況表

1.3 土壤理化因子測定方法

土壤各理化因子值測定方法如下：土壤全磷含量采用NaOH熔融—鉬銻抗比色法,土壤速效磷含量采用NaHCO3法,土壤全氮含量采用半微量開氏法,土壤堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法,土壤全鉀含量采用NaOH熔融—火焰光度法,土壤有效鉀含量采用NH4OAc浸提—火焰光度法,土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法,土壤含水率采用烘干法,土壤pH值采用電位法,土壤容重采用環(huán)刀法,各測定方法及計(jì)算詳見土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析[26]。土壤機(jī)械組成采用激光粒度分析儀測定[18]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)按下式計(jì)算土壤各理化因子變化量：

ΔXi=Xi-X0

式中,ΔXi為草地造林后各土壤理化因子i的變化量；Xi為樟子松林地各土壤理化因子i的測定值；X0為相應(yīng)對(duì)照草地對(duì)應(yīng)的土壤理化因子i的測定值。

按下式計(jì)算土壤理化因子相對(duì)變化率：

式中,ΔXi為林分建立后各土壤理化因子i的變化量；X0為相應(yīng)對(duì)照草地對(duì)應(yīng)的土壤理化因子i的測定值；Pi為林分建立后各土壤理化因子i的相對(duì)變化率。

以土壤磷(土壤全磷、速效磷)相對(duì)變化率為因變量,以其他土壤因子相對(duì)變化率為自變量進(jìn)行逐步回歸分析,同時(shí)排除各影響因子間共線性關(guān)系,得出土壤磷相對(duì)變化率回歸方程為：

PPi=β0+βiPi

式中,PPi為林分建立后土壤磷的相對(duì)變化率；β0為常數(shù)；Pi為林分建立后各土壤理化因子i的相對(duì)變化率；βi為林分建立后的土壤理化因子i的回歸系數(shù)。

那么,土壤磷則可以表示為：

式中,Ni為林地土壤磷含量值；N0為相應(yīng)對(duì)照草地土壤磷的測定值；

該式表明土壤磷相對(duì)變化率與其影響因子相對(duì)變化率的正負(fù)效應(yīng)和土壤各養(yǎng)分因子與其相應(yīng)的因子正負(fù)效應(yīng)相同,只是系數(shù)大小存在差異。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用SPSS 20.0軟件對(duì)上述計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,運(yùn)用最小二乘法(LSD)進(jìn)行多重比較分析,判斷不同林分生長階段土壤磷垂直分布的差異性,顯著水平為α=0.05。利用逐步回歸分析建立土壤磷變化率的回歸方程式模型。以土壤磷相對(duì)變化率為因變量,以土壤有機(jī)碳、土壤全氮、土壤堿解氮、土壤全鉀、土壤速效鉀、土壤含水率、粒徑<0.05 mm的土壤細(xì)顆粒、粒徑0.05—0.25 mm的土壤粗顆粒、土壤容重、土壤pH值的相對(duì)變化率為自變量,運(yùn)用逐步回歸分析對(duì)自變量進(jìn)行刪選,滿足水平P<0.05的變量進(jìn)入模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 樟子松固沙林土壤磷素變化

由表2可以看出,樟子松固沙林地的土壤全磷含量在(92.36±4.39) mg/kg—(149.27±14.61) mg/kg之間。土壤全磷含量隨林分年齡的增加逐漸遞增,至成熟林時(shí)達(dá)到最高,過熟林地降低,但仍接近于人工幼林地。這一結(jié)果表明在幼林至成熟林時(shí)期,人工林的生長顯著促進(jìn)了土壤中全磷的積累,而過熟林的生長加速了土壤中全磷含量的下降。另外,林分不論處于哪個(gè)生長階段,各土層間的全磷含量沒有顯著差異,表明土壤全磷對(duì)土層深度不敏感。

表2 不同林齡的樟子松固沙林地土壤全磷值

表3結(jié)果表明,草地營造樟子松固沙林后,總體上看,成熟林地的土壤速效磷含量略高于幼林和中齡林,過熟林最低,但與幼林、中齡林沒有顯著差異。成熟林地10—40 cm層的土壤速效磷含量顯著高于過熟林。速效磷含量從表層到深層有逐漸降低的趨勢,但幼林和成熟林地,這種降低的趨勢不顯著。

2.2 林齡對(duì)土壤磷素變化的影響

為量化林分年齡對(duì)土壤磷的影響大小,將林分年齡與土壤全磷和速效磷變化量(即相對(duì)于草地的增加或減少)分別進(jìn)行回歸分析并建立回歸方程。結(jié)果表明,不同土層的全磷變化量(增加或減少)均與林分年齡存在顯著相關(guān)關(guān)系。0—80 cm層的土壤全磷量均隨林齡的增加而增加,年變化速率值分別是0.0015、0.0035、0.0023、0.0034、0.0028 g/kg；80—100 cm層隨林分年齡的增加呈先升高后降低的趨勢(圖2)。從R2來看,林分年齡對(duì)0—10 cm層土壤全磷變化的解釋率低于10—80 cm層,表明表層的全磷變化受到更多因素的影響,深層受林分生長影響更大。沙地造林初期,各土層的全磷含量均降低,且隨林分的生長逐漸恢復(fù),各土層分別在26、26、13、25、21a恢復(fù)到草地水平；在林分成熟期階段,全磷增加量達(dá)到最大(圖2)。土壤速效磷的變化在10—20 cm層與林分年齡相關(guān)不顯著,其余土層的變化均與林分年齡存在極顯著負(fù)線性相關(guān),年變化率值分別是 -0.0197、-0.0234、-0.0267、-0.011、-0.0225mg/kg(圖3)。建立的回歸方程表明,除60—80 cm土層外,其他土層土壤速效磷含量自上而下在55、52、43、49年開始低于草地水平。這一結(jié)果表明林分的生長加速了土壤中速效磷的減少,和草地相比,林分的生長能夠消耗更多的速效磷,樟子松成過熟林的生長將會(huì)受到土壤有效磷的限制。

表3 不同林齡的樟子松固沙林地土壤速效磷值

圖2 不同土層土壤全磷變化量與林齡的關(guān)系Fig.2 Relationship between soil total phosphorus variation and stand ages in different soil layers

圖3 不同土層土壤速效磷變化量與林齡的關(guān)系Fig.3 Relationship between soil available phosphorus variation and stand ages in different soil layers

2.3 影響樟子松林地土壤磷素變化的其他土壤理化因子

土壤全磷變化量在不同土層中與其他土壤理化因子關(guān)系不一致(表4)。土壤全磷在0—10 cm層與土壤容重和土壤全氮分別呈極顯著和顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,與土壤含水率呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系,且容重對(duì)土壤全磷含量變化的影響大于土壤含水率和全氮的影響；10—20 cm層的土壤全磷與有效氮含量呈極顯著負(fù)相關(guān),與土壤有機(jī)碳和土壤速效鉀含量分別呈極顯著和顯著正相關(guān)；20—40 cm層與速效氮和速效磷含量為極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；40—60 cm層與速效氮和速效磷含量分別呈極顯著的負(fù)相關(guān)和正相關(guān)關(guān)系,與土壤容重和土壤含水率呈顯著負(fù)相關(guān)；60—80 cm層與速效氮、土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān),與粒徑0.05—0.25 mm的土壤粗顆粒含量呈極顯著正相關(guān)；80—100 cm層僅僅與土壤速效鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表4 土壤全磷變化率影響因子的回歸分析

不同土層影響速效磷含量變化的因子不同(表5)。土壤速效磷含量在0—10 cm層與土壤全氮和土壤有機(jī)碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；在10—20 cm層與土壤有機(jī)碳含量和土壤含水率分別呈極顯著和顯著的負(fù)相關(guān),且土壤有機(jī)碳對(duì)速效磷變化的影響大于土壤含水率；在20—40 cm層與土壤全鉀含量和pH值分別存在極顯著的正相關(guān)和顯著的負(fù)相關(guān),且全鉀含量高低的影響大于pH值；在40—60 cm層與全鉀和全磷含量極顯著正相關(guān),與粗顆粒含量和全氮含量極顯著負(fù)相關(guān)；在60—80 cm與土壤有機(jī)碳含量呈極顯著正相關(guān),與土壤全氮含量顯著負(fù)相關(guān)；在80—100 cm層與土壤有機(jī)碳含量和pH值分別存在極顯著和顯著負(fù)相關(guān),與土壤含水率呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

表5 土壤速效磷變化率影響因子的回歸分析

3 討論

3.1 樟子松固沙林林分生長對(duì)土壤磷素變化的影響

草地營造樟子松固沙林后,任何生長階段的土壤全磷含量對(duì)土層深度均不敏感,這一結(jié)果與淑敏等[24]、董雪等[25]的研究結(jié)果相似。另外,不同生長階段樟子松固沙林地土壤全磷含量均低于全國平均水平 (0.65 g/kg)[27],更低于中國溫帶草原的平均值((0.75±0.54)g/kg)[28],表明沙地土壤中的磷素含量較為貧瘠。

本文結(jié)果表明,幼林至成熟林時(shí)期,林分的生長顯著促進(jìn)了土壤全磷的積累,而過熟林時(shí)期,林分的生長加速了土壤中全磷的減少,即林分的生長促進(jìn)了土壤全磷含量的變化。研究認(rèn)為,草地建立人工林分后,林分年齡是引起土壤全磷變化的主要因子[29—30]。如牛沙沙等[31]結(jié)果表明,樟子松固沙林地土壤全磷隨林分年齡增加呈增長的趨勢,Chen等[32]對(duì)不同林齡華北落葉松磷的研究也得到了相似結(jié)論。樟子松固沙林營建及生長初期,土壤全磷輸出增加,輸入減少,導(dǎo)致了土壤中全磷的降低。土壤全磷輸出增加體現(xiàn)在以下兩方面：一方面,由于整地導(dǎo)致地表裸露,提高了土壤溫度,增強(qiáng)了土壤微生物活性,促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的分解和土壤有機(jī)磷的礦化,礦化的無機(jī)物滿足樟子松生長和微生物固定[6]；另一方面,裸露的地表,加速了風(fēng)蝕和季節(jié)性的降雨淋失,風(fēng)蝕和降雨淋失導(dǎo)致土壤表層粘粒含量降低,沙粒含量增加,而粘粒中含有的磷素遠(yuǎn)高于沙粒[10],同時(shí)沙粒中磷的侵蝕損失又大于粘粉粒[33]。土壤全磷輸入減少主要在于,林分生長初期,地上地下的凋落物少,通過凋落物分解輸入土壤的磷素極少。隨著林分的生長,林下植物多樣性逐漸增加,表層覆被物亦隨之增加,群落結(jié)構(gòu)逐漸復(fù)雜,林地凋落物逐漸增多。凋落物的分解引起土壤養(yǎng)分逐漸積累,作為養(yǎng)分元素之一的土壤全磷含量逐漸積累(表2)。同時(shí),覆被物和凋落物增加,還聚集了粘粉粒,提高了表層土壤粘粉粒含量[18—19]；和草本植物相比,樟子松的根系在廣度和深度兩個(gè)方面都極大地增加[34],而根及其根系分泌物是土壤剖面有機(jī)質(zhì)的主要來源[35]。因此,根系的增加提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量,降低了土壤容重,土壤變得更疏松,增強(qiáng)了土壤固持養(yǎng)分的能力,增加了土壤全磷的含量[19](表4)。而樟子松生長需要的土壤速效磷,大部分依靠根系分泌的磷酸酶、有機(jī)酸等物質(zhì)來促進(jìn)土壤中有機(jī)磷的礦化以及無機(jī)態(tài)磷酸鹽的溶解獲得。土壤磷酸酶的活性隨林分年齡增加而增加,在30林齡時(shí)活性達(dá)到最高[36],磷酸酶活性與有機(jī)磷礦化速率正相關(guān)[37],因此,林分的生長導(dǎo)致土壤中速效磷含量的升高(圖3)和全磷含量的降低(圖2),促進(jìn)了凋落物的分解。過熟林時(shí)期,林分逐漸衰退[38],地上凋落物逐漸減少,土壤中活的林木根系及根系分泌物也逐漸減少,微生物和酶的活性降低[36],有機(jī)質(zhì)(凋落物和根系及根系分泌物)分解變慢,土壤中全磷的輸入逐漸降低,從而導(dǎo)致過熟林地土壤全磷含量明顯低于成熟林(表2)。

3.2 樟子松林分生長過程中其他土壤理化因子對(duì)土壤磷素含量的影響

其他土壤理化因子對(duì)土壤磷素含量的影響也是由林分生長引起的。有機(jī)質(zhì)的分解是土壤養(yǎng)分的主要來源[39]。研究表明,土壤全磷與土壤有機(jī)碳含量顯著正相關(guān)[40],本文的土壤有機(jī)碳與土壤全磷的關(guān)系在10—20 cm層與這一結(jié)論一致。造林初期,由于地表裸露,土壤吸收太陽能輻射增加,地表溫度升高,微生物活性增強(qiáng)[6],導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)加速分解和有機(jī)磷的礦化。分解和礦化釋放的磷素一部分保留在土壤中供植物和微生物吸收固定[41],小部分在季節(jié)性降雨作用下淋失到深層[42],導(dǎo)致表層土壤全磷含量降低(圖2),速效磷含量增加(圖3)。隨著林分的生長,林下植被及林木凋落物、根系分泌物增多,土壤各層的有機(jī)質(zhì)含量均增加,盡管土壤微生物活性增強(qiáng),但土壤有機(jī)質(zhì)的補(bǔ)充超過分解,土壤有機(jī)碳含量增加[43],導(dǎo)致土壤全磷含量增加(表4)。過熟林階段,深層土壤呈弱堿性[42],淋溶到深層的速效磷一部分轉(zhuǎn)化為鈣磷沉淀下來,一部分保留在土壤中,增加土壤中速效磷含量,因而在60—80 cm層,土壤有機(jī)碳與土壤速效磷含量均增加。不僅有機(jī)質(zhì)的分解增加了土壤中的氮含量,大氣的氮沉降也能促進(jìn)土壤氮的積累[44—45],土壤氮的積累促進(jìn)了植物的生長,但加快了磷素的周轉(zhuǎn)[45],使得土壤中的磷素降低,因此,研究中的土壤速效磷與土壤全氮含量在0—10、40—80 cm層負(fù)相關(guān)(表5)。長此以往,即使地處溫帶,樟子松固沙林生態(tài)系統(tǒng)的維持與發(fā)展也將會(huì)受到土壤磷的限制。

土壤pH值既顯著影響土壤碳、氮、磷含量[14],也影響?zhàn)B分空間分布[46]。研究表明,在樟子松林生長過程中,表層土壤的pH值逐漸降低,深層逐漸升高[42]。表層pH值的降低,促進(jìn)了土壤中無機(jī)磷酸鹽的溶解,增加土壤中速效磷的含量。而深層pH值的升高使得表層淋溶下來的速效磷被鈣離子固定,形成難溶解的鈣磷,導(dǎo)致土壤中的速效磷含量的降低。

土壤容重的升高和降低不僅能反映土壤的持水性能好壞和蓄水能力的強(qiáng)弱,還能反映土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)劣和有機(jī)質(zhì)含量的高低[47]。本研究中土壤全磷在0—10和40—80 cm層與土壤容重負(fù)相關(guān)。造林初期,由于破壞了土壤結(jié)構(gòu),造成風(fēng)蝕增大,0—10 cm層土壤容重增加,土壤碳、氮、磷含量均降低;另外,樟子松個(gè)體生長吸收的養(yǎng)分高于草本植物,使得土壤中的養(yǎng)分含量及土壤微生物量明顯降低[48],土壤容重升高。隨著樟子松人工林的生長,林地地表枯落物積累量逐漸增加。通過枯落物分解、細(xì)根脫落和根系分泌物等途徑產(chǎn)生的養(yǎng)分歸還土壤[45]。養(yǎng)分的增加使得土壤生物和微生物活動(dòng)加劇,土壤生物化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng),土壤結(jié)構(gòu)得到改善,導(dǎo)致土壤容重降低[19]。因此,土壤中的全磷含量與土壤容重互相影響。

研究表明,土壤含水率能顯著促進(jìn)土壤磷素的遷移轉(zhuǎn)化[49]、植物根系分布、微生物活動(dòng)和凋落物的歸還[50],從而間接影響磷素循環(huán)過程。本文的土壤全磷含量在0—10 cm層與土壤含水率正相關(guān)證實(shí)了這一觀點(diǎn)。草地建立林分后,隨著林木的生長,大氣中細(xì)顆粒物質(zhì)的沉積、林木凋落物及根系分泌物的分解轉(zhuǎn)化,使得土壤細(xì)粒含量增加,土壤持水能力增強(qiáng),土壤容重降低[19]。土壤含水率升高改善了土壤理化性質(zhì),增加了土壤養(yǎng)分含量,也增加了土壤中的磷素。與其他土壤性質(zhì)相比,土壤含水率的影響更復(fù)雜,因?yàn)樗质莿?dòng)態(tài)變化的,土壤含水率與土壤磷素關(guān)系的研究今后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)。

4 結(jié)論

沙質(zhì)草地營造樟子松人工林后,林分的生長促進(jìn)了土壤中全磷含量的變化,從幼林至成熟林,土壤中的全磷逐漸增加,但過熟林期間土壤全磷含量出現(xiàn)了明顯降低。除林分生長的影響外,表層的土壤全磷變化還受到地表覆蓋情況、土壤容重的影響,同時(shí),土壤中的全磷含量對(duì)土層深度不敏感。樟子松的生長對(duì)土壤速效磷含量影響不顯著,成熟林地土壤中速效磷含量略高于幼林和中齡林,過熟林最低,但與幼林、中齡林沒有顯著差異。除此以外,草地營造樟子松林后,隨著林分的生長,土壤中的全磷含量還受到土壤容重和土壤全氮含量的影響,土壤中的速效磷含量還受到土壤有機(jī)碳含量和pH值變化的影響。