黎榮彬，鄧洪濤，白昆立

(廣東省嶺南綜合勘察設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510520)

土壤是生態(tài)系統(tǒng)中大部分植物賴以生存的基質(zhì)，是林業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。土壤理化性質(zhì)集中體現(xiàn)了土壤的水、肥、氣、熱狀況，是土壤理論和土壤肥力研究的基礎(chǔ)，研究土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)可掌握土壤環(huán)境的狀況[1]。同時(shí)土壤理化性質(zhì)是土壤健康和土地產(chǎn)出能力的重要指標(biāo)[2-3]。

準(zhǔn)確調(diào)查南昆山省級自然保護(hù)區(qū)整體土壤理化性質(zhì)，對于深入理解森林經(jīng)營管理以及土壤庫的影響機(jī)制具有重要意義。南昆山土壤調(diào)查研究多集中于20世紀(jì)80年代[4-5]，近30年來，土壤調(diào)查分析方法更新?lián)Q代，南昆山土壤本底值也隨時(shí)間發(fā)生變化，故亟需對其土壤理化性質(zhì)進(jìn)行研究以填補(bǔ)這些年南昆山地區(qū)土壤研究空白。本文對南昆山亞熱帶山地常綠闊葉林土壤進(jìn)行分層取樣，并測算其理化性質(zhì)，探討土壤理化性質(zhì)隨深度的協(xié)同變化規(guī)律，以期為亞熱帶山地常綠闊葉林土壤研究提供參考[6]。

1 研究地概況

研究地為廣東省惠州市龍門縣西南的南昆山省級自然保護(hù)區(qū)，坐標(biāo)為23°37′04″～23°40′55″N, 113°48′29″～113°51′28″E。南昆山地處北回歸線北緣，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，保護(hù)區(qū)生境豐富，物種多樣性極高，分布有山頂草甸、山頂矮林竹林、亞熱帶常綠闊葉林、亞熱帶季雨林、半天然林、松林、松桉疏林灌木叢、亞熱帶草坡、人工林、杉木林、毛竹林等植被類型。土壤類型有山頂矮叢草甸土、山地黃壤、山地赤紅壤和赤紅壤等。

2 研究方法

2.1 土壤采樣方法

采用分層取樣法[7]，在7個(gè)40 m×40 m固定樣地(早堂子、薯菇坳、下五馬、泡子壩、大坳背、蘇茅坪、獨(dú)木橋)和1個(gè)100 m×100 m樣地(石門公園)內(nèi)進(jìn)行土壤采樣。每個(gè)40 m×40 m樣地取樣點(diǎn)4處，100 m×100 m樣地取樣點(diǎn)8處。在樣地內(nèi)選擇代表性取樣點(diǎn)，挖掘剖面，深約110 cm，然后按0～10 cm、10～30 cm、30～60 cm、60～100 cm分層采集土壤樣品。本次土壤調(diào)查共挖掘土壤剖面36個(gè)，采集土壤布袋樣品144份，采集環(huán)刀樣和小鋁盒樣各284份。在1 hm2樣地(石門公園)四周，挖掘4個(gè)剖面，深110 cm左右(2個(gè)剖面由于土層較淺，挖至80 cm左右為母巖層)，劃分土壤層次，填寫土壤剖面調(diào)查記錄表。

2.2 分析方法

分析指標(biāo)有土壤物理性質(zhì)(土壤容重、含水量、總孔隙度、毛管和非毛管孔隙度等指標(biāo))與化學(xué)性質(zhì)(pH值、有效氮、有效磷、有效鉀、有機(jī)質(zhì)、交換性鹽基含量等指標(biāo))。其中，土壤自然含水量采用酒精燃燒法，土壤容重、總孔隙度、毛管和非毛管孔隙度等采用環(huán)刀法，土壤pH值采用蒸餾水浸提(水土比2.5∶1)、電位法測定，有效氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用0.03 mol NH4F-0.1 mol HCl浸提-鉬藍(lán)比色法，有效鉀采用1 mol乙酸銨浸提-火焰光度法，有機(jī)質(zhì)采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法，交換性鹽基含量(CEC)采用乙酸銨交換、乙醇清洗、氧化鎂蒸餾法[8]。

2.3 統(tǒng)計(jì)方法

用Excel 2016進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)以及作圖。用SPSS 19.0對不同林型各土層土壤理化性質(zhì)和土壤微生物量指標(biāo)進(jìn)行方差分析和多重比較，并對各指標(biāo)間進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。以上統(tǒng)計(jì)分析顯著性水平均設(shè)定為α=0.05。

3 結(jié)果分析

3.1 南昆山各層土壤物理性質(zhì)差異

南昆山各層土壤物理性質(zhì)見圖1。

由圖1可知，南昆山地區(qū)土壤容重隨土層深度增加而增加，土壤自然含水量、毛管孔隙度隨土層深度增加而減少，非毛管孔隙度隨土壤深度先減少后增加，在土壤深度達(dá)30～60 cm時(shí)非毛管孔隙度呈最低值。

3.2 南昆山各層土壤化學(xué)性質(zhì)差異

南昆山各層土壤化學(xué)性質(zhì)見圖2。

由圖2可知，南昆山地區(qū)土壤深度和土壤化學(xué)性質(zhì)具有明顯相關(guān)性，其中pH隨著土壤深度增加而增加，有效氮、有效磷、有效鉀都隨著土層深度增加而降低。

圖1 各層土壤物理性質(zhì)分析Fig.1 Analysis of soil physical properties of each soil layer

3.3 南昆山各層土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析

對南昆山常綠闊葉林下土壤物理及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表1。

由表1可知：土壤容重與非毛管孔隙度、有效磷、交換性鹽基呈極顯著正相關(guān)，與土壤孔隙度、毛管孔隙度、自然含水量呈極顯著負(fù)相關(guān)；土壤孔隙度與毛管孔隙度、自然含水量、pH、有效氮、有效鉀呈極顯著正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān)，與有效磷、交換性鹽基呈極顯著負(fù)相關(guān)；毛管孔隙度與自然含水量、pH、有效氮呈極顯著正相關(guān)，與有效鉀呈顯著正相關(guān)，與有效磷和交換性鹽基呈極顯著負(fù)相關(guān)；非毛管孔隙度與有效磷、有機(jī)質(zhì)、交換性鹽基呈極顯著正相關(guān)，與有效鉀呈顯著正相關(guān)；自然含水量與pH值、有效氮、有效鉀、有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)，與交換性鹽基呈極顯著負(fù)相關(guān)；有效氮與有效鉀、有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)；有效磷與交換性鹽基呈極顯著正相關(guān)；有效鉀與有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)。

圖2 各層土壤化學(xué)性質(zhì)分析Fig.2 Analysis of soil chemical properties of each soil layer

表1 土壤指標(biāo)間相關(guān)性分析Tab.1 Correlation analysis between soil indexes

3.4 南昆山樣地土壤特征值

南昆山省級自然保護(hù)區(qū)樣地土壤特征值見表2。

表2 南昆山地區(qū)土壤特征值Tab.2 Soil characteristic value in Nankunshan area

4 結(jié)論與討論

地區(qū)不同，土壤類型、凋落物分解速率、植物根系發(fā)育情況、環(huán)境因子均會(huì)有所差異，導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)差異。對南昆山地區(qū)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測算分析可以了解該地區(qū)土壤特點(diǎn)，為森林經(jīng)營提供參考基礎(chǔ)。其中土壤容重與土壤孔隙度代表了土壤的緊實(shí)程度，通常土壤容重和土壤孔隙度呈負(fù)相關(guān)，這也和本文研究結(jié)果一致。土壤容重越大，土壤越緊實(shí)，土壤孔隙度越低，通氣性越差，反之亦然。土壤pH代表了土壤的酸堿性。土壤氮、磷、鉀含量代表了土壤肥力，是否適宜植物生長。因有效氮、有效磷、有效鉀相比全氮、全磷、全鉀更能體現(xiàn)對植物生長的優(yōu)勢和養(yǎng)分共給能力，故本文測算土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)摒棄傳統(tǒng)的全氮、磷、鉀，采用有效氮、磷、鉀來替代，對森林經(jīng)營決策來說更有參考價(jià)值?？傮w上，廣東省龍門縣南昆山省級自然保護(hù)區(qū)土壤物理性狀良好，絕大部分土壤容重處于中等水平，土壤孔隙數(shù)量比較理想，毛管與非毛管孔隙比比較合理，土壤通氣、保水能力比較協(xié)調(diào)，有利于降水的下滲、貯存和再分布；相關(guān)物理性質(zhì)對絕大多數(shù)植物生長有利。南昆山省級自然保護(hù)區(qū)土壤呈強(qiáng)酸性反應(yīng)，對偏好中性或弱堿性的植物生長不利，需要適當(dāng)防范由土壤強(qiáng)酸反應(yīng)誘發(fā)的植物生理病害和外源病蟲害[9]。有機(jī)質(zhì)和有效氮含量較高，而有效磷、有效鉀和交換性鹽基含量均較低。土壤保肥能力差，對植物鉀素和磷素供應(yīng)能力低。在土壤撫育方面，需注意防控土壤進(jìn)一步酸化和防止交換性鹽基被進(jìn)一步淋失，并適當(dāng)補(bǔ)充磷素和鈣、鎂、鉀等鹽基離子。