近自然经营技术对红松林土壤化学性质的影响

吴 瑶 李凤日 秦凯伦 张明华 张金富

(东北林业大学，哈尔滨，150040) (内蒙古赤峰市克什克腾旗林业局)

近自然经营技术对红松林土壤化学性质的影响

吴 瑶 李凤日 秦凯伦 张明华 张金富

(东北林业大学，哈尔滨，150040) (内蒙古赤峰市克什克腾旗林业局)

以“近自然林业”为指导思想，对凉水自然保护区早期做过林隙透光试验的红松人工林的土壤化学性质进行分析，同时与红松天然林、红松人工纯林、红松人工针阔叶混交林的土壤化学性质进行对比研究。结果表明：林隙透光抚育有利于提高土壤中各养分的质量分数， 林隙透光试验地(土壤深度0

红松；近自然林业；林隙透光抚育；土壤基础养分；土壤微量元素

近自然林业的经营思想可表述为“确保森林结构关系自我保存能力的前提下遵循自然条件的林业活动”，是兼容林业生产和自然保护的一种经营模式。近自然林业思潮要求森林“回归自然”，降低人工林比例(德国的人工林比例曾高达80%)，对现有人工林进行自然化的经营和更新，在无林地进行生态基础上的造林[1-2]。“近自然林业”经营法于20世纪90年代初传入我国，国内外众多学者对“近自然林业”的理论和在实践中应用的可行性作了大量的探讨[3-6]。孟祥楠等[7]选取了拜泉县幼龄云杉纯林土壤、大豆土壤、落叶松—美国红云豆农林复合经营型土壤、杨树—水飞蓟和杨树—板蓝根林药复合经营型土壤等5种土壤类型作为研究对象，研究了各种农林复合经营条件对土壤化学性质的影响，研究结果表明，其对土壤化学性质有显著的影响，并因作物的品种而存在差异。王雨朦等[8]对大兴安岭新林林业局宏图林场因火灾产生的重度火烧干扰林地于2009年采取不同带宽效应带改造，在改造后的3 a中测定不同改造样地与火烧自然更新林地土壤化学性质进行统计分析，结果表明，采用10 m宽效应带使得土壤化学性恢复的最好，14 m宽效果次之，6 m宽效果最不明显。吕祥涛[9]通过对福建省不同林龄尾巨桉人工林林地采集土样，应用土壤化学诊断方法分析不同林龄的尾巨桉人工林林地土壤化学性质的变化特征，结果表明，尾巨桉人工林的生长对土壤化学性质产生一定负面影响，随着桉树的生长，土壤N、P、K、有机质质量分数及阳离子交换量均有所降低。李志勇等[10]分析比较了在酸沉降影响下生长的香樟纯林和马尾松纯林的土壤化学性质，结果表明，香樟纯林具有减缓土壤酸化和提高土壤肥力的作用。

红松是东北国有林区主要造林树种，但是，近些年来红松人工林培育过程中出现了红松人工林造林成活保存率低、过早结实分杈、不易成林、成材更难等亟待解决的实际问题。王树力等[11]以“近自然林业”为指导思想，对凉水自然保护区14林班24小班的红松人工林与阔叶树混交林进行了林隙透光试验，发现林隙透光抚育有利于高生长、培育良好干形，从而提高林下植被之间的竞争能力。文中对早期做过林隙透光试验的红松人工林的土壤化学性质与红松天然林、红松人工纯林、红松人工林和阔叶树混交林的土壤化学性质进行对比分析，旨在揭示以“近自然林业”为指导思想的林隙透光抚育对土壤化学性质的影响，为今后对红松人工林和天然林的经营管理提供支持和保证。

1 研究区概况

自然概况：凉水自然保护区是我国原始阔叶红松林自然保护区之一。位于伊春市带岭区境内,其地理坐标为东经128°47′8″～128°57′19″,北纬47°6′49″～47°16′10″。该地区气候属于温带大陆性夏雨季风气候，冬长夏短，低温寡照。年平均气温-0.3 ℃，平均地温1.2 ℃；雨热同期，年降水量676 mm，年蒸发量805.4 mm，年积温2 200～2 600 ℃。

凉水自然保护区总面积为6 394 hm2，林业用地6 243 hm2,其中天然林5 430.5 hm2,占总面积的85%；人工林701.9 hm2,占总面积的10.9%。该地区植被是红松阔叶混交林，是我国现存的较大片原始红松林之一。主要树种有：红松(Pimuskoraiensis)、云杉(Piceakoraiensis)、冷杉(Abiesnephrolepis)、兴安落叶松(Larixgmelinii)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、胡桃楸(Juglansmandshurica)、黄波椤(Phellodendronamurence)、榆(Ulmuspropingqua)、色木(Acermono)、杨(Populusdavidiana)、桦(Betulaplatyphylla)、蒙古栎(Quercusmongolica)等。其中红松为主要树种，其他多为伴生树种。红松占优势的林分为总面积的64%，为总蓄积量的77.5%。

林地概况：研究样地选择在小兴安岭凉水自然保护区的14林班，所选的林分土壤均为暗棕壤，分别选取作过林隙透光试验的14林班24小班的样地，以及具有相同立地条件的红松天然林、红松人工纯林和红松人工针阔叶混交林各1块，设置标准样地，各标准地的林地概况见表1。

表1 林地概况

2 研究方法

采样：在不同林分类型的红松林中分别设置标准地，标准地的面积根据林分的实际情况而定，在每个标准地随机取4个样点挖取土壤剖面，每个剖面取两个层次(A层，土壤深度(H)0

分析项目与方法：将野外调查取回的土壤每块标准地做3个重复，将测得样本数据的平均值作为终值。基础养分，主要分析土壤的pH值，有机质、水解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷质量分数；微量元素，分析土壤的铜、锌、铁、锰的质量分数。各土壤养分的分析方法[12]为pH值采用V(水)∶V(土)=2.5∶1的电位测定法；有机质质量分数测定采用重铬酸钾容量法；水解氮质量分数测定采用碱解—扩散法；速效磷质量分数测定采用盐酸-硫酸浸提-钼锑抗比色法；速效钾质量分数测定采用醋酸铵浸提火焰光度计法；全氮质量分数测定采用半微量凯式定氮法；全磷质量分数测定采用硫酸-高氯酸酸溶-钼锑抗比色法；微量元素质量分数测定采用原子分光光度计法。

3 结果与分析

3.1 不同经营条件下红松林土壤基础养分的比较

相同立地条件的林隙透光试验地，即红松天然林、红松人工纯林和红松人工针阔叶混交林土壤各基础养分的测定结果以及在不同层次上各养分的测定值和平均值见表2。从表2中可以看出，0

从表2可以看出，各种经营条件下的土壤pH值除林隙透光试验地以外，其他差异并不显著，都属于微酸性土壤，A层pH值由大到小的顺序为：林隙透光试验地、红松天然林、红松人工针阔叶混交林、红松人工纯林,土壤酸性逐渐增强；B层土壤pH值差异并不显著。A层林隙透光试验地的土壤pH值最高，这是人为抚育的结果。pH值指示土壤中活性酸的大小，活性酸直接影响林木的生长和养分的有效性，人为抚育措施在一定程度上增加了土壤的通气性，增强了土壤氧化还原的能力，从而提高了土壤的pH值[13]，而对于红松人工纯林和红松人工阔叶混交林，由于长时间没有人为抚育，土壤的通气性下降，其土壤酸性已经和红松天然林的土壤酸性没有太大的差别了。

表2 不同经营条件下红松林土壤基础养分

注：表中数值为3个样点的算术平均值±标准差；同列不同字母表明所测因子在0.05水平有显著差异。

有机质是土壤中重要的固体组成部分之一，它不仅影响土壤的物理化学性质，而且对土壤肥力的发展起着极为重要的作用[14]。林隙透光试验地的有机质质量分数最高，在0

土壤养分是林木生长发育的物质基础。在0

3.2 不同层次土壤基础养分的比较

从表2中可以看出，各基础养分指标的平均值均随土壤深度的增加而下降。由0

3.3 不同经营条件下红松林土壤微量元素的比较

微量元素在土壤中的质量分数很低，但却是土壤养分中不可缺少的部分，它的各组分质量分数和分布等对林木的生长起到极为重要的作用。

铜在各林分的质量分数都比较低。在0

锌质量分数在各林分中0

铁在各林分中的质量分数与其他微量元素相比都比较高，且在各林分中都呈现出了由A层到B层质量分数逐渐递增的规律。在0

表3 不同经营条件下红松林土壤微量元素

注：表中数值为3个样点的算术平均值±标准差。

锰的质量分数由A层到B层也呈现出了规律性，但与铁相反，有效锰在各林分中都呈现出由A层到B层质量分数逐渐递减的规律。在0

4 结束语

林隙透光抚育有利于提高土壤中各养分的质量分数，使各养分质量分数高于相同立地条件下的红松天然林，红松人工纯林和红松人工针阔叶混交林，这种提高尤其表现在红松林的0

由于红松人工纯林的林分组成比较单一，使得林木之间缺乏竞争，林下植被覆盖率低，土壤中各养分的质量分数基本都低于其他林分类型。而以近自然的经营方式营造的红松与阔叶树的混交林土壤养分较高，有利于林木的生长，如果能充分利用林隙效应，必会为红松的经营方式提供一个新的途径。

尽管有机质是影响土壤养分质量分数的重要因素，但它却不能全面揭示土壤的化学特性，土壤的化学性质是十分复杂的，人为活动以及其他因素的影响也是不容忽视的因素。

林隙透光试验地、红松天然林、红松人工纯林和红松人工针阔叶混交林土壤中的微量元素除了有效铁以外，其他元素的质量分数都很低，并且无论在不同层次还是不同林分类型方面都没有什么规律可循，可见土壤微量元素是土壤养分中很不容易把握的一部分，有待于今后做进一步的研究。

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Impacts of Close-to-Nature Management on Soil Chemical Properties of Korean Pine Forest in Northeastern China/

Wu Yao, Li Fengri,Qin Kailun(Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China); Zhang Minghua, Zhang Jinfu(Keshenketeng Forestry Bureau in Inner Mongolia Province)//Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(1).-76～79

Korean pine; Close-to-nature forestry; Crevice diaphanous tending; Soil essential nutrient; Soil microelement

吴瑶，女，1982年4月生，东北林业大学林学院，博士研究生；现工作于黑龙江省林业科学研究所，助理研究员。

李凤日，东北林业大学林学院，教授。E-mail：fengrili@126.com。

2013年10月8日。

S757.9; S791.247

责任编辑：任 俐。

With “close-to-nature forestry” theory, the experiment was conducted to analyze the soil chemical properties of Korean pine (Pinuskoraiensis) plantation forest by crevice diaphanous tending experiment in Liangshui Nature Reserve and compare the results with those of nature Korean pine forest, artificial pure Korean pine forest, Korean pine planatation and the broadleaved mixed forest. The nurture of forestry crevice diaphanous tending can improve the soil nutrient contents and significant differences of soil nutrients in different levels of soil for the same forest type of Korean pine. At 0