低山丘陵区云冷杉林生长状况与土壤性质的关系

李文影

【摘 要】为了探索云冷杉林演替特征及土壤变化趋势，本文将凉水国家自然保护区内两种生长状况的云冷杉林进行对比分析，同时也为云冷杉林的合理经营提供理论依据。试验表明：云冷杉林地土壤孔隙度、土壤水分含量均是上层大于下层，土壤容重则均是上层小于下层。死亡云冷杉林与生长良好的云冷杉林相比，土壤容重、速效钾、速效磷含量呈下降趋势，土壤孔隙度、有机质、水解N呈上升趋势；严重死亡的云冷杉林各种水分常数均高于生长良好的云冷杉林，且差异达显著水平（p<0.05）。说明云冷杉生长状况变化对土壤性质变化是有影响的。

【关键词】小兴安岭；云冷杉林；土壤性质；生长

1 研究区概况

凉水国家自然保护区位于小兴安岭山脉东南段，其地理坐标为经度128°48′30″～128°55′50″；纬度47°7′39″～47°14′22″，地属低山丘陵。平均海拔400～600m，气候类型为温带大陆性季风气候。总的特点是：冬季漫长而干燥，夏季温和而多雨；秋季霜冻早，降温快。年平均气温-0.3℃[6]，年均降水量680mm，年平均蒸发量810mm。年日照时数1850h左右，日照率43.5%。该区地带性植被是以红松为主的针阔混交林，在低湿的谷地分布有成片的云冷杉林，土壤类型主要为山地暗棕壤[1]。

2 研究方法

在凉水试验林场，分别选择生长良好和存在严重死亡的地块设置标准地。样地面积为20m×30m，对每块样地进行每木检尺。在林下分别设定1m×1m的小样方3个，在每个小样方内对草本层、灌木层植被的种类、数量、高度和盖度进行调查。在每个样地的典型地段设置3个取样点，挖土壤剖面，从地表向下按0～15cm，15～30cm，30

3.1 生长状况分析

根据云冷杉生长状况设置了2块样地，进行了相关调查，结果见表1。

表1 云冷杉生长状况基本调查

注：生长良好用“A”代替，严重死亡用“B”代替，下同.

通过调查可知，样地A林地没有积水，云冷杉生长良好，林内伴生树种多为白桦，其次是赤杨，灌木平均盖度为30%，草本平均盖度为92%。样地B林地有积水，土壤湿润，云冷杉有死亡现象，死亡率达51.22%；相比样地A，伴生树种增加了稠李和红松，植物多样性增加，灌木平均盖度为52%、草本平均盖度分别为61%。

总体来看，幼苗更新状况样地B优于样地A，这可能是云冷杉死亡后林地环境条件有所改变，土壤和植被之间相互作用，植被改善土壤条件的同时，也为其自身的生长、演替创造了条件。

3.2 土壤水分物理性质

3.2.1 土壤容重和孔隙度

由表2可以看出，随着土层深度增加，样地A与样地B土壤密度逐渐增大，土壤非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度逐渐减小。30样地B，在15～30cm土层差异不显著，而在30

表2 云冷杉林土壤容重和孔隙度

样地A和样地B均为上层土壤孔隙度大于下层，且以毛管孔隙为主[2，4]。样地A 30样地B。30

3.2.2 土壤水分含量

由图1可以看出，样地A与样地B各土层土壤含水量、最大持水量、毛管持水量、田间持水量均是样地A<样地B，对同一区的不同层次土壤水分含量进行方差分析显示，均达到极显著水平（p<0.01）。同一深度土层比较，土壤含水量、饱和持水量、毛管持水量、田间持水量均是样地A<样地B，且差异均达到显著水平（p<0.05），产生这种结果的原因可能是样地B样地冻层融化，加之郁闭度低，林地内水、光、气等环境条件有利于微生物活动及植物生长，致使土壤水分含量增大。由此说明云冷杉的生长状况与土壤质量含水量、饱和持水量、田间持水量、毛管持水量存在密切关系，土壤水分作为植物生存的基本生活因子，影响着植物的个体发育[5]。

图1 样地A与样地B土壤15～45cm土壤水分含量

3.3 土壤化学性质分析

3.3.1 土壤有机质

由图2可以看出，样地A与样地B土壤有机质含量均随土层加深而逐渐减少，样地A在25.99%～46.93%范围内，只有30cm

图2 样地A与样地B不同土层的有机质含量

3.3.2 土壤养分

由图3可以看出，水解氮含量随着土层深度增加逐渐减少，0样地B，经检验，差异不显著；15cm

图3 样地A与样地B不同土层的水解氮含量

由图4可知，速效磷含量随着土层加深先减少后增加，样地A与样地B各层之间差异均显著（p<0.05），样地A在0.75～3.19 mg.kg-1范围内，样地B在0.51～2.25 mg.kg-1范围内。同一土层深度比较，0样地B，经检验，0

由图5可知，速效钾含量随着土层深度增加逐渐减少，0样地B，经检验，样地A与样地B0

由图3-图5可以看出，0样地B， 15cm样地B。原因可能是云冷杉死亡后，郁闭度降低，土壤表层有效养分被雨水冲刷而流失，新树种演替进来及幼苗更新，使林地内环境条件得到改善，有利于合成水解氮微生物的繁衍，并且演替进来的树种根系发达，对有效养分的吸收较多。

图4 样地A与样地B不同土层的速效磷含量

图5 样地A与样地B不同土层的速效钾含量

4 结论

云冷杉林地上层土壤容重均小于下层土壤容重，土壤孔隙度、土壤水分含量均是上层大于下层，云冷杉是喜阴树种，幼苗耐光性弱，难以在林下更新，所以以喜湿树种为主的阔叶林更易演替进来，演替过程也是植物对土壤环境不断适应和不断改造，以及不同植物在不同土壤化学环境下相互竞争的过程。通过与生长状况良好的云冷杉林进行对比可知，死亡云冷杉林各层土壤容重呈下降趋势，土壤孔隙度、土壤水分含量均呈增加趋势；有机质、水解N呈明显上升趋势，速效钾、速效磷含量呈下降趋势，体现了云冷杉生长状况对土壤性质的影响。土壤理化性质是植被演替的重要驱动力之一，植被演替过程，也是植物对土壤不断适应和改造的过程。在死亡云冷杉林里，有一些阔叶树种演替进来，这也是环境积累性变化的结果。

【参考文献】

[1]中国自然地理编写组.中国自然地理[M].2版.北京：高等教育出版社，1986：161-182.

[2]Beijing Forestry University （北京林业大学 ）.1982. Soil Science.Beijing：China Forestry Press.（ in Chinese）[Z].

[3]任青山.西藏冷杉原始森林土壤物理性质特征分析[J].林业科学，2002，38（3）：57-62.

[4]何斌，梁伟克，陈文军，等.湿地松、杉木林取代马尾松林后土壤肥力的差异[J].东北林业大学学报，2002，30（6）：11-13.

[5]杜峰，山仑，梁宗锁，等.陕北黄上氏陵区撂荒演替过程中的土壤水分效应[J].自然资源学报，2005，20（5）：669-678.

[责任编辑：汤静]