莲花山白盆珠自然保护区3种森林土壤养分含量比较*

2017-02-02李海滨吴林芳黄萧洒钟伟华曹洪麟

林业与环境科学 2017年6期

李海滨吴林芳黄萧洒钟伟华曹洪麟

（1.广东惠东莲花山白盆珠省级自然保护区管理处，广东惠州 516003；2.广州林芳生态科技有限公司，广东广州 510520；3.中国科学院华南植物园，广东广州 510650）

自全国首个自然保护区——鼎湖山自然保护区1956年建立以来，广东省已建立各级各类自然保护区290个，总面积占全省国土面积7.24%。自然保护区的建立对生物多样性保护、生态系统结构与功能维持、生态服务的提供等起了重要作用[1-2]，生态、经济和社会效益显著。森林土壤是森林生态系统的重要组成部分，是森林植被生存的重要物质基础，对森林生态系统的物质循环和能量流动起主导作用。一方面，森林土壤的理化性质和养分含量对森林植被的组成和演替影响很大；另一方面，森林植被通过生长、凋落、分解和演替不断向土壤补偿养分，并对森林土壤的理化性质产生显著影响[3-4]，维持森林生态系统内养分的循环和动态平衡[5]。森林土壤养分存在天然的空间变化特征[6-7]，大气N沉降[8]、土地利用类型[9]、林业经营措施和管理[10]等，均会对森林土壤养分和理化性质产生重要影响。其中，植被类型是影响森林土壤养分的最重要因素[11-12]。针对自然保护区开展不同植被类型土壤养分的异质性研究不仅对了解森林土壤的形成、森林生态系统结构和功能发挥以及森林健康和可持续发展具有重要的参考价值，而且对阐明土壤与植物的关系也有重要理论意义。

本文以广东省惠东莲花山白盘珠自然保护区典型林分类型——针阔混交林、山地常绿阔叶林和季风常绿阔叶林为研究对象，分析不同类型下森林表层土壤（0～20 cm）的养分含量，探讨不同养分间的相关性，以期为自然保护区森林土壤肥力管理提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 保护区概况

莲花山白盆珠省级自然保护区（115°02′02″～115°15′38″E，23°02′44″～23°11′10″N）位于广东省惠东县东北部，由原惠州市莲花山市级保护区和白盆珠水源林自然保护区合并而成，于2004年1月经广东省人民政府批准，更名为莲花山白盆珠省级自然保护区。保护区总面积为14 034.1 hm2。主要保护对象为南亚热带常绿阔叶林森林生态系统和内陆性湿地生态系统及候鸟栖息繁育环境，是集生物资源和环境资源保护、科学研究、科普教育、生态旅游于一体的综合性自然保护区。保护区属南亚热带季风气候，受海拔影响，土壤呈明显的垂直地带性：海拔400 m以下为赤红壤，400～800 m 为山地红壤，800～1 000 m为山地黄壤，1 000 m 以上为灌丛草甸土[13-14]。

1.2 土样采集

森林土壤采自保护区内3种典型的森林类型：针阔混交林（A）、季风常绿阔叶林（B）和山地常绿阔叶林（C）固定样地，样地为1 hm2。针阔混交林位于保护区东流村附近，海拔300 m，主要由鹅掌柴（Schefぼera heptaphylla）、马尾松（Pinus massoniana）、光叶山矾（Symplocos lancifolia）、单毛桤叶树（Clethra bodinieri）和大头茶（Gordonia axillaris）等物种组成；季风常绿阔叶林位于保护区观音台附近，海拨500 m，由华润楠（Machilus chinensis）、罗浮柿（Diospyros morrisiana）、黄樟（Cinnamomum parthenoxylon）、鹅掌柴和鼠刺（Itea chinensis）等物种组成；山地常绿阔叶林位于保护区莲花寺庙后山，海拨900 m，主要由罗浮柿、卷毛山矾（Symplocos ulotricha）、柳叶毛蕊茶（Camellia salicifolia）、榕叶冬青（Ilex ficoidea）、荷木（Schima superba）和烟斗柯（Lithocarpus hancei）等物种组成。2016年10月，在每个林型内的固定样地划分25个20 m×20 m样方，参照南亚热带森林土壤采样方法[15]，在每个样方内用内径5 cm 土钻随机采集5～8个0～20 cm深土样，混合成为一个复合样，装于塑料袋，带回实验室待分析，每种林型总共采集25个混合样(n =25)。

1.3 化学测定与数据分析

土壤样品在室内自然风干，过筛（2 mm土壤筛），手工挑除根系和杂质。用pH计测定土壤pH值，用重铬酸钾氧化—外加热法测定土壤有机质含量，用凯氏消煮法测定土壤全N含量，碱解扩散法测定土壤速效N含量，硫酸—高氯酸消煮—钼锑抗分光光度法测定全P含量，盐酸和硫酸溶液浸提法测定有效P含量。不同森林类型土壤养分含量差异性用ANOVA进行统计分析，养分含量之间的相关性用Person相关性进行检验。使用SPSS19.0软件分析，差异性水平P = 0.05。

2 结果与分析

2.1 植被类型对土壤养分的影响

ANOVA统计分析表明，莲花山白盆珠省级自然保护区不同森林类型的土壤pH值和养分存在显著差异性(图1)。针阔混交林和季风常绿阔叶林土壤pH值显著高于山地常绿阔叶林，但二者土壤的全N、全P含量则显著低于山地常绿阔叶林；土壤有机质含量则呈现出山地常绿阔叶林＞季风常绿阔叶林＞针阔混交林的特征，表明森林植被类型对土壤有机质含量影响显著，针阔混交林土壤有机质含量最低；土壤速效N含量则与全N含量相反，针阔混交林显著高于两种常绿阔叶林，体现了类型森林对土壤N需求的差异；有效P则与速效N的含量相反，山地常绿阔叶林土壤含量最高，针阔混交林土壤含量最低。

2.2 土壤基本性状之间相关性

利用Person相关性分析表明，森林土壤pH值和养分之间的相关性随森林类型的不同而异(表1)。在针阔混交林中，仅仅发现土壤全N含量与全P含量呈现极显著的正相关；在季风常绿阔叶林中，土壤pH值与土壤全P含量呈现显著负相关，但与土壤速效N呈现极显著正相关；土壤全N和全P呈现极显著正相关；在山地常绿阔叶林中，土壤基本化学性状之间存在较多的显著相关，土壤pH值与有机质含量呈现极显著负相关，与速效N呈显著正相关，土壤全P与全N极显著正相关，有机质含量与速效N含量之间存在显著正相关。森林土壤基本化学性状相关性的差异，体现了森林类型和森林海拔对土壤理化性状的影响。

表1 3种森林类型下土壤pH值与各养分含量间的相关性Tab. 1 The correlations among the pH values and the nutrient contents in the soils of three forest types

3 结论

广东莲花山白盆珠省级自然保护区不同森林类型土壤基本理化性状随森林类型的不同而异。山地常绿阔叶林土壤酸性要低于针阔混交林和季风常绿阔叶林，但有机质、全N和全P显著高于针阔混交林和季风常绿阔叶林；针阔混交林土壤速效N最高，但有效P含量最低。在3种森林类型中，土壤全N与全P均呈现出极显著相关，而其它性状的相关性随森林类型而异，体现了森林类型和海拔对土壤化学性状影响普遍性和特异性。

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