广西沙塘林场桉树人工林土壤有机质研究

张丽微 陈雷 杨善云

【摘 要】文章以广西国有沙塘林场森林生态系统中的桉树人工林为研究对象，通过野外样品采集和室内样品处理与测试，统计分析研究不同龄级、不同土层深度（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）土壤有机质。结果表明，土层深度与龄级对沙塘林场桉树人工林土壤有机质的变化存在显著性影响，且呈负向相关。

【关键词】沙塘林场；桉树人工林；土壤有机质；植物多样性

【中图分类号】S153 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）04-0218-03

土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质，是评价土壤肥力和质量的重要指标[1]，是全球碳循环中的重要碳库[2]。

桉树（Eucalyptus）具有生长快速、出材率高、耐贫瘠、抗逆性强、轮伐周期短等优点，是广西林浆纸一体化的主要原料之一[3]。目前，国内外学者对桉树人工林土壤有机质进行了相关研究[1-7]。赵筱青等人[3]，王世红[4]、王小强[5]、刘永贤等人[6]，叶绍明等人[7]对滇西南、福建、四川、广西桉树土壤有机质进行了相关研究，但对城郊小尺度桉树人工林不同龄级、不同土层深度的林地土壤有机质的研究报道较少。

本人以广西柳州市广西沙塘林场桉树人工林为研究对象，对不同龄级、不同土层深度（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）的土壤有机质进行分析，探讨土壤深度与龄级对桉树人工林的土壤有机质的影响及其变化规律，为林地的科学管理和可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

广西沙塘林场位于东经108°17'10''～108°24'52''，北纬24°42'～24°30'07''。东西长7.7 km，南北宽4.5 km，位于柳州市柳北区沙塘镇，是典型的城市郊区小尺度森林生态系统[8]。林地土壤以砂岩红壤为主，占全场面积的74.4%。林场植被属热带亚热带过渡性植被类型，种类丰富，有植物157个科525属1 104种[9]。

1.2 土壤样品的采集与处理

2014年9月—2016年1月，在沙塘林场选择桉树人工林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5个龄级为研究样区，根据样地面积，共设置34个采样点，采集不同深度土层（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）共102份土壤样品，按照《森林土壤样品的采集与制备》（LY/T1210—1999）[10]标准采集并制备土样。

1.3 样品分析

土壤有机质的测定采用重铬酸钾容量-分光光度法[11]，每个样品平行测定3次，采用Excel进行数据处理，分别对桉树人工林的不同龄级、土层深度的土壤有机质含量进行分析。

2 结果与分析

2.1 桉树人工林林下植被植物多样性分析

通过野外样地调查发现，桉树人工林下常见植被见表1，且成熟林与过熟林下的植被种类及数量明显多于其他龄级。

2.2 桉树人工林土壤有机质的分析

桉树人工林土壤有机质具体数值参见表2和图1，同一龄级的桉树人工林土壤有机质，随着土层深度的增加，土壤有机质总体呈下降趋势，近熟林下降趋势最为突出，由表层土0～20 cm处的16.67 g/kg降至40～60 cm处的9.33 g/kg，下降比例达44.03%。究其原因有二：第一是由于桉树及其林下植被的枯枝落叶分解主要在土壤表层，从而使得土壤表层有机质含量高于其他土层[3]。第二是由于沙塘林场土壤砂岩红壤为主，黏性大，导致其气体交换能力下降，大量的二氧化碳积聚在土壤中使得土壤pH随着龄级和土层深度的增加总体呈下降趋势，影响有机质的积累[3]。同一深度不同龄级的桉树人工林土壤有机质呈起伏变化态势，但总体是下降的，在由中龄林至近熟林时期的下降幅度最大，最大的达46.69%。桉树人工林土壤有机质均值随着龄级的增加，变化规律为中龄林最大，幼龄林其次，近熟林最小，幼龄林的17.52 g/kg与中龄林的20.13 g/kg降低到近熟林的12.08 g/kg，减少了31.05%、39.99%。成熟林与过熟林的有机质较近熟林有较小幅度的增加，涨幅分别为1.90%与15.15%，但总体小于幼龄林、中龄林。桉树人工林的有机质随着林龄的增加表现出总体下降状态。由此可见，桉树的快速增长消耗了土壤中大量的养分，对土壤肥力产生了一定的负面影响[4]，这一结论与赵筱青等人[3]的研究结论一致。

在对土层深度、龄级与土壤有机质的双因素方差进行分析时发现，显著性水平为0.05时，土层深度与龄级对土壤有机质的影响显著，即土层深度与龄级对沙塘林场桉树人工林土壤有机质的变化存在显著性影响。在对土层深度与有机质进行相关性分析时发现，土层深度与有机质呈负向高度相关。在对龄级与有机质进行相关性分析时发现，龄级与有机质呈负向低微度相关。

3 结论与讨论

综上所述，土层深度与龄级对沙塘林场桉树人工林土壤有机质的变化存在显著性影响，且呈负向相关。随着龄级和土层深度的增加，桉树林土壤有机质总体上是减少的，可见，桉树的快速增长是以大量消耗土壤中的养分为代价的。林场在经营时要综合考虑以下几个方面。

第一，在经营时要尽可能地少施加化学除草剂，保存其枯枝落叶，保护其林下植被的物种多样性、生态系统多样性，促使枯枝落叶等碳源在桉树人工林生态系统中的自我转化能力[3]，同时林下植被可以增加其固碳释氧功能，减少水土流失，促进土壤有机质的积累转化[7]。

第二，根据桉树人工林土壤pH呈酸性及沙塘林场林地黏壤土特性，可以通过人工方式施加肥料，对林地土壤碳循环进行补给，尤其是在近熟林时期，做到满足社会效益、生态效益、经济效益的统一[8]。

第三，有实验证明混交林土壤有机质高于纯林[12]，种植有利于有机质积累的树种如马尾松，能促进碳循环的平衡，可以维持桉树人工林生态系统稳定性。

参 考 文 献

[1]赵明松，张甘霖，王德彩，等.徐淮黄泛平原土壤有机质空间变异特征及主控因素分析[J].土壤学报，2013，

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[2]趙明松，张甘霖，李德威，等.江苏省土壤有机质变异及其主要影响因素[J].生态学报，2013，33（16）：5058-

5066.

[3]赵筱青，丁宁，闫平.滇西南不同林龄桉树林土壤理化性质的变化规律分析[J].安徽农业科学，2012（20）：

10455-10458.

[4]王世红.桉树人工林土壤肥力演变特征研究[D].南京：南京林业大学，2007，1-63.

[5]王小强.不同林龄巨桉人工林土壤理化性质动态研究[D].成都：四川农业大学，2009：1-43.

[6]刘永贤，熊柳梅，韦彩会，等.广西典型土壤上不同林分的土壤肥力分析与综合评价[J].生态学报，2014，34

（18）：5229-5233.

[7]叶绍明，温远光，杨梅，等.连载桉树人工林植物多样性与土壤理化性质的关联分析[J].水土保持学报，2010，

24（4）：246-250，256.

[8]张丽微.城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估[D].南宁：广西大学，2015：1-88.

[9]张丽微，莫创荣，陈雷，等.城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估[J].广西植物，2016（7）：875-881，

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[10]LY/T1210—1999，森林土壤样品的采集与制备[S].

[11]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科学科技出版社，1999：14-121.

[12]柴旭光.林分组成对林下土壤pH及有机质含量变化的影响[J].防护林科技，2016（10）：27-28.