文昌市5种不同森林类型土壤物理性质分析研究

陈利 薛超文 王小燕 宿少锋 林之盼 薛杨

摘要利用样地调查法对文昌市5种不同森林类型土壤物理性质进行分析，结果表明：土壤平均容重木麻黄林最大（1.574 g/m3 ），大叶相思林最小（1.454 g/m3 ）； 总孔隙度大叶相思林最大（46.187），木麻黄林最小（42.177）；土壤含水率椰子林最高，平均达到7.957%，而木麻黄林含水率最小，平均为1.032%。pH在4.81～6.59，相思林、木麻黄林和桉树林均为极强酸性（pH 4.5～5.5）土壤，次生林和椰子林为弱酸性土壤。该研究准确评估文昌市5种森林类型土壤物理性质的差异性，可为营造热带混交人工林近自然化改造经营提供理论依据。

关键词森林类型；土壤；物理性质；文昌市

中图分类号S714.2文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）32-0118-03

Study on Soil Physical Properties of Five Different Forest Types in Wenchang City

CHEN Li1， XUE Chaowen2， WANG Xiaoyan2* et al（1.Wenchang Dongge Town Peoples Government， Wenchang， Hainan 571300；2.Hainan Forestry Institute ， Haikou， Hainan 571100）

AbstractBased on the soil physical properties of five different forest types in Wenchang City， the soil physical properties of five forest types were analyzed by using the sample survey method. The results showed that average soil density of Casuarina equisetifolia was the largest （1.574 g/m3） and Acacia auriculaeformis was the minimum （1.454 g/m3）；Total porosity of Acacia auriculaeformis was the largest （46.187） ，and it of Casuarina equisetifolia was the minimum （42.177） ；Soil moisture content of coconut forest was the highest， the average value reached 7.957%， while the minimum moisture content of Casuarina equisetifolia， an average of 1.032%. Soil pH was between 4.81 and 6.59， soil of Acacia auriculaeformis，Casuarina equisetifolia and Eucalyptus were highly acidic （pH 4.5-5.5） ， soil of secondary forest and coconut forest were weak acid . This study was to evaluate the physical properties of five forest types in Wenchang City in order to provide theoretical basis for the construction of tropical mixed plantations.

Key wordsDifferent forest types；Soil；Physical properties；Wenchang City

土壤是森林生態系統的重要组成部分，为林木生长和发育提供所需的物质基础，而森林通过枯枝落叶改善土壤结构，增加土壤孔隙，影响土壤的形成和发育。在森林土壤质量评价指标中，容重与孔隙度是土壤的基本物理性质，直接影响土壤蓄水能力与透气性，并间接影响土壤肥力和植物生长状况[1]。此外，土壤含水率、土壤容重、土壤质地、土壤有机质以及植被覆盖等是影响土壤圆锥指数的重要因素[2-4]。通过对文昌市椰子林、木麻黄林、桉树林、相思林、次生林5种不同森林类型进行取样收集，分析比较不同森林类型土壤物理性质，如土壤容重、总孔隙度和土壤含水率等，探讨不同类型森林土壤物理性质差异，为营造热带混交人工林近自然化改造经营提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于海南省文昌市，地处110°43′19″～111°58′34″E，19°34′01″～19°44′23″N，属于热带海洋性季风气候。文昌市的年平均降雨量为1 740 mm，平均降雨日为158 d。干、湿两季分明。全年雨量的70%～90%集中在6—10月，尤以9月最多。受季风带影响，以南风、东南风为主。年均蒸发量为1 892 mm，与降雨量持平。风登陆次数平均每年4次，台风发生的高峰期为7、8月。文昌市植被类型为热带季风雨林区。因地近海边，海岸线长，海洋潮湿的气流不时侵入，所以沿海具有热带海岸植被景观特色。在市域西部、西南部多数为橡胶（Heveabrasiliensis）、荔枝树（Litchi chinensisSonn）；南部、东南部多为椰子（Cocos nucifera L）、阔叶树（kuoyeshu）；东部有当地特有硬阔树种——文昌椎（Castanopsiswenchangensis）；北部、东北部多木麻黄（Casuarina equisetifoliaForst）。其他村庄、路渠旁广泛栽种椰子、龙眼（Dimocarpus longan）、荔枝、五味子（Schisandrachinensis）、香蒲桃（Syzygiumodoratum）、打铁树（Rapanea linearis）、竹叶木姜子（LitseapseudoelongataLiou）等。

1.2研究方法

1.2.1样地选择。在文昌市选择具有代表性的5种典型森林类型，分别是木麻黄林、大叶相思林、椰子林、桉树林、次生林进行研究，各建立1 hm2样地，并记录各样地的经纬度、郁闭度。在样地内分别设置 20 m×20 m的小样方各2块，采用PVC管对每个小样方做标记。然后对小样方内乔木层进行每木检尺。林地基本概况详见表1。

1.2.2样品采集及分析

1.2.2.1樣品采集。

分别在每块标准样地内设置代表性采样点2个，挖掘剖面2个，在每个剖面按照0～10、10～20、20～40、40～60和60～100 cm自上而下将土层划分为5层采集土壤样品。用容积为100 cm的不锈钢环刀采集0～10、10～20、20～40、40～60和60～100 cm土层原状土，每个层次制作环刀土6个，带回实验室内，供测定土壤容重、总孔隙度和含水率等物理性质。

1.2.2.2土壤分析测定方法。

物理指标的测定：采用环刀法测定容重、总孔隙度，用105 ℃烘干法测定土壤自然含水率[5]。

1.3统计分析

试验数据、图表采用Microsoft Excel 2007处理和生成；各处理平均值比较采用最小显著差异法（LSD）。

2结果与分析

2.1土壤容重

由表2可以看出，木麻黄林平均土壤容重最大（1.574 g/m3 ），大叶相思林平均土壤容重最小（1.454 g/m3 ），总体来说：5种林分类型平均土壤容重差异性不明显；同一种林分，不同土层也有一定差异，木麻黄林不同土层土壤容重差异性不明显；次生林不同土层土壤容重差异性明显，土层60～100 cm土壤容重最大（1.579 g/m3 ），10～20 cm土壤容重最小（1.412 g/m3 ）；桉树林土壤土层0～10 cm土壤容重最大（1.544 g/m3 ），其他土层土壤容重相差不多；大叶相思林土壤土层20～40 cm容重最大（1.490 g/m3 ），0～10 cm土壤容重最小（1.372 g/m3 ）；椰子林土壤土层10～20 cm容重最大（1.538 g/m3 ），0～10 cm土壤容重最小（1.470 g/m3 ）。

5种林分类型平均土壤容重为：木麻黄林（1.574 g/m3 ）>椰树林（1.508 g/m3 ）>次生林（1.495 g/m3 ）>桉树林（1.489 g/m3 ）>相思林（1.454 g/m3 ）。

2.2土壤总孔隙度

由表3可以看出，木麻黄林和次生林土壤总孔隙度随土壤土层加深而减少；桉树林土层40～60 cm土壤总孔隙度最大（48.410%），其他土层总孔隙度43.250%～44.897%；大叶相思林土层0～10 cm土壤总孔隙度最大（48.960%），其他土层总孔隙度45.003%～45.990%；椰子林土层0～10 cm土壤总孔隙度最大（45.610%），其他土层总孔隙度43.470%～44.620%之间。

5种不同森林类型平均土壤总孔隙度为：大叶相思林（46.187%）>桉树林（45.007%）>次生林（44.752%）>椰树林（44.392%）>木麻黄林（42.177%）。不同森林类型土壤总孔隙度差异显著（P<0.05）。

2.3土壤含水量

由表4可知，文昌市5种不同森林类型土壤含水率大致上随着土壤土层深度增加，土壤含水率呈递增趋势，差异显著（P<0.05），其中土层60～100 cm，次生林土壤含水率最高为11.738%，其次是椰子林为10.691%，木麻黄林土壤含水率最少为1.491%。

5种森林类型平均土壤含水率为：椰子林>次生林>桉树林>大叶相思林>木麻黄林。

同一森林类型不同土壤层次含水率差异不显著，随着土壤深度的增加，土壤含水率呈递增趋势，不同的是木麻黄林不同深度土壤含水率相对均匀增加，土壤为滨海砂壤，通气性和透水性好。次生林和椰子林土壤含水率明显高于其他土壤含水率，这可能是因为次生林和椰子林根系分布深度不同，林分密度差异对林地覆盖程度不同，导致林地蒸发和植被蒸腾差异较大[6]。

3结论与讨论

3.1不同森林类型土壤容重差异

5种林分类型平均土壤容重差异不明显，同一种林分， 不同土层差异也不明显（除了次生林存在差异外），5种林分类型土壤容重木麻黄林平均土壤容重最大（1.574 g/m3 ），大叶相思林平均土壤容重最小（1.454 g/m3 ），5种森林类型土壤容重为：木麻黄林（1.574 g/m3 ）>椰子林（1.508 g/m3 ）>次生林（1.495 g/m3 ）>桉树林（1.489 g/m3 ）>相思林（1.454 g/m3 ）。

3.2不同森林类型土壤总孔隙度差异

5种森林类型土壤均属滨海砂壤，5种不同森林类型平均土壤总孔隙度为：大叶相思林（46.187%）>桉树林（45.007%）>次生林（44.752%）>椰树林（44.392%）>木麻黄林（42.177%）。不同森林类型土壤总孔隙度差异显著（P<0.05）。

3.3不同森林类型土壤含水率差异

5种森林类型土壤含水率差異显著，土壤含水率大致上随着土壤土层深度增加呈递增趋势，其中椰子林平均土壤含水率最高，达7.957%，而木麻黄林土壤含水率最小，平均为1.032%，5种森林类型平均土壤含水率为：椰子林>次生林>桉树林>大叶相思林>木麻黄林。

参考文献

[1]

贺康宁.水土保持林地土壤水分物理性质的研究[J].北京林业大学学报，1995，17（3）：44-50.

[2] HERNANZ J L，PEIXOTO H，CERISOLA C，et al.An empirical model predict soil bullk density profiles in field conditions using penetration sistance，moisture content and soil depth[J]，Journal of terramechanics，2000，37（4）：167-184.

[3] 林剑辉，孙宇瑞，曾庆猛，等. 土壤圆锥指数、水分与容重耦合模型的试验比较研究：Ⅱ.水分与深度的影响[J].应用基础与工程科学学报，2009，17（1）：62-68.

[4] 张立彬. 土壤含水量和土壤紧实度对土壤圆锥指数值影响的试验研究[J]. 农业工程学报，1993，9（2）： 41-44.

[5] 刘曼丽.辽东山区4种典型林分类型的土壤理化性质[J].防护林科技，2016（4）：20-22.

[6] 邢兆凯，焦树仁.章古台固沙造林技术与效益评价[J].中国沙漠，1999，19（2）：179-183.