云勇生态林养护中心针阔混交林土壤特性研究

冯慧芳 余汉基 黄威龙

摘要：试验研究了广东省佛山市高明区云勇生态林养护中心的打吊坑针阔混交林为的土壤理化性质和酶活性，为林分的合理经营提供依据，试验结果表明：打吊坑针阔混交林土壤容重中等，通气性和保水性一般;土壤呈强酸性，土壤有机质和养分含量总体处于中等水平，土壤酶活性较高。为此，提出了相应的建议增加荷木的栽植比例，以改善土壤的理化性质。

关键词：人工林;土壤物理性质;土壤化学性质;酶活性

中图分类号：S714

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）05-0044-03

1 引言

森林土壤是森林生态系统的重要组成部分，为树木的生存和发展提供了重要基质。土壤物理性质能反映出土壤结构和水分渗透及保持能力，直接影响着对林地植物对土壤养分的吸收和保持。土壤pH是土壤化学性质的总体反映，影响土壤中微生物的活性，进而影响绝大多数土壤的有效性、养分形态及其转化方向。土壤有机质和养分含量直接与土壤肥力相关，并直接影响植物生长，在植物体构成和生理代谢方面发挥着重要作用。土壤酶参与土壤中复杂的生物化学过程，与微生物一起催化有机物的转化、养分矿质化及同质化，在一定程度上反映土壤养分转化的动态情况。对林分中土壤理化特性的研究，有助于了解生态系统不同层面的相互作用关系及机理，进而为实现人为调控林地提供科学依据。

前人已对亚热带森林土壤理化性质进行了研究，但罕见佛山市生态公益林土壤理化性质的报道。本文以广东省佛山市云勇生态林养护中心的打吊坑针阔混交林作为研究对象，分析其土壤理化性质和酶活性的特征，以期为生态公益林的土壤管理提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验地状况

试验地位于广东省佛山市高明区云勇生态林养护中心（112°40'E，22°43N），属亚热带季风气候，年平均气温22.5℃，1月（最冷月），平均13.9℃，7月（最热月），平均29.2℃;年均降雨量2000mm左右，集中于夏季;年平均相对湿度80%。地势属丘陵地带，土壤母岩为花岗岩，土壤为酸性赤紅壤（pH<5），土层厚（达1m以上）而肥沃。

2005年起，云勇生态林养护中心对打吊坑的杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook）林进行皆伐改造，栽植黎蒴（Castanopsis fissa）、荷木（Schima super-ba）和米老排（Mytilaria laosensis Hamamelidaceae）等乡土树种，改造成为生态公益林。林分的海拔、坡向、坡度和郁闭度分别为434m、WN34°、40°和0.8。树木的生长情况见表1。

2.2 试验设计

2016年5月在打吊坑针阔混交林设置3个20m×20m的样地，用5点取样法采集0～40cm土层的土壤样品，带回实验室，测定物理性质、化学性质指标及其酶活性。

2.3 试验方法

土壤物理性质测定方法：土壤容重、总孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度均采用环刀法测定，土壤含水量采用烘干法测定。土壤化学性质测定方法：土壤pH值用土水比1：2.5提取，用pH计测定土壤pH值;有机质含量采用重铬酸K容量法测定，全N含量采用半微量凯氏法测定，全P含量先用NaOH碱熔法将土壤样品溶解后提取待测液，再用钼蓝比色法测定，全K含量采用火焰光度计法测定。碱解N采用碱解扩算法测定，速效P采用钼蓝比色法测定，速效K采用火焰光度计法测定。用EDTA容量法测定交换性Ca和Mg。土壤酶活性测定方法：脲酶使用扩散法，磷酸酶用磷酸苯二钠比色法，过氧化氢酶用高锰酸钾滴定法测定。每个样品3个重复，结果取重复测定的算术平均值。

2.4 数据处理和分析

运用Microsoft Excel 2003对数据进行了统计分析。结果见表2～5。

3 结果与分析

3.1 土壤物理性质

由表2可知，打吊坑针阔混交林土壤容重为1.27g/cm3，土壤总孔隙度为52.19%，土壤毛管孔隙度为48.23%，土壤非毛管孔隙度为3.96%，土壤自然含水量为23.26%，土壤毛管持水量为31.36%。

3.2 土壤化学性质

由表3和4可知，打吊坑针阔混交林土壤有机质含量为17.79g/kgl，土壤pH值为4.38，土壤全N的含量为0.74g/kgl，土壤全P含量为0.20g/kgl，土壤全K含量为23.92g/kgl，土壤全Ca含量为143.16mg/kgl，土壤全Mg含量为610.31mglkgl，土壤碱解N含量为74.34mg/kgl，土壤有效P含量为0.65mg/kgl，土壤速效K含量为50.30mg/kgl，土壤交换性Ca含量为37.19mg/kgl，土壤交换性Mg含量为8.85mg/kgl。

3.3 土壤酶活性

由表5可知，打吊坑针阔混交林土壤过氧化氢酶含量为2.26ml/kg，酸性磷酸酶含量为454.80mg/kg，脲酶含量为566.75mg/kg。

4 结论与讨论

4.1 土壤物理性质

土壤容重的大小反映了土壤的质地、结构和有机质含量等综合物理状况，其中土壤质地和结构对水、气状况的影响，归根到底是土壤孔隙的大小和数量的问题。本研究中，打吊坑针阔混交林土壤容重高于梁永强等测得佛山云勇林场风景林、水土保持林和水土涵养林的土壤容重，且其土壤总孔隙度和非毛管孔隙度低于风景林、水土保持林和水土涵养林的总孔隙度和非毛管孔隙度，说明打吊坑针阔混交林在佛山地区中土壤容重中等，通气性较一般。

土壤自然含水量即湿度能较好地反映在自然状况下，土壤水分和林内湿润状况，毛管持水量是毛管上升作用所能保持的最大水量。本研究中，打吊坑针阔混交林土壤自然含水量以及毛管持水量均低于梁永强等测得云勇林场风景林、水土保持林、水土涵养林、杉木林的自然含水量以及毛管持水量，但高于曹鹤等测得华南地区八种人工林的自然含水量以及毛管持水量，说明打吊坑针阔混交林保水性较一般。

4.2 土壤化学性质

土壤养分通过为植物的生长发育提供必要的养分，直接影响林木的生长和土壤生态系统的养分循环。打吊坑针阔混交林土壤呈强酸性，有机质、碱解N和速效K属于四级，处于中等水平，全N和全P属于五级，处于中下水平，全K属于二级，处于中上水平，有效P属于六级，处于低水平。打吊坑针阔混交林土壤有机质含量、全N含量和有效P均低于黄香兰测得的华南地区荷木和湿地松对应的含量，而全P、全K、碱解N和速效K含量均高于荷木、湿地松和尾叶桉对应的含量;其有机质含量、全N含量、碱解N含量以及有效P含量低于谢腾芳测得惠州地区火力楠和红苞木对应的含量，而全P、全K和速效K含量高于火力楠和红苞木对应的含量;其养分含量除有效磷外均高于薛立等在佛山测得的湿地松和加勒比松养分含量。说明打吊坑针阔混交林需施氮磷肥，同时改善土壤酸化状况，提高有机质含量以及养分平衡。

4.3 土壤酶活性

土壤酶通过参与土壤微生物代谢和物质转化等生物化学进程，直接影响物质转化循环的速率。本研究中，土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及脲酶活性均大于华南地区荷木、湿地松和马尾松以及惠州地区火力楠和红苞木的对应酶活性。说明打吊坑针阔混交林地酶活性较高，有利于有机分子中肽键的水解，提高土壤有效N的含量，促进土壤腐殖质合成和土壤有机质的积累。

综上所述，打吊坑针阔混交林土壤状况处于中等水平，黄香兰等指出，木荷的林冠大，凋落叶多，所以积累于土壤表层的有机质多，能有效地改善土壤的土粒结构，减小土壤紧实度，因此，打吊坑针阔混交林可增加荷木的栽植比例，以改善土壤的理化性质。