低碳营林对土壤理化性质的影响研究

2018-02-13黄小军

乡村科技 2018年36期

黄小军

（广东省连山林场，广东连山 513200）

土壤是植物健康生长的重要物质基础，能够为植物提供生长所需的水分、矿物质营养元素与其他微生物，而且土壤是陆地生态系统中不可或缺的重要部分。人工林经营措施中，如抚育、施肥、垦地或者间伐在某种程度上都会对林地土壤的理化性质产生很大影响。

1 低碳概述

低碳主要是指温室气体排放量尽可能低。随着社会经济的快速发展、人口数量的不断增加，二氧化碳的排放量越来越多，地球臭氧层遭受着不同程度的危机，灾难性气候变化开始屡屡出现，并且在一定程度上会严重影响人们的生存环境与健康安全，广大民众值得引以为豪的高速增长的国内生产总值（GDP）也会因为环境污染、气候变化而大大降低［1］。自从工业革命出现以来，人类可以开展各种各样的活动，尤其是开采或者燃烧煤炭等其他化石能源，大气中的二氧化碳含量开始急剧增加，在一定程度上会造成气候变暖。根据气象专家介绍，大气中的水蒸气、臭氧或者二氧化碳等气体通常都可以透过太阳短波辐射，使得地球表面升温，同时在某种程度上能阻挡地球表面开始转向宇宙空间发射长波辐射，使得大气出现增温现象，因此可以称臭氧、二氧化碳等气体为温室气体。此外，温室气体还包括甲烷、氧化亚氮、六氟化硫等。全球二氧化碳的排放量开始呈上升趋势，增温效应越来越严重。

2 研究方法

2.1 试验设计

试验设计低碳型、传统型2种营林模式，营林的初植密度为2 600株/hm2，整地以穴垦为主要方式，同时应保证穴的长、宽、深分别为55、55、45 cm。在低碳营林模式下，整地之前一般不炼山，人工伐倒林地上的植被对林地进行覆盖［2］。正常情况下，先培育出至少一年生以上裸根苗，再移植一年生以上裸根苗于容器中培育至少一年，之后进行大苗造林，在整个幼林期不进行抚育，只需要伐除藤本植物即可。在传统营林模式下，整地之前一般都会火烧炼山，然后用一年生以上裸根苗造林，造林之后连续5 a采用锄抚或者刀抚方式进行抚育。

2.2 土壤样品采集和分析

在清理林地之前以及造林之后第3年、第8年、第12年，对这两种不同营林模式选择具有代表性的地块来采集土壤样品。土壤采集深度应为0 cm或者30 cm，每个采样点一般取1.3 kg混合均匀土样于没有细菌的袋子中，带回实验室进行测定。样品测定指标主要为土壤容重、土壤含水率与其他有机质含量，采用的测定方法分别为烘干法、环刀法与重铬酸钾法。

3 低碳营林对土壤理化性质的影响

3.1 土壤有机质含量

土壤有机质含量是判断土壤肥力的重要指标。准确地讲，土壤中的有机质是土壤中固相部分的重要组成部分，是其他植物营养的主要来源，是植物生长过程中必不可少的重要元素，通过改善土壤的物理性质，能够有效促进微生物与其他土壤生物的活动，在短时间内能够让土壤中的营养元素快速分解，同时能提升土壤的保肥性与缓冲性，土壤的保肥性、缓冲性与土壤的结构性、通气性、渗透性与吸附性联系非常密切。正常情况下，在其他条件相同的状态下，土壤中的有机质含量与土壤肥力呈正相关关系。土壤中的有机质绝大多数来自于动物或者其他植物残体，高等植物是其主要来源。在原始土壤中，最早出现的母质中的有机体以微生物为主，随着生物的不断进化与成土过程的快速发展，动物和植物中的残体与分泌物逐渐成为土壤有机质的重要组成部分。在其他一些自然土壤中，土壤中植被残落物与根系是土壤有机质的重要来源，如灌丛、树木与草类，每年都向土壤提供很多有机残体［3］。同时，农田土壤的有机质来源也非常广泛，主要有农作物的根茬、还田秸秆、人畜粪尿、人为使用的一些有机肥料等。清理林地之后土壤中的有机质含量会发生变化，本试验中传统型营林与低碳型营林的土壤有机质整体含量有所下降。

3.2 对林地土壤容重的影响

土壤容重，通常是一定容积的土壤烘干之后的质量和同容积水的比值。土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤中有机质含量或者其他土壤管理措施联系非常密切。容重越小，土质越疏松；容重越大，土壤越容易结板。黏质土的容重小于沙质土，有机质含量高、结构性好的土壤容重小，耕作可降低土壤容重。一般含矿物质多、结构差的土壤，土壤容重为1.4～1.7，含有机质多、结构好的土壤，土壤容重为1.1～1.4。土壤容重可用来计算一定面积耕层土壤的质量和土壤孔隙度，同时还可以作为土壤熟化程度的重要指标之一，熟化程度较高的土壤，容重较小。

对于低碳型营林方式，从林地清理前直到幼林期间没有经过炼山抚育，因而土壤结构没有发生太大变化，林地土壤容重通常不会发生太大变化，基本处于平衡状态。在传统营林方式中，经过炼山抚育，改善了土壤板结程度，下降了土壤空隙度，在这种情况下，林地土壤容重呈快速上升趋势。

3.3 对幼林生长产生的影响

低碳型营林一般用一年生以上容器苗，高度约为82.1 cm；传统型营林一般应用一年生左右的裸根苗，裸根苗高度约为31.5 cm。低碳型营林中的高规格苗木在一定程度上保障了造林之后幼株和林地杂灌草的竞争优势。在低碳型营林延迟一年进行定植、免前期3年抚育的前提条件下，相比传统型营林树高增长6.9%，胸径减少3.6%，单位面积立木材积量差异不大，绝大多数为156m3/hm2。

3.4 对林地土壤含水量的影响

土壤含水量通常是指土壤中的水分含量，主要是指土壤中的绝对含水量，一定量土烘干之后含有一部分水分，这就是土壤含水量。用于测量土壤含水量的方法有很多种，比较常见的有烘干法、中子法和其他张力计法、驻波比法、时域反射击法与光学法等［4］。其中，烘干法又称称重法，主要是指直接测量土壤水分的一种方法，同时也是国际上常用的标准方法。正常操作是用土钻来采取土样，用0.2 g精确度的天平秤来称取土样质量，记为土样的湿度质量M，然后在107℃的烘箱中把土样烘干7～9 h直到恒重，此时记作干质量ms，之后计算土壤含水量。张力计法，又称负压计法，主要是测量土壤水吸力测量。当把陶土头插入被测土壤后，管内的自由水会通过多孔陶土壁和土壤中的水进行接触，通过交换之后会达到一种水势平衡状态，此时从张力计上读到的数值就是土壤水吸力值。传统型营林经过炼山、打穴、造林之后，土壤中含水量呈下降趋势，下降速度一般高于低碳型营林。