5种森林类型不同土壤层化学性质分析

黄河　薛杨　王小燕

摘要[目的]研究临高县5种森林类型不同土层化学性质。[方法] 以临高县5种森林类型植被为研究对象，利用标准地调查法对5种森林类型不同土层化学性质进行分析。[结果] 5种森林类型土壤营养元素含量在不同土层呈现差异，同一森林类型不同土层深度的土壤营养元素含量也存在差异，同一森林类型不同营养元素含量随着土壤深度的变化其变化规律不同。[结论] 该研究为临高县森林经营管理提供参考。

关键词森林类型；不同土层；化学性质

中图分类号S714文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）08-0125-04

Soil Chemical Properties of Five Types of Forest

HUANG He1，XUE Yang2，WANG Xiaoyan2 et al（1.Hainan Tianji Forestry Planning and Design Co.，Ltd.，Haikou，Hainan 570203；2.Hainan Provincial Forestry Research Institute，Haikou，Hainan 571100）

Abstract[Objective] To study soil chemical properties of five types of forest in Lingao County.[Method]Selecting five types of forest vegetation as the research object in Lingao County， the soil chemical properties of five

types of forest by standard survey method were compared and analyzed.[Result]The content of soil nutrient elements in five types of forest were found in different soil depths.The differences of soil nutrient elements contents in different soil depths of the same forest type were also different.The variation regularity of different nutrient elements in the same forest type varied with soil depth.[Conclusion] The study provides reference for forest management in Lingao County.

Key wordsTypes of forest；Different soil layers；Chemical properties

基金項目国家公益性行业专项“海南岛东北部沿海防护林生物量与碳储量监测研究”（201304320）。

作者简介黄河（1990—），男，湖南长沙人，助理工程师，从事森林生态方面的研究。*通讯作者，高级工程师，硕士，从事森林生态方面的研究

鸣谢感谢国家级海南文昌生态站平台提供数据支持。

收稿日期2018-01-03

森林作为陆地生态系统的主体，是陆地上最大的碳储库[1]。在森林生态系统中，植物固定的CO2中约1/2通过凋落物归还到土壤[2]。不同森林类型凋落物及不同土层深度营养元素含量特征对于揭示土地利用方式变化具有重要意义。

笔者通过对临高县5种森林类型（次生林、木麻黄林、桉树林、椰子林、马占相思林）不同土层化学性质的分析，比较同森林类型不同土层化学性质（pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾、硝态氮和铵态氮等）之间的关系[3]，旨在为临高县森林抚育经营措施提供参考。

1材料与方法

1.1试验地概况

临高县位于海南岛西北部，地处

109°03′

～109°53′E，19°34′～20°02′N。地属琼北台地，地势平缓，土

壤肥沃。临高县热带季风气候明显，光照充足，高温多雨。年平均气温23～24 ℃，年降雨量1 417.8 mm，主要植被类型有椰子林、木麻黄林、桉树林、次生林、相思林、红树林等，土壤类型有砖红壤和滨海砂壤等，pH在4.81～6.59。

1.2试验方法

1.2.1样地选择。

选择具有代表性的典型林分5种，如椰子（Cocosnucifera）纯林、木麻黄（Casuarina equisetifolia）纯林、桉树（Eucalyptus robusta）纯林、次生林、马占相思（Acacia mangium）纯林。林地植被概况见表1。

1.2.2样品采集。

分别设置2个典型样地，毎个样地按照地形分布随机取3个剖面，在每个剖面按照0～20、20～40、40～60和60～100 cm自上而下将土层划分为5层，并将相同土层的土样均匀混合为一个样品，取回土样在阴凉通风处风干、过筛[4]，分析5种森林类型不同土层化学性质。

1.3测定项目与方法

土壤pH采用电位法测定；土壤有机质采用铬酸氧还滴定法测定；土壤全氮采用半微量开氏法测定；土壤全磷采用酸溶-钼锑抗比色法测定；土壤全钾采用碱溶-火焰光度法测定；土壤有效磷采用BrayⅠ 提取，钼锑抗吸光光度法测定；土壤速效钾采用乙酸铵浸提，火焰光度法测定；土壤硝态氮采用1 mol/L KCl浸提，连续流动分析仪测定；土壤铵态氮采用1 mol/L KCl浸提，连续流动分析仪测定[5]。

1.4数据分析

采用Excel 和SPSS 16.0进行统计分析，采用SAS 8.1 （SAS Institute Inc，Cary，NC，USA）进行方差和相关性分析。

2结果与分析

2.15种森林类型不同土层化学性质

土壤pH对土壤其他性质具有重要影响，是反映土壤质量最重要的指标。土壤有机质则是土壤化学性质中最重要的组成部分，是林木营养物质的主要来源，土壤有机质影响土壤的物理、化学及生物学活性[5]。从图1～9可以看出，临高县5种森林类型中椰子林土壤pH在6.03～6.51，桉树林土壤pH在4.03～5.32，相思林土壤pH在4.81～5.11，木麻黄林土壤pH在4.88～5.16，次生林土壤pH在5.40～6.02。椰子林土壤有机质在0.34～3.12 g/kg，桉树林土壤有机质含量在9.26～26.86 g/kg，相思林土壤有机质含量在11.18～28.68 g/kg，木麻黄林土壤有机质含量在12.34～24.03 g/kg，次生林土壤有机质含量在1.06～8.46 g/kg。椰子林土壤全氮含量在0.10～0.25 g/kg，桉树林土壤全氮含量在0.48～1.14 g/kg，相思林土壤全氮含量在0.64～1.63 g/kg，木麻黄林土壤全氮含量在0.57～1.11 g/kg，次生林土壤全氮含量在0.17～0.61 g/kg。椰子林土壤全磷含量在0.21～0.31 g/kg，桉树林土壤全磷含量在0.82～1.74 g/kg，相思林土壤全磷含量在0.91～1.20 g/kg，木麻黄林土壤全磷含量在1.01～1.30 g/kg，次生林土壤全磷含量在0.41～0.70 g/kg。椰子林土壤全钾含量在0.65～0.88 g/kg，桉树林土壤全钾含量在0.16～0.82 g/kg，相思林土壤全钾含量在1.33～2.65 g/kg，木麻黄林土壤全钾含量在0.29～1.07 g/kg，次生林土壤全钾含量在0.57～0.89 mg/kg。椰子林土壤有效磷含量在4.20～17.89 mg/kg，桉树林土壤有效磷含量在0.72～2.15 mg/kg，相思林土壤有效磷含量在0.98～2.96 mg/kg，木麻黄林土壤有效磷含量在0.72～2.28 mg/kg，次生林土壤有效磷含量在31.86～132.46 mg/kg。椰子林土壤速效钾含量在15.32～27.35 mg/kg，桉树林土壤速效钾含量在3.03～8.94 mg/kg，相思林土壤速效钾含量在7.25～17.46 mg/kg，木麻黄林土壤速效钾含量在9.79～13.13 mg/kg，次生林土壤速效钾含量在7.67～19.17 mg/kg。椰子林土壤硝态氮含量在0.56～1.25 mg/kg，桉树林土壤硝态氮含量在0.79～1.20 mg/kg，相思林土壤硝态氮含量在1.04～3.51 mg/kg，木麻黄林土壤硝态氮含量在1.56～3.27 mg/kg，次生林土壤硝态氮含量在0.86～3.16 mg/kg。椰子林土壤铵态氮含量在1.38～2.62 mg/kg，桉树林土壤铵态氮含量在2.66～3.97 mg/kg，相思林土壤铵态氮含量在2.80～5.15 mg/kg，木麻黄林土壤铵态氮含量在2.68～4.41 mg/kg，次生林土壤铵态氮含量在1.39～2.9 mg/kg。

2.2土壤pH、有机质含量

从图1～9可以看出，同一森林类型不同土层的土壤pH和有机质含量有所差异。在次生林和椰子林植被类型中，土层10～20 cm pH最高（6.02、6.51），60～100 cm最低（5.40），有机质含量特征与pH不同，次生林和木麻黄林在土层0～10 cm有机质含量最高（8.48和24.03 g/kg），次生林和桉树林在20～40 cm最低（1.06、4.03 g/kg）。在马占相思林、木麻黄林和桉树林植被类型中，土层60～100 cm pH最高（5.11、5.16、5.32），10～20 cm最低（4.81和4.85），有机质含量特征与pH不同，在土层10～20 cm有机质含量最高（28.68 g/kg），在土层60～100 cm最低（11.18和12.34、9.26 g/kg），该特征与次生林有所差异。椰子林有机质含量也在土层60～100 cm最低。

46卷8期黄 河等5种森林类型不同土壤层化学性质分析

2.3土壤全氮、全磷和全钾含量

从图1～9可以看出，同一森林类型不同土层的土壤全氮、全磷、全钾含量有所差异。不同土层的土壤全氮含量差异显著。临高县次生林植被类型土壤全氮含量随着土壤深度的加深而减少，而全磷含量则完全相反。马占相思林土壤全氮含量随着土壤深度的变化无明显的规律特征，其中在土层10～20 cm含量最高（1.63 g/kg），在土层60～100 cm含量最低（0.64 g/kg）。全磷含量随着土壤深度的变化各土层间差异不大。木麻黄的全氮含量变化规律与次生林相似。随着土壤深度的增加，土壤全氮含量总体呈递减趋势。全磷含量特征和马占相思林的特征相同，均表现出不明显的差异。桉树的全氮含量在

土层

40～60 cm最高，土层60～100 cm最低，其含量无明显的增减趋势。椰子林的全氮和全磷含量随着土壤深度的增加无明显变化。次生林的全钾含量随着土壤深度的增加而遞减，马占相思林呈相反趋势。木麻黄林和桉树林随着土壤深度的增加无明显变化规律，椰子林的全钾含量与土壤深度无明显的相关性，趋于平稳。

2.4土壤有效磷、速效钾、铵态氮和硝态氮含量

从图1～9可以看出，随着土壤深度的增加，土壤有效磷、速效钾、铵态氮和硝态氮含量均呈显著性差异。土层从0～10 cm到60～100 cm次生林的土壤有效磷含量大部分呈递增趋势，但土层40～60 cm含量大于60～100 cm。马占相思林的土壤有效磷含量随着土壤深度的增加而减少，但0～10 cm的有效磷含量少于10～20 cm，这可能与海南常年高温多雨有关。木麻黄林土壤有效磷含量随着土壤深度的增加呈递减趋势，含量最高为土层0～10 cm（2.28 mg/kg）。桉树林土壤有效磷含量与土层深度的关系与木麻黄相同，但土层20～40 cm（0.72 mg/kg）的有效磷含量与整体变化规律不同。椰子林不同土层的有效磷含量变化较大。土壤有效磷含量最高的是土层40～60 cm（17.89 mg/kg），在土层60～100 cm含量最低，土层0～10 cm的有效磷含量为7.21 mg/kg，低于土层10～20 cm，随着土层深度的增加无明显的变化规律。

土层从0～10 cm到60～100 cm次生林的土壤速效钾含量呈先减少再增加的趋势，但土层20～40 cm的含量最低，土层0～10 cm的含量为19.17 mg/kg，大于土层10～20 cm，土层60～100 cm的含量为18.32 mg/kg，大于土层40～60 cm，马占相思林在土层10～20 cm的速效钾含量最高（17.46 mg/kg），土层60～100 cm的含量最低（7.25 mg/kg）。随着土层深度的增加，木麻黄林土壤速效钾含量无明显变化规律，桉树林的土壤速效钾含量递减，椰子林的土壤速效钾含量趋于平稳。

土层从0～10 cm到60～100 cm，次生林、马占相思林、木麻黄林、桉树林和椰子林的土壤硝态氮和铵态氮含量随着土壤深度的增加均呈递减趋势。说明土壤硝态氮和铵态氮含量的变化规律比较固定，与土壤类型和森林类型无明显的相关性。土壤硝态氮和铵态氮含量仅与土层深度有关。土壤铵态氮含量随着土层深度的变化其变化幅度小于硝态氮，说明在各土层中土壤铵态氮含量趋于稳定。

3结论与讨论

矿物质风化是土壤中矿物质养分库的主要来源，但不同森林类型由于组成树种不同、土壤微生物作用不同、凋落物量及其组成和分解速率的差异，导致土壤层不同养分含量的差异[6-8]。同一森林类型不同土壤层中，各土壤营养元素含量不同，随着土壤深度的增加，部分营养元素含量呈递减趋势，但也有一部分呈增加趋势。此外，随着土层深度的增加，次生林的土壤速效钾含量呈先减少再增加趋势。这可能与次生林的后天人工干扰程度、次生林内所含树木种类多、树种年龄阶段的差异等因素有关。随着土壤深度的增加，次生林、马占相思林、木麻黄林、桉树林和椰子林的土壤硝态氮和铵态氮含量随着土壤深度的增加均呈递减趋势。

综上所述，临高县5种森林类型土壤营养元素含量在不同土壤深度呈现差异，同一森林类型不同土层深度的营养元素含量也存在不同，同一森林类型不同营养元素含量随着土壤深度的变化其变化规律也不同。

参考文献

[1]

POST W M，KWON K C.Soil carbon sequestration and landuse change：Processes and potential[J].Global change biology，2000，6（3）：317-327.

[2] LAL R.Forest soils and carbon sequestration[J].Forest ecology and management，2005，220（1/2/3）：242-258.

[3] 渠开跃，代力民，冯慧敏，等.辽东山区不同林型土壤有机质和NPK分布特征[J].土壤通报，2009，40（3）：558-562.

[4] 周婉娟，石珊奇，宿少锋，等.5种森林类型土壤理化性质分析[J].安徽农业科学，2017，45（13）：114-118.

[5] 苏日娜，海春兴，李占宏.不同空间表土土壤孔隙度分布规律研究：以毛乌素沙地为例[J].北京农业，2015（31）：201-202.

[6] LEBAUER D S，TRESEDER K K.Nitrogen limitation of net primary productivity in terrestrial ecosystems in globally distribuled[J].Ecology，2008，89（2）：371-379.

[7] 徐馨，王法明，鄒碧，等.不同林龄木麻黄人工林生物多样性与土壤养分状况研究[J].生态环境学报，2013，22（9）：1514-1522.

[8] 黄承标，吴仁宏，何斌，等.三匹虎自然保护区森林土壤理化性质的研究[J].西部林业科学，2009，38（3）：16-21.