基于几种人工林土壤磷含量的南方林地经营管理改进措施

黄建辉

(福建三明林业学校，福建 三明 365001)

1 研究方法

1.1 土壤取样及前处理

供试土壤采自福建省三明市莘口镇小湖工区内的福建柏、木荷和楠木人工林，3种人工林均由与之毗邻的天然林转换而来。采用土钻法分别对3种人工林表层5 cm进行S型多点随机采样。样品采回后至于室内自然风干，风干后挑出肉眼可见的石粒和根系，过100目筛。

1.2 土壤磷测定

三种人工林土壤总磷含量采用钼蓝比色法测定，有效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定。同区域天然林总磷含量和有效磷含量则引用文献[1]和[2]的数据。

2 结果

2.1 3种人工林土壤总磷含量

福建柏、木荷和楠木3种人工林土壤总磷含量介于133～191 mg/kg之间，极显著低于同一区域天然林土壤总磷含量(480 mg/kg)，仅为天然林的28%～40%。该地区原生植被均为常绿阔叶天然林，人工林皆在天然林砍伐后而建植起来。图1的结果表明人工林经营过程中土壤总磷含量大幅下降。

2.2 3种人工林土壤有效磷含量

土壤有效磷是植物和土壤微生物可利用的活性磷库，土壤有效磷的含量反映了土壤对植物磷素的供应能力。如图2所示，福建柏、木荷和楠木3种人工林土壤有效磷含量分别为2.1 mg/kg，1.6 mg/kg，2.0 mg/kg和，而与这3种人工林毗邻的天然林有效磷含量却高达6.8 mg/kg。天然林砍伐，转而种植和经营人工林后土壤有效磷浓度下降了69%～76%，表明人工林经营过程中极大削弱了土壤磷的供应能力。

图1 3种人工林和天然林土壤总磷含量

图2 3种人工林和天然林土壤有效磷含量

3 维持土壤磷含量的几点建议

3.1 避免炼山清理采伐迹地

用火烧炼山是热带和亚热带地区森林采伐后一种普遍的迹地清理方式，因其操作简单、投入成本低而受到广大林农的长期青睐，至今已沿用了上千年。然而采用炼山进行采伐迹地清理将导致土壤中磷含量迅速下降，其原因主要包含3个方面。

(1)土壤中的磷在温度达到300～500 ℃将被大量氧化，炼山时的火烧温度通常在700 ℃以上，因而炼山后表层土壤中大量磷将被直接灼烧损失；

(2)亚热带森林土壤磷主要来源于植物体，采伐剩余物和地表凋落物是土壤磷的一个巨大供应库，而火烧直接带走了这部分磷库，使得幼林地土壤磷的供应迅速减少；

(3)南方地区山高坡陡、降雨量大，炼山后幼林地水土流失严重。据同区域研究报道，炼山后幼林地表土层每年的侵蚀量高达25 t/亩[3]。土壤侵蚀是一个选择性迁移过程，被径流剥蚀和搬运的土壤往往养分含量较高，炼山第一年幼林地土壤磷素因水土流失而损失的量达7 kg/亩[3]。

在今后林业生产过程中不提倡使用火烧来清理采伐迹地，建议将采伐剩余物进行带状堆积，可根际实地情况推广扒带方式进行造林。扒带造林一方面减少了灼烧和水土流失引起的土壤磷损失，另一方面带状堆积的采伐剩余物可为土壤提供磷养分。

3.2 合理整地

造林前迹地整理方式的选择亦会影响土壤养分和肥力水平。根据整地时对土壤的干扰程度可将整地方式分成全垦、撩壕、水平带垦、穴垦四种。其中全垦对迹地的干扰面积最广、强度最大，而穴垦最小。全垦导致的土壤肥力流失也最严重，湖南株洲朱亭林区采用全垦整地方式营造杉木幼林地前5年的土壤冲刷量高达15.72 t/ha，而采用穴垦整地的杉木幼林前5年的土壤冲刷量仅为0.1 t/ha，全垦整地后的幼林地水土流失严重，使得肥力(包含土壤磷含量)大幅下降[4]。因此，为了维持幼林地土壤磷肥含量，应尽量采用干扰面积小、干扰强度低的整地方式。

3.3 合理管理幼林地杂灌

人工林林下灌木和草本是整个生态系统垂直空间结构的重要一层，对于整个生态系统磷的循环有较大影响。首先，灌草层是森林生态系统磷库的一个重要分库，一年生草本植物的枯萎和死亡是向土壤归还磷养分的一个重要途径；其次，林下灌木和草本与林木之间形成一种对土壤磷的竞争关系，而且往往以灌草在对土壤养分竞争中占优势，灌草过多和快速的生长将不利于林木的生长；再者，林下灌草有着良好的保水固肥(磷)作用，一定的林下灌草可减少磷肥的流失。传统的林业生产为了解除林下灌草对土壤磷等养分的竞争，往往会对幼林地进行频繁的抚育管理，然而不当的抚育管理措施又将产生大量的水、土、肥(包含磷)的流失。因而维持人工幼林地土壤磷含量需要对幼林地进行科学、权衡地管理，具体需要遵循以下几点原则：第一，采用干扰较小的方式清理灌草，依幼林地实际情况可采用刀抚劈灌、化学锄草等方式，对于林下小灌木较多的幼林地采用全面刀抚，而对于五节芒、黑莎草较多的幼林地则可使用针对性的化学除草剂，避免使用锄草松土的方式，否则容易引发土壤磷肥流失；第二，对灌草进行抚育管理时要避开暴雨季节。

3.4 科学选育树种

土壤中磷的供应主要依赖于植被凋落物的归还，因而植物体本身的生理养分特性对土壤磷的调控有很重要的影响，科学的选育造林树种是维持人工林土壤磷含量的关键一步。首先，树种本身特性的差异导致叶片磷含量的不同，从而影响归还到土壤中磷的总量。豆科树种叶片磷含量通常高于非豆科树种。杉科、松科等针叶树种，因其针叶内木质素含量较高，不利于土壤微生物的分解，因而不利于磷肥的归还。其次，由于树种本身生物学差异，导致不同树种的凋落物归还量不同，使得磷的输入量也存在很大差异。例如杉木幼林地前6～8年几乎不产生凋落物，因而杉木幼林时期地上部分归还到土壤中磷的量非常低。到了杉木成林时期，即使有杉木叶衰老死亡，但枯死的杉木叶可挂在树干上长达1～2年而不凋落。综合上述分析，为了维持人工林土壤较高的磷含量，在选育树种时应尽量选择乡土的固氮或阔叶树种。