海口市海防林不同类型森林土壤肥力差异分析

何松 薛雁文 宿少锋 薛杨

摘要    以海口市沿海3种不同森林类型植被为研究对象，釆用典型样地法，分析研究3种人工林（木麻黄林、加勒比松林、大叶相思林）土壤养分状况。结果表明，3种不同森林类型植被土壤属于弱酸性，低氮肥力土壤，全磷、全钾含量都很低;木麻黄林和加勒比松林土壤有效磷含量丰富，大叶相思土壤有效磷含量低;木麻黄林和大叶相思林土壤速效钾含量低，加勒比松林土壤速效钾含量中等;木麻黄林和加勒比松林土壤硝态氮和土壤铵态氮含量低，相思林土壤铵态氮和硝态氮较高。

关键词    海防林;土壤肥力;海南海口

中图分类号    S714.8        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）06-0168-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Research  on  Soil  Fertility  Differences  of  Different  Coastal  Protective  Forest  in  Haikou  City

HE Song 1    XUE Yan-wen 2    SU Shao-feng 2    XUE Yang 2 *

（1 Haikou Wetland Protection and Management Center，Haikou Hainan 570131; 2 Hainan Academy of Forestry）

Abstract    Taking three different types of forest vegetation along the coast of Haikou City as the research object，the soil nutrient status of three artificial forests（Casuarina equisetifolia，Pinus caribaea Morelet and Acacia auriculiformis）was analyzed by typical plot method.The results showed that the soils of three different types of forest vegetation were weakly acidic，all were low-nitrogen fertility soils，and the total phosphorus and total potassium contents were very low.The soil available phosphorus content of Casuarina equisetifolia forest and Pinus caribaea Morelet forest was rich，and the content of available phosphorus in Acacia auriculiformis soil was low.The soil available K content in Casuarina equisetifolia and Acacia auriculiformis forest was low，and the soil available K content in Pinus caribaea Morelet soil was medium.The contents of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen in Casuarina equisetifolia forest and Pinus caribaea Morelet forest were low，while those in Acacia auriculiformis forest were higher.

Key words    coastal protective forest;soil fertility;Haikou Hainan

海防人工林是抵御台风、减轻土壤盐碱化和保护农业生产等的一个重要手段，同时具有供应木材、维护生态平衡和提升生态功能等重要作用[1]。但是，与自然半自然森林和内陆人工林相比，海防林人工林的植被结构和土壤成分研究较少，特别是这些人工林在禁伐后的植被演替、土壤养分变化规律等还缺乏系统性的试验研究[2]。

海口市位于海南岛东北部，是海南省台风登陸最频繁、破坏最严重的地区之一。海口地区从20世纪50年代开始大量种植了不同林分的人工林，造林主要以椰子林（Cocos-nucifera）、大叶相思（Acacia auriculiformis）、木麻黄（Casuari-na equisetifolia）、桉树（Eucalyptus robusta）、加勒比松（Pinus caribaea Morelet）等树种为主，目前成为了海南省既有不同造林年龄、又有多树种混交类型的人工林林分。这使得海口市成为了研究不同类型人工林禁伐后土壤化学性质等变化规律的一个极佳地点，有利于指导今后沿海人工林建设与保护[3-4]。本文以海口市灵山镇和三江镇的木麻黄林、加勒比松林、大叶相思林为研究对象，选取年龄组成相近的木麻黄林、加勒比松林、大叶相思林，对3种不同森林类型土壤化学性质分析研究，评价海口市北部3种不同森林类型土壤肥力的状况，为了解该区土壤化学性质和指导人工林可持续性经营提供参考。

1    材料与方法

1.1    研究区概况

海口市位于海南岛东北部，地处东经110°10′～111°41′、北纬19°32′～20°05′，属热带海洋性气候，年平均气温22～26 ℃，极端最高气温40 ℃，极端最低气温-1.4 ℃，年平均降雨量1 500～2 000 mm，光温充足，光合潜力高。主要植被类型有椰子林、桉树林、木麻黄林、次生林、相思林、红树林等。土壤类型主要有砖红壤、滨海沙土和浅海沉积砂壤等，土壤pH值为5.2～6.4。

1.2    研究方法

1.2.1    样地选择。在研究区域选择年龄组成相近且具有代表性人工林：大叶相思、木麻黄、加勒比松为调查对象进行研究，并建立样地1 hm2。在样地内分别设置20 m×20 m的标准地各2块，采用PVC管对每个样地做标记。调查记录各标准地的经纬度、郁闭度和林下灌草，并对样地中的乔木层进行每木检尺。3种森林类型林地基本概况详见表1。

1.2.2    样品采集及分析。①样品采集。同一种森林类型分别设置2个典型样地，每个样地按照地形分布随机取3个剖面，在每个剖面按照0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm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。分析研究3种不同森林类型土壤肥力。②土壤分析测定方法。化学指标的测定：土壤pH值用电位法测定;土壤有机质含量用铬酸氧还滴定法测定;土壤全氮含量用半微量开氏法测定;土壤全磷含量用酸溶-钼锑抗比色法测定;土壤全钾含量用碱溶-火焰光度法测定;土壤有效磷含量用BrayⅠ提取-钼锑抗吸光光度法测定;土壤速效钾含量用乙酸铵浸提-火焰光度法测定;土壤硝态氮含量用1 mol/L KCl浸提-连续流动分析仪测定;土壤铵态氮含量用1 mol/L KCl浸提-连续流动分析仪测定[5]。

1.3    统计分析

试验数据采用Microsoft Excel 2003处理。方差和相关性分析用SAS 8.1处理。各处理平均值比较采用最小显著差异法（LSD），并将众多相关性指标化为少数几个相互独立的综合独立指标，对人工林土壤养分综合打分，最终得到人工林土壤综合肥力水平[6]。

2    结果与分析

2.1    不同森林类型土壤pH值分析

从表2可以看出，3种森林类型土壤pH值介于5.15～6.56之间。其中，木麻黄林0～100 cm土壤pH值介于6.21～6.50，属于弱酸性土壤;加勒比松0～100 cm土壤pH值介于6.43～6.56，属于弱酸性土壤;大叶相思林0～100 cm土壤pH值介于5.15～5.20，属于弱酸性土壤。土壤pH值加勒比松林>木麻黄林>大叶相思林。

2.2    不同森林类型土壤全氮含量分析

从表3可以看出，3种森林土壤全氮含量介于0.20～0.77 g/kg之间，基本上属于低氮肥力土壤。3种森林土壤全氮含量在土壤剖面中具有明显的垂直分布性，随着土壤深度的增加呈降低趋势。其中木麻黄林0～100 cm土壤全氮含量介于0.20～0.51 g/kg，属于低氮肥力土壤;加勒比松0～100 cm土壤全氮含量介于0.22～0.56 g/kg，属于低氮肥力土壤;大叶相思林0～100 cm土壤全氮含量介于0.37～0.77 g/kg，土壤氮肥力同样不高。3种森林类型土壤全氮含量大叶相思林>加勒比松林>木麻黄林。

2.3    不同森林类型土壤全磷、全钾含量分析

海口市沿海3种森林类型土壤全磷含量介于0.02%～0.08%，基本上不超过0.1%（表4）。统计分析结果表明，3种森林土壤全磷含量之间差异不大。海口市沿海3种森林土壤全钾含量介于0.66%～1.28%，大多介于四级和五级之间（表5）。除表层土壤（0～10 cm）和深层土壤（60～100 cm）外，3种森林土壤其他土层全钾含量存在显著差异（P<0.05），全钾含量依次为大叶相思林>加勒比松林>木麻黄林。

2.4    不同森林类型土壤有效磷含量分析

海口市沿海3种森林类型土壤有效磷含量介于2.59～168.76 mg/kg之间，变异很大（表6）。在土壤剖面中基本上随着土壤深度的增加呈降低趋势。其中，木麻黄林0～100 cm土壤有效磷含量介于13.28～85.40 mg/kg，有效磷含量丰富;加勒比松0～100 cm土壤有效磷含量介于27.12～168.76 mg/kg，有效磷含量丰富;大叶相思林0～100 cm土壤有效磷含量介于2.59～4.98 mg/kg，有效磷含量低。3种森林0～40 cm土壤有效磷含量差异显著（P<0.05），土壤有效磷含量依次為加勒比松>木麻黄林>大叶相思林。

2.5    不同森林类型土壤速效钾含量分析

海口市沿海3种森林类型土壤速效钾含量介于4.88～75.49 mg/kg之间，变异较大（表7）。其含量变化在土壤剖面中大致也呈现随着土壤深度的增加而减少的趋势。其中，木麻黄林0～100 cm土壤速效钾含量介于4.88～12.45 mg/kg，速效钾含量低;加勒比松0～100 cm土壤速效钾含量介于23.73～75.49 mg/kg，速效钾含量中等;大叶相思0～100 cm土壤速效钾含量介于21.41～43.07 mg/kg，速效钾含量较低。3种森林不同土层土壤速效钾含量差异显著（P<0.05），土壤速效钾含量依次为加勒比松林>大叶相思林>木麻黄林。

2.6    不同森林类型土壤土壤硝态氮含量分析

海口市沿海3種森林类型土壤硝态氮含量介于0.86～7.98 mg/kg（表8）。木麻黄林0～100 cm土壤硝态氮含量介于0.86～3.01 mg/kg;加勒比松0～100 cm土壤硝态氮含量介于1.01～5.78 mg/kg;大叶相思林0～100 cm土壤硝态氮含量介于1.70～7.98 mg/kg。3种森林不同土层硝态氮含量依次为大叶相思林>加勒比松林>木麻黄林。

2.7    不同森林类型土壤土壤铵态氮含量分析

海口市沿海3种森林类型土壤铵态氮含量介于2.44～9.99 mg/kg（表9）。木麻黄林0～100 cm土壤铵态氮含量介于2.44～5.48 mg/kg;加勒比松0～100 cm土壤铵态氮含量介于3.68～5.29 mg/kg;相思林0～100 cm土壤铵态氮含量介于5.33～9.99 mg/kg。3种森林表层（0～10 cm）土壤铵态氮含量无显著差异。其他土层土壤铵态氮含量依次为大叶相思林>加勒比松林>木麻黄林。

3    结论与讨论

3.1    海口市沿海沙地木麻黄样地土壤肥力

通过对海口市沿海沙地木麻黄样地土壤肥力分析可知，木麻黄林0～100 cm土壤pH值介于6.21～6.50，属于弱酸性土壤;木麻黄林0～100 cm土壤全氮含量介于0.20～0.51 g/kg，属于低氮肥力土壤;木麻黄林0～100 cm土壤全磷、全钾含量都很低;木麻黄林0～100 cm土壤有效磷含量介于13.28～85.40 mg/kg，有效磷含量丰富;木麻黄林0～100 cm土壤速效钾含量介于4.88～12.45 mg/kg，速效钾含量低;木麻黄林0～100 cm土壤硝态氮和土壤铵态氮含量。

3.2    海口市沿海沙地加勒比松样地土壤肥力

通过对海口市沿海沙地加勒比松样地土壤肥力分析可知，加勒比松0～100 cm土壤pH值介于6.43～6.56，属于弱酸性土壤;加勒比松0～100 cm土壤全氮含量介于0.28～0.56 g/kg，属于低氮肥力土壤;加勒比松林0～100 cm土壤全磷、全钾含量都很低;加勒比松0～100 cm土壤有效磷含量介于27.12～168.76 mg/kg，有效磷含量丰富;加勒比松0～100 cm土壤速效钾含量介于23.73～75.49 mg/kg，速效钾含量中等;加勒比松林0～100 cm土壤硝态氮和土壤铵态氮含量低。

3.3    海口市沿海沙地大叶相思样地土壤肥力

通过对海口市沿海沙地加勒比松样地土壤肥力分析可知，大叶相思林0～100 cm土壤pH值介于5.15～5.20，属于弱酸性土壤;大叶相思林0～100 cm土壤全氮含量介于0.37～0.77 g/kg，土壤氮肥力同样不高;大叶相思林0～100 cm土壤全磷、全钾含量都很低;大叶相思0～100 cm土壤速效钾含量介于21.41～43.07 mg/kg，速效钾含量较低;大叶相思林0～100 cm土壤有效磷含量介于2.59～4.61 mg/kg，有效磷含量低;大叶相思林0～100 cm土壤硝态氮含量介于1.70～7.98 mg/kg。相思林土壤硝态氮高，相思林0～100 cm土壤铵态氮含量介于5.33～9.99 mg/kg。

4    致谢

感谢海南文昌生态站平台数据。

5    参考文献

[1] 杨青青.海南文昌滨海台地不同森林林下灌草多样性及其与土壤因子关联分析[J].热带作物学报，2015，36（12）：2238-2244.

[2] 孟庆权，葛露露，林宇，等.滨海沙地不同林分类型土壤养分含量及其化学计量特征[J].亚热带农业研究，2018，14（4）：3-9.

[3] 薛杨，李学广，林之盼，等.海南不同类型木麻黄海防林森林肥力差异状况分析[J].热带林业，2013，41（1）：37-38.

[4] 许晓伟.上海一线海防林土壤肥力季节变化及综合评价[D].南京：南京林业大学，2012.

[5] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

[6] 袁志发，宋世德.多元统计分析[M].北京：科学出版社，2009.