不同林龄大花序桉人工林土壤物理特征

邱炳发，邓翔胜，陆珍先，何 鹏，覃林波，程 飞*

(1. 广西国有东门林场，广西 扶绥 532108；2. 广西大学林学院， 南宁 530004)

大花序桉(Eucalyptuscloeziana)是桃金娘科桉属的高大乔木，原产于澳大利亚昆士兰州，20世纪70年广泛引种于我国南方各省区。大花序桉木材黄褐色、硬度高，纹理通直、结构均匀、耐久沉重，是珍贵的实木利用树种，广泛用于实木地板、家具、建筑、电杆、雕刻等，具有广阔发展前景[1]。

尽管大花序桉引种自国外，但是根据广西国有东门林场实地调查发现大花序桉自然更新能力强，能完成自然更新，即大花序桉已经适应了当地气候条件及生态环境。目前，大花序桉的研究主要集中在木材材性[2-3]、林木生长规律[1]、遗传育种[4-5]、组织培养[6-7]、育苗技术[8-9]、造林和抚育技术[10]等方面，人工林土壤特征未见研究报道。本研究以不同林龄的大花序桉人工林为研究对象，测定其土壤物理因子，旨在揭示不同林龄大花序桉人工林的土壤物理特征差异，为查明大花序桉人工林生长规律和维持林地生产力提供参考，并为大花序桉的推广和人工林的可持续经营提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地点广西扶绥县国有东门林场雷卡分场(108°35′E, 22°40′N)，属南亚热带季风气候区，年均降水量1 050～1 300 mm，年平均气温在21.3～22.8 ℃，历年最低、最高气温分别为-0.6 ℃和39.5 ℃，年≥10 ℃积温7 502 ℃，年平均日照1 693 h，年均无霜期346 d。土壤以赤红壤为主，平均海拔300～600 m。

1.2 样品采集

土壤样品采自东门林场雷卡分场6、18、30和36 a生大花序桉人工林下，采样人工林概况见表1。2019年7月中旬在各林龄样地分别挖取3个土壤剖面，除去表层凋落物后，用环刀分别采集0～20 cm土层原状土，采用常规方法测定土壤容重、持水量、孔隙度和通气度等物理指标。

表1 大花序桉林人工样地概况

1.3 数据分析

将原始数据采用Excel进行统计整理，用SPSS 17.0分析软件进行单因素方差分析，揭示不同林龄大花序桉人工林对土壤容重、持水量、孔隙度和通气度的影响，随后采用Duncan多重比较分析不同林龄之间的差异，并采用Pearson相关性分析土壤物理因子之间的相关关系。

2 结果与分析

2.1 土壤容重

由图1可看出，不同林龄大花序桉人工林土壤容重有着显著差异，6 a生人工林的土壤容重明高于30 a生人工林，而18 a生和36 a生人工林土壤容重与二者差异不显著。土壤容重大小总体表现为6 a生>18 a生>36 a生>30 a生(图1)，随林龄增大，容重趋于减小,林龄超过30 a以后，土壤容重又上升。

图1 不同林龄大花序桉人工林土壤容重

2.2 土壤持水量

图2表明，不同林龄大花序桉人工林3个土壤持水量因子差异均不显著，其中土壤最大持水量随林龄增大，呈现先增大、后一直下降趋势；土壤毛细管持水量和田间持水量随林龄增加呈现先上升、后下降、再又上升趋势，在林龄30 a达到最低。

2.3 土壤孔隙度和通气度

单因素方差分析表明，不同林龄大花序桉人工林土壤3个孔隙度因子均存在显著差异，但通气度不显著(表2)，Duncan多重比较显示，18 a生和36 a生人工林的土壤非毛管空隙度明显低于30 a生的人工林，18 a生大花序桉人工林的毛管孔隙度显著高于30 a生人工林。6 a生和18 a生人工林的总孔隙度显著高于30 a生和36 a生人工林。土壤非毛管空隙度大小总体表现为30 a生>6 a生>36 a生>18 a生，毛管空隙度为18 a生>6 a生>36 a生>30 a生，总孔隙度为6 a生>18 a生>30 a生>36 a生，通气度为6 a生>18 a生>30 a生>36 a生。可以看出，除非毛管孔隙度外，其它指标总体上随林龄增大而有所降低(图3)。

A.最大持水量；B.毛管持水量；C.田间持水量图2 不同林龄大花序桉人工林土壤持水量

表2 不同林龄大花序桉人工林土壤孔隙度和通气度的单因素方差分析结果

A.非毛管孔隙度；B.毛管孔隙度；C.总孔隙度；D.通气度图3 不同林龄大花序桉人工林土壤孔隙度和通气度

2.4 土壤物理因子相关性

表3表明，不同林龄大花序桉人工林土壤容重与总孔隙度呈现显著正相关，持水量与非毛管空隙度多呈现较为明显的负相关，但与毛管孔隙度和总孔隙度成显著的正相关，通气度与总孔隙度呈显著正相关。

表3 土壤物理因子之间的Pearson相关性分析

3 结论与讨论

大花序桉兼具红木好材质、桉树速生特性，被称为“桉树中的红木”，是理想中高档用材树种，在广西普遍种植，承担着桉树栽植转型优选树种之一。通过近40 a引种栽培，研究者已对大花序桉进行了多方面研究，但随林龄变化林地土壤因子变化状况研究了解甚少。本研究结果为，不同林龄大花序桉人工林土壤容重随林龄增大，总体趋于减小。原因是随着林龄增大，土壤有机质累积越多，从而对土壤容重造成影响[10-12]。土壤有机质自身结构疏松多孔，同时还能有效促进土壤团聚体结构的形成，从而改善较大林龄大花序桉人工林土壤结构，降低土壤容重[13-14]。土壤容重仅与总孔隙度呈显著正相关，原因可能是容重越大，毛管空隙越多，而毛管孔隙度在总孔隙中占比较高，从而表现出正相关关系。总体上随大花序桉人工林林龄增大，毛管持水量、田间持水量、毛管空隙度、总孔隙度、通气度有所降低。

尽管6 a生和18 a生的林地土壤有效水状况优于30 a生和36 a生的大花序桉人工林，但容重增大会阻碍林木根系生长和延伸，同时由于土壤通气透水性降低也会抑制林木根系生长和微生物活动。因此，在大花序桉人工林应采取适当营林措施，如松土和施用有机肥等，改善土壤物理状况。