开敞度调控对人工红松阔叶林土壤理化性状的影响

梁基哲

（辽宁省西丰县郜家店镇人民政府，辽宁 铁岭 112411）

土壤是森林生态系统的重要资源，对促进植被生长、维持森林生态系统具有重要作用。在森林植被生长过程中，良好的土壤理化性状可以为其生长提供良好的条件。有研究发现，开敞度调控对林地土壤理化性状会产生一定的影响，对于人工红松阔叶林也是如此。适当的抚育强度能够更好地对林分结构进行调整，促进林木生长。本研究以人工红松阔叶林为研究对象，分析开敞度调控对人工红松阔叶林土壤理化性状的影响，为实现人工红松阔叶林的精准化培育提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验在辽宁省西丰县林业种植基地进行，该试验地位于东经124°16′10″～125°06′20″，北纬42°22′07″～43°07′35″，属于中温带亚湿润区季风型大陆性气候，年平均气温5.1 ℃，年平均降水量738 mm，全年无霜期135 d左右，土壤以暗棕壤为主[1]。

1.2 试验设计

试验以人工红松阔叶林为研究对象，设2个试验阶段，即开敞度调控Ⅰ阶段和开敞度调控Ⅱ阶段。开敞度调控Ⅰ阶段的红松林为2007年种植，林龄为15年，初植密度为2 500株·hm-2，造林3年后开展幼林抚育工作；开敞度调控Ⅱ阶段的红松林为2000年种植，林龄为22年，初植密度为2 500株·hm-2，造林3年后开展幼林抚育工作。采用空间代替时间的方法对比2个阶段的土壤理化性状。红松林分空间结构的开敞度调控于2007年12月开始进行，分别在Ⅰ阶段和Ⅱ阶段设置样地对照（CK），面积为20 m×20 m。调控时，调整参数为红松个体光环境—开敞度，调控强度（K）设3种，分别为K=1（D1）、K=1.5（D2）、K=2（D3），调整方式为采伐相邻树木，每个调整强度重复3次。

1.3 测定项目

在每个样地中设置取样点，呈“之”字进行布设，每个林分共布设7个样点。采用环刀法在每个取样点取样100 cm3，于0～10 cm 土层深度下取原状土壤样品和非原状土壤样品，于10～20 cm土层深度下取原状土壤样品和非原状土壤样品；对2个土层深度的土壤物理性状和化学性状进行测定，其中物理性状主要包括土壤容重、孔隙度等；化学性状主要包括pH、有机质含量、速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量等。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2010对数据进行整理和分析，并进行显著性差异分析，P＜0.05表示差异显著[2]。

2 结果与分析

2.1 开敞度调控对人工红松阔叶林土壤物理性状的影响

2.1.1 对土壤容重的影响 随着土层的加深，生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段的人工红松阔叶林的土壤容重逐渐增大（图1），在不同开敞度调控处理下，0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤容重具有显著性差异（P＜0.05）。在生长Ⅰ阶段，不同开敞度调控处理，0～10 cm土层的土壤容重差异不显著（P＞0.05）；与对照组（CK）相比，不同开敞度调控处理，0～10 cm土层的土壤容重均比较低；与生长Ⅱ阶段相比，生长Ⅰ阶段不同开敞度调控处理的0～10 cm土层的土壤容重均比较低，生长Ⅱ阶段不同开敞度调控处理的10～20 cm土层的土壤容重则比较高，当开敞度K=2时，生长Ⅰ阶段的土壤容重与生长Ⅱ阶段的土壤容重之间差异最为显著。

图1 开敞度调控对人工红松阔叶林土壤容重的影响

2.1.2 对土壤总孔隙度的影响 在生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段，0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤总孔隙度存在显著差异（P＜0.05），且均为0～10 cm土层的土壤总孔隙度高于10～20 cm土层的土壤总孔隙度（表1）。在不同开敞度调控处理下，生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段在相同土层深度之间的土壤总孔隙度无显著差异（P＞0.05）。除D1处理以外，其他处理生长Ⅰ阶段0～10 cm土层的土壤总孔隙显著高于生长Ⅱ阶段，生长Ⅱ阶段10～20 cm土层的土壤总孔隙度显著高于生长Ⅰ阶段。在生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段，0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤总孔隙度最大值均出现在D1处理。在生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段，0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤毛管孔隙度差异不显著。在生长Ⅰ阶段，对照（CK）处理和D2处理的0～10 cm土层的土壤毛管孔隙度要高于生长Ⅱ阶段的对照（CK）处理和D2处理，0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤非毛管孔隙度最大值出现在D1处理。在生长Ⅱ阶段，0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤非毛管孔隙度最大值出现在D2处理和对照（CK）处理。

表1 开敞度调控对人工红松阔叶林土壤总孔隙度的影响

2.2 开敞度调控对人工红松阔叶林土壤化学性状的影响

2.2.1 对土壤有机质含量的影响 在生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段，不同开敞度调控处理的0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤有机质含量差异显著（P＜0.05），表现为0～10 cm土层的土壤有机质含量高于10～20 cm土层的土壤有机质含量（图2）。在不同开敞度调控处理下，生长Ⅰ阶段，相同土层深度之间的土壤有机质含量差异不明显（P＞0.05）。在生长Ⅱ阶段，0～10 cm土层和10～20 cm土层之间的土壤有机质含量最高值均出现在D3处理；与对照组（CK）相比，不同开敞度调控处理的0～10 cm土层和10～20 cm土层之间的土壤有机质含量较高，0～10 cm土层的土壤有机质含量分别比对照组（CK）提高17.62%、17.54%、34.60%；D3处理下，10～20 cm土层的土壤有机质含量高于对照组（CK）47.98%。

图2 开敞度调控对人工红松阔叶林土壤有机质含量的影响

2.2.2 对土壤速效养分含量的影响 在速效氮含量和速效磷含量方面，表层土壤（0～10 cm）和下层土壤（10～20 cm）之间差异显著（表2）。在生长Ⅰ阶段，不同开敞度调控处理的0～10 cm土层与10～20 cm土层之间的土壤速效钾含量差异显著（P＜0.05），表现为0～10 cm土层的土壤速效钾含量高于0～20 cm土层的土壤速效钾含量。在生长Ⅱ阶段，不同开敞度调控处理的0～10 cm土层的土壤速效钾含量降低，最低值为D2处理；10～20 cm土层的土壤速效钾含量有所增加，最大值为D1处理。

3 结论与讨论

本试验结果表明，开敞度调控处理对土壤容重的影响不显著，但对土壤孔隙度的影响显著。其中，在生长Ⅰ阶段，与对照组（CK）相比，D1和D2开敞度调控处理的土壤非毛管孔隙度较高。开敞度调控处理对人工红松阔叶林不同生长阶段的土壤有机质含量的影响有所不同，对生长Ⅰ阶段的土壤有机质含量影响不显著，但在生长Ⅱ阶段，与对照组（CK）相比，不同开敞度调控处理的0～10 cm土层的土壤有机质含量较高；生长Ⅰ阶段和生长Ⅱ阶段，D3开敞度调控处理的不同土层深度的土壤有机质含量差异较为显著（P＜0.05）。

人工红松阔叶林的土壤理化性状在不同开敞度调控处理下具有不同的表现[3]。通过开展人工红松阔叶林开敞度调控，可以对其土壤理化性状进行适当调整，以更好地促进人工红松落叶林的生长。