广西国有派阳山林场国家储备林土壤肥力质量评价

安 冰，农鲜兰，陈 翀，黄苏海，黄彩眉，黄芳芳，郑景丹

(广西壮族自治区国有派阳山林场，广西 宁明 5325002)

国家储备林(以下简称国储林)是精准提升森林质量的重要工程，是维护国家木材安全的重要举措，广西为首批开展国家储备林建设的试点省(自治区)[1]。目前国储林建设过程中，由于施肥不当导致的林地地力下降、土壤酸化及面源污染等问题日益凸显，导致林地土壤退化、地力逐年下降和林地生产力降低[2，3]。广西国有派阳山林场(以下简称派阳山林场)属桂南南亚热带赤红壤西区，具有高温、少雨、少肥的特点，年均温和积温相对较高，土壤有机质和碱解氮含量较低[4，5]。现有国储林面积36666.67hm2，2020年全面实施广西国家储备林地力提升工程后，通过创新精准施肥方法，采用测土配方施肥技术，提升和保护林地生产力。全面监测分析土壤肥力变化及地力提升成效，对广西桂西南地区国储林高质量可持续发展具有重要意义。

赵隽宇等研究发现，广西短周期人工林土壤障碍集中表现为酸化、低磷、部分微量元素缺失等共性问题，应采取增施有机肥等方式提升土壤的保肥保水能力[6]。石媛媛研究表明广西南亚热带赤红壤区呈现土壤酸化、肥力中等的特性，应进一步提升精准施肥和地力提升工作[7]。兰秀等研究广西不同龄级桉树人工林植被与土壤特征及相关性结果表明，不同龄级桉树人工林土壤养分含量不高，植物多样性指数偏低，且随龄级变化差异显著[8]。张智等研究表明，派阳山林场桉树中小径材培育模式下土壤肥力易衰退，在实际生产中应重视测土配方施肥和精准施肥，以保障桉树人工林的可持续经营[4]。余玉珠等研究广西国有钦廉林场桉树人工林土壤肥力时发现，其林分肥力等级均属于三级，贫瘠状态，因此在人工林营建过程中应注重配方施肥[9]。石媛媛等在广西油茶林地土壤养分空间变异和肥力适宜性评价研究中发现，广西南亚热带地区土壤板结、养分含量低，粗放经营加剧了水土流失，土地生产力连年下降[10]。明雪等研究广西亚热带典型丘陵区土壤pH的时空变异特征指出，广西南亚热带地区雨热同季、淋溶作用强，土壤pH持续酸化，加剧了土地生产力下降[11]。目前，针对广西南亚热带赤红壤地带国储林土壤肥力评价和演变的研究鲜见报道。通过监测派阳山林场国储林林地质量变化和林木生长情况，评估其林地力提升工程实施成效，为国储林的精准施肥和可持续发展提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

派阳山林场地处桂西南部南亚热带赤红壤地带，海拔在200～600m，多低丘、高丘，国储林土壤主要成土母岩包括砂岩、砂页岩、泥岩及紫色页(砂)岩，地带性代表土壤是砖红壤性红壤(简称赤红壤)，垂直带上分布有少量山地红壤和黄壤，土壤质地以壤土和粘壤土为主，土层厚度以厚层土(>80cm)为主。受南亚热带气候影响，国储林林地多呈现富铝化土壤成土过程特征。

1.2 试验方法

试验监测面积36666.67hm2，设置监测点6个，分析评估国储林土壤肥力质量(表1)。

表1 监测点布设情况Table.1 Layout of Monitoring Points

选择土壤类型较为一致的地块设定长期固定样地，样地面积400m2(20m×20m)，样地间隔40m以上，设置三个重复。2021年4月在布设样地内按“品”字型挖取3个土壤剖面，采用剖面法采集土样，环刀采集(容积100cm3)0～20cm和20～40cm深度环刀土后送检[12]，检测单位为广西林业科学研究院新型肥料研发中心，土壤肥力评价指标参考全国第二次土壤普查养分分级标准[4]。

1.3 土壤质量综合评价方法

主要采用修正的内梅罗(Nemoro)综合指数法对土壤肥力进行定量综合评价。首先对选定的土壤参数进行标准化处理，以消除各参数之间的量纲差别。标准化处理方法如下：

①当属性值属于差一级时，即 Ci≤Xa：Pi=Ci/Xa (Pi≤1)

②当属性值属于中等一级时，即 Xa

③当属性值属于较好一级时，即 Xc

④当属性值属于好一级时，即 Ci>Xp：Pi=3

以上式①～④中，Pi 为肥力系数，Ci 为第 i 个属性测定值，分级指标：Xa 为差(或低)，Xc 为中等，Xp 为好(或高)。选择的指标主要为以下8种，各土壤属性值分级标准(表2)。

⑤同时采用改进的内梅罗综合指数法进行综合评价：

1.4 统计分析

采用Excel 2019进行数据整理和制表，以SPSS 21.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 监测点土壤养分含量情况

土壤检测结果表明：

1)派阳山林场国储林的土壤pH值范围在4.11～4.87，0～20cm均值为4.49，呈强酸性，20～40cm均值为4.58，呈酸性；有机质含量范围在5.63～42.09，0～20cm均值为23.17，呈Ⅱ级中等水平，20～40cm均值为14.00，呈Ⅲ级低等水平。

2)全氮含量范围在0.45～1.09，0～20cm均值为1.11，呈Ⅱ级中等水平，20～40cm均值为0.78，呈Ⅲ级低等水平；全磷含量范围在0.08～0.30，0～20cm均值为0.18，呈Ⅲ级极低水平，20～40cm均值为0.14，呈Ⅲ级极低水平；全钾范围在2.16～12.70，0～20cm均值为5.65，呈Ⅲ级低等水平，20～40cm均值为6.51，呈Ⅲ级低等水平。

3)速效氮含量范围在98.32～221.51，0～20cm均值为175.26，呈Ⅰ级高等水平，20～40cm均值为153.53，呈Ⅰ级高等水平；速效磷含量范围在0.22～1.16，0～20cm均值为0.66，呈Ⅲ级极低水平，20～40cm均值为0.39，呈Ⅲ级极低水平；速效钾含量范围在30.18～148.57，0～20cm均值为87.62，呈Ⅱ级中等水平，20～40cm均值为89.20，呈Ⅱ级中等水平。

4)土壤pH变异系数最小，全钾含量变异系数最大，土壤pH全磷、全钾和速效磷含量的变异系数随着土层厚度减小，其他指标相反(表3和表4)。

表3 各监测点土壤养分含量Table.3 Soil Nutrient Content at each Monitoring Point

表4 派阳山林场国储林土壤养分情况Table.4 Soil Nutrient Status of National Reserve Forest in Paiyang Mountain Forest Farm

2.2 土壤肥力评价

土壤肥力评价结果表明：派阳山林场国储林0～20cm、20～ 40cm厚度及0～40cm平均土壤肥力系数Pi分别为0.88、0.77和0.82，土层越厚越肥力贫瘠，总体土壤肥力处于贫瘠等级。6个流动点的土壤肥力仅有C监测点(公武分场5林班桉树纯林)0～20cm厚度土壤、D监测点(公武分场20林班桉树纯林)0～20cm和20～40cm厚度土壤达到一般等级 (Pi=0.9～1.8)，其他监测点均为贫瘠等级 (Pi<0.9)(表5)。

表5 派阳山林场国储林土壤肥力评价Table.5 Soil Fertility Evaluation of State Reserve Forest in Paiyang Mountain Forest Farm

3 讨论与建议

1)研究结果表明：派阳山林场国储林总体土壤肥力处于贫瘠等级，土层越厚越肥力贫瘠。张智等研究该林场桉树人工林土壤肥力质量评价得出结论，其人工林具有高温、高湿、高酸及中低肥特性，桉树中小径材培育模式更易引起土壤肥力衰退，这与本研究结果类似[4]。唐健等的研究结果表明，土壤呈酸性时，土壤养分中的钙、镁和钾有效性降低，土壤微生物活动被抑制，从而影响土壤养分的转化和供应[13]。

2)该林场国储林呈酸性或强酸性，且其高温多雨、雨热同季的气候特征加剧了淋溶作用，土壤易持续酸化，缓解土壤酸化，对提升林地土壤肥力、减少养分流失具有重要意义[14]。林场国储林以桉树人工林为主，桉树人工林粗放式经营对土壤肥力衰退有明显的负效应，容易导致土壤持续酸化、有机质、氮磷钾等养分含量下降等现象[4，13]。因此在国储林建设中，重视测土配方施肥技术、持续开展地力提升技术意义重大。

3)在林场国储林建设中，应采用地力提升技术缓解土壤酸化，科学搭配、合理补充养分，全面推广有机肥，针对不同区域土壤肥力、肥料效应特点，找出主要障碍因子，精准调控，优化施肥配方，改进施肥方法，提高土壤肥力和综合生产能力。针对土壤类型、气候类型和肥力水平的特性，逐步建立、健全土壤肥料资料信息库，优化测土配方施肥体系，根据林木养分需求合理小调整，提高地力提升的精准性、有效性和持久性。

4)本研究仅依据测定的8项性质指标进行土壤肥力评价，缺乏土壤肥力变化与林木生长情况的相关分析，且未将林下植被多样性、微生物群落多样性、酶活性、物理性质指标等内容纳入评价体系，存在较大局限性[15]。在今后的研究中，要进一步监测跟踪国储林建设情况与土壤肥力演变情况，摸索出一套行之有效的地力提升技术措施。