森林多种经营模式对土壤养分动态的影响分析

摘要：森林多种经营模式在推动生态系统可持续发展中发挥着重要作用，其对土壤养分的动态影响备受关注。本文基于森林多种经营模式的多样性，分析其对土壤有机质、主要养分（氮、磷、钾）以及微生物活性的影响机制。结合某林场的实践案例，探讨不同经营模式在调节土壤养分循环、提升土壤肥力方面的表现。研究发现，科学的多种经营模式可显著优化土壤养分动态变化，提高土壤质量与生态系统稳定性。本文旨在为多种经营模式的优化及其生态效益提升提供理论参考和实践指导。

关键词：森林多种经营模式；土壤养分；动态变化；生态系统；林场

森林经营是实现生态系统保护与资源可持续利用的重要途径，而传统单一经营模式在经济收益与生态效益间的平衡问题长期存在。近年来，森林多种经营模式作为一种综合性管理手段得到了广泛关注，其通过多样化的植被配置与资源开发模式，改善了土壤结构，提高了养分循环效率，体现出明显的生态优势。土壤作为森林生态系统的重要组成部分，其养分动态变化直接关系到植被生长、森林生产力及生态平衡。多种经营模式下的土壤养分动态研究，对揭示土壤-植物-微生物系统的相互作用具有重要意义。在此背景下，某林场的实践探索，展示了多种经营模式在提升土壤质量与生态功能方面的潜力，为深入分析其机制与效益提供了实证依据。

1 森林多种经营模式概述

1.1 多种经营模式的定义与特征

森林多种经营模式是一种集生态保护、经济发展和社会效益于一体的综合经营方式，其特点是通过多样化的植被配置和功能分区，提高森林生态系统的整体效能。常见的多种经营模式包括“林药复合模式”“林草结合模式”“林菌栽培模式”等。这些模式利用植物间的共生关系，改善了资源利用效率和环境承载力[1]。例如，在某林场，锐齿槲栎林结合中药材种植，不仅增强了土壤覆盖度，还提高了区域经济效益，体现了模式的综合性。

1.2 多种经营模式对生态系统的综合影响

多种经营模式通过引入不同的植物和生物群落，丰富了森林生态系统的物种构成。生物多样性的提升增强了生态系统的稳定性与韧性，对土壤微生物群落的丰富性及活性具有重要作用。多种经营模式通过调控植物群落结构，增加了土壤有机质的输入量，同时，减少了土壤侵蚀和水分流失。在某林场，复合经营的林药模式有效抑制了坡地的水土流失，增强了土壤持水能力。多种经营模式注重空间和时间的复合利用，通过不同植物种类的互补性实现资源利用的最优化。

2 土壤养分动态变化的基本特征与关键影响因素

2.1 土壤养分动态变化的主要表现

土壤养分的动态变化主要体现在有机质的分解与转化、无机养分的释放与固定以及微生物活动的波动性。例如，氮素在土壤中的动态变化与有机质的分解和微生物的氮矿化作用密切相关。某林场的“林药结合”模式中，枯枝落叶和药材残株的分解显著提高了土壤有机氮的浓度。尤其是在春秋两季，随着气温和湿度的升高，土壤有机质的分解速率明显加快，土壤氮素矿化效率提高了20%以上[2]。雨季降水加速了磷、钾养分的溶解与释放，但如果管理不当，也可能因径流造成流失。土壤结构的改善与养分动态的平衡具有密切关系。多种经营模式的植被覆盖提高了土壤团聚体的稳定性，从而增强了土壤的养分保持能力。在某林场，通过复合种植形成的多层次植被结构使土壤中有机质含量显著提升，这种变化在坡地土壤中尤为明显。研究表明，某林场的复合经营模式显著增加了土壤表层团聚体的比例，同时，减少了因降雨导致的颗粒流失，使得土壤化学性质更加稳定，为养分的长效供给创造了条件。

2.2 影响土壤养分动态变化的关键因素

土壤的质地、孔隙度和水分保持能力直接影响土壤养分的动态变化。某林场的坡地林地中，通过“林药结合”模式的地表覆盖和植被根系保护，显著减少了土壤颗粒的流失和侵蚀。尤其是在雨季，地表覆盖的药材植株不仅减少了径流量，还通过其根系稳固土壤颗粒，提高了孔隙度和持水性能。这种改良后的土壤结构为养分的存储和循环提供了更稳定的环境。某林场的实践还发现，林药模式下不同深度的土壤对养分的保持能力各异。例如，浅层土壤（0～20 cm）主要积累有机质和可溶性养分，而深层土壤则更多依赖于深根系植物对无机养分的固定能力。通过优化药材和林木的种植比例，有效提高了不同层次土壤的养分保留能力。植被类型和覆盖度对土壤养分的输入和流失控制起到关键作用。在某林场，林药结合模式显著提升了土壤养分的动态平衡能力。这种模式中，锐齿槲栎的深根系不仅增加了土壤深层养分的循环，还通过其枯枝落叶为土壤提供了长期的有机质来源。而药材的浅根系和植株残体则为表层土壤补充了快速可用的养分，形成了上下层养分分布的动态平衡。

植被的多样性和覆盖度对减少土壤侵蚀和提高养分利用效率具有重要作用。例如，林下种植的中药材如黄芪和党参，不仅减少了暴雨对地表土壤的冲刷，还通过根系分泌物增强了土壤微生物活性，提高了养分的分解和矿化效率。某林场的实践数据显示，复合模式下，土壤养分的流失率比单一林种模式降低了25%～30%。水文和气候条件是影响土壤养分动态变化的外部因素，特别是在季节性降水显著的区域更为突出。某林场所在的区域降水量集中在夏季，雨季的降水对土壤养分的流失和径流冲刷风险提出了挑战。然而，通过复合种植和地表覆盖的管理模式，某林场有效减缓了水流对土壤的侵蚀。尤其是坡地的林药结合模式，药材种植后期形成的地表覆盖层在雨季有效减少了水分的冲刷，土壤中磷、钾含量的稳定性得到了显著改善。在干旱季节，土壤中的养分释放速率通常会因水分不足而降低。某林场通过林木遮阴和合理的灌溉管理，维持了土壤湿度，减少了干旱对土壤养分释放的负面影响。例如，在林菌结合模式下，菌类对土壤水分的保持能力帮助提高了干季土壤养分的利用效率，使植被能够持续吸收养分，维持生长。

2.3 多种经营模式下的土壤特性变化机制

微生物是土壤养分循环的核心驱动力。在某林场的复合模式中，不同植物类型和根系分泌物为土壤微生物提供了多样化的生存环境。例如，锐齿槲栎的枯枝落叶分解后为分解菌提供了充足的基质，而药材根系分泌的有机酸则显著提高了固氮菌和溶磷菌的活性。研究发现，复合模式下，土壤中微生物的活性较单一林种模式提高了35%～40%[3]。有机质的分解速度和养分循环效率是多种经营模式优化土壤质量的关键。在某林场，“林菌结合”模式通过食用菌的菌丝体显著提升了有机质分解效率，使得土壤中的氮、磷、钾释放速度加快。这种分解过程不仅为植物提供了及时的养分供给，还增强了土壤有机质的动态平衡能力，从而改善了土壤整体肥力。

3 森林多种经营模式对土壤养分动态的影响分析

3.1 不同经营模式对土壤有机质的影响

森林多种经营模式通过丰富的植物组合和多层次结构，提高了土壤有机质的输入和积累。在某林场，“林药结合”模式采用锐齿槲栎林与中药材如黄芪、当归的混合种植，其枯枝落叶和中药材残株为土壤提供了多样化的有机质来源。这种模式中，林木和药材之间的生态效应形成了互补，林木为药材提供了必要的遮阴环境，而药材的残留物则为土壤微生物提供了分解基质。另外，不同植被类型的共生效应改善了土壤表层有机质分布的均匀性，减少了局部养分过度累积或缺失的问题，从而提高了养分动态供给的稳定性。研究表明，某林场的复合模式下，土壤有机质平均含量比单一林种高出22%，这为森林经营的可持续发展提供了坚实基础。

不同经营模式对有机质分解速率和积累周期的调控机制存在差异。例如，某林场的“林菌结合”模式通过栽培食用菌，如平菇、香菇等，显著提高了有机质的分解效率。菌丝体能够快速侵染枯枝落叶等有机物，将复杂有机质转化为植物可吸收的简单化合物，同时释放可溶性养分。研究显示，在林菌结合模式下，土壤中分解纤维素和木质素的微生物活性较单一林模式提高了30%以上。菌类对有机物分解的促进作用还延长了土壤有机质的活跃周期，使其在不同季节均能保持较高的养分供给能力。

3.2 不同经营模式对土壤主要养分的动态变化

氮、磷、钾是植物生长的主要营养元素，其动态变化与多种经营模式的土壤管理策略密切相关。在某林场的实践中，“林药结合”模式显著提高了土壤氮的含量。这种提升与中药材的固氮能力密切相关，黄芪等植物通过根瘤菌作用增加了土壤中的生物性氮源。某林场通过优化药材种植密度，调控磷钾养分的动态分布，进一步提高了养分利用效率。例如，药材根系分泌的有机酸促进了土壤中磷的溶解，显著提高了磷的有效性。实验证明，复合经营模式下的土壤磷、钾含量比单一经营模式分别高出18%和15%[4]。在多种经营模式中，植物间的根系协同作用有效提升了土壤养分的利用效率。在某林场的“林药结合”模式中，锐齿槲栎的深根系可以吸收深层土壤中的钾元素，而浅根系的中药材则更有效地利用表层土壤中的氮、磷养分。这种分层次的养分吸收方式减少了植物间的竞争，使土壤养分的动态平衡更加稳定。某林场还通过合理的种植轮作制度，使养分供需更加契合。例如，在不同季节种植适宜的药材品种，可以缓解某些养分的短期缺失问题，从而进一步优化养分利用效率。

3.3 多种经营模式对土壤微生物及其作用的影响

土壤微生物多样性是维持养分循环的重要因素。土壤微生物不仅在有机质分解和养分矿化过程中起关键作用，还直接影响土壤肥力和植被生长[5]。在某林场的混合林种植模式中，土壤微生物的种群丰富度显著增加，尤其是分解菌、固氮菌和溶磷菌的数量有明显提升。这些微生物种群的活性增强了枯枝落叶等有机质的分解速率，并通过氮的矿化、磷的溶解和钾的转化作用提高了养分的可利用性。例如，在混合林模式下，微生物对枯枝落叶的降解效率较单一林模式提高了约35%，释放的氮、磷、钾养分能够满足多层植被的需求。这种多样化的植被组合通过为微生物提供不同的生境，提高了其生物量和活性。

某林场通过复合经营模式进一步改善了土壤的物理与化学环境，为微生物提供了适宜的生存条件。例如，“林菌结合”模式中的菌根共生作用通过菌丝网络扩展了植物根系的吸收范围，同时分泌有机酸和酶类物质，促进了土壤中氮素矿化和磷素溶解过程。这种模式显著提升了土壤微生物的活性，使其在关键养分循环过程中表现出更高的效率。研究显示，在“林菌结合”模式下，土壤中氮、磷、钾的矿化速率平均提高了约20%～25%，而且微生物群落的功能多样性显著增强，为植被的健康生长提供了持续稳定的养分

供给。

3.4 经营模式优化对土壤养分改善的生态效应

某林场的实践表明，经营模式的优化设计是提升土壤肥力和实现养分动态平衡的关键。例如，通过调整复合种植比例和地表覆盖物的种类，某林场有效减少了雨季土壤养分的流失。药材种植后的地表覆盖层不仅保护了土壤免受降雨冲刷，还通过增加枯枝落叶等有机质输入，显著提升了土壤有机质含量。实地数据显示，复合模式的土壤侵蚀量较传统模式减少了30%以上，而土壤有机质含量则增加了20%，土壤的整体结构稳定性和肥力均得到显著改善。某林场采用的“林药结合”模式通过合理配置防护林带与经济林，优化了坡地和高侵蚀风险区域的土壤水分和养分分布。例如，深根系的锐齿槲栎树种结合浅根系的药材种植模式，不仅增强了土壤的水分保持能力，还通过上下层根系分工减少了养分竞争，提高了养分利用效率。与此同时，某林场建立了长期监测机制，定期调整种植策略，针对土壤中某些养分的不足进行补充。例如，在种植轮作中，根据土壤监测数据适时调整药材品种，避免某些养分的长期透支，确保土壤肥力的动态平衡。这种多管齐下的优化策略有效提升了土壤的可持续生产能力，为森林生态系统的稳定性和经营效益的提升提供了科学依据。

4 结语

森林多种经营模式通过优化植被配置与功能分区，对土壤养分的动态变化产生了深远影响。结合某林场的实践分析可以看出，这种模式显著提升了土壤有机质含量，优化了氮、磷、钾等关键养分的动态分布，并增强了土壤微生物的多样性与活性。通过合理设计经营模式，不仅实现了土壤肥力的提升，还促进了生态效益与经济效益的协调发展。某林场的实践经验表明，科学配置植被组合和优化种植结构是提升土壤养分利用效率的关键。未来应进一步探索多种经营模式的长期效应，结合现代技术手段，加强土壤动态监测与数据分析，为多种经营模式的推广应用提供科学依据和实践指导。

参考文献

[1] 罗华龙，吴桐，蒙享，等.林药复合经营模式对土壤生态的影响[J].世界林业研究，2024，37（5）：37-42.

[2] 孟祥莹.济源市核桃种植调查及养分动态变化研究[D].郑州：河南农业大学，2022.

[3] 惠昊，关庆伟，王亚茹，等.不同森林经营模式对土壤氮含量及酶活性的影响[J].南京林业大学学报（自然科学版），2021，45（4）：151-158.

[4] 曹晓凯.小陇山林业实验局百花林场种质资源发展规划的建议和思路[J].农业科技与信息，2020（6）：82+84.

[5] 刁俊岭.浅析小陇山百花林场野生观赏树种的开发与利用[J].特种经济动植物，2020，23（1）：14-15.