鳳翔區典型人工林土壤養分分析與評價

趙曉娥 馮雨星 白立強 程敏 劉少波

摘要以鳳翔區典型人工林為研究對象，測定林下土壤理化性質，對其養分狀況進行了分析與評價，以期為平衡施肥、森林土壤資源的科學管理提供依據。結果表明：林分類型對土壤容重、含水量、pH、有機質、堿解N、速效K含量均有顯著影響，對有效P含量沒有顯著影響。該區域內土壤呈弱堿性或堿性，有機質含量較高，能夠滿足植物生長所需；整體缺氮肥和磷肥。

關鍵詞人工林；土壤理化性質；土壤養分

中圖分類號：S714.8文獻標識碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.03.017

AnalysisandEvaluationofSoilNutrientsofTypicalPlantationinFengxiangDistrict

ZhaoXiaoe，FengYuxing，BaiLiqiang，ChengMin，LiuShaobo

（ShanxiAcademyofForestrySciences，Xian710082，China）

AbstractTakingthetypicalplantationinFengxiangDistrictastheresearchobject，thephysicalandchemicalpropertiesofsoilundertheforestweredetermined，itsnutrientstatuswasanalyzedandevaluatedinordertoprovidetheoreticalbasisforbalancedfertilizationandscientificmanagementofforestsoilresources.Theresultsshowedthatstandtypeshadsignificanteffectsonsoilbulkdensity，watercontent，pH，organicmatter，alkalihydrolyzedNandavailableKwhileithadnosignificanteffectontheeffectivePcontent.Thesoilinthisareawasweaklyalkalineoralkalinewithhighcontentoforganicmatterandoveralldeficiencyofnitrogenfertilizerandphosphatefertilizer，whichcouldmeettheneedsofplantgrowth.

Keywordsplantation;physicalandchemicalpropertiesofsoil;soilnutrient

森林土壤肥力是森林土壤性能的重要指標，也是植物和土壤相互作用的結果，林木從土壤中吸收養分，同時以凋落物的形式歸還大量有機質到土壤中從而影響土壤肥力狀況。土壤理化性質能夠綜合反應土壤肥力狀況[1]，受土壤母質、溫度、氣候、海拔、植被類型、造林模式、撫育方式、人為干擾等多種因素的影響。國內外研究表明，不同林分類型由于植被凋落物性質及其組成不同，導致養分歸還量和歸還速率也不同，其對林下土壤肥力存在差異性影響[2-4]。而當前對陜西省內不同森林類型土壤肥力的關注較少，關中地區典型林分的土壤肥力狀況存在明顯空缺。因此，了解和客觀評價不同林分類型的林下土壤肥力狀況是充分保護和利用好森林土壤資源的關鍵前提，對林地生產力和森林經營的研究有重要意義。

刺槐（Robiniapseudoacacia）、側柏（Platycladusorientalis）和油松（Pinustabuliformis）因其對干旱貧瘠環境的廣泛適應性，在關中地區廣泛種植，成為該區域植被恢復的主要造林樹種[5，6]。大面積人工造林，對當地生態恢復發揮著至關重要的作用，而目前調查發現，典型人工林存在森林土壤退化問題，極大影響了林木的健康生長。本研究在野外調查的基礎上，以鳳翔地區刺槐、側柏和油松典型人工林土壤為研究對象，通過測定土壤理化性質，對比分析不同林分類型人工林土壤肥力狀況，旨在為后期土壤質量的改善、林地生產力的恢復提供科學依據和理論指導。

1研究區概況

研究區位于關中盆地和渭北黃土臺塬西部，寶雞市東北部，距寶雞市區44km，全區1179km2，地勢北高南低，總特征為北山、南塬、西河谷。北部丘陵山區森林分布較多，海拔1200～1600m，南部平原以農業為主，海拔649～968m，西部的千河階地（亦稱千河川道）海拔588～750m。該區域屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫11.4℃，降水量625mm，無霜期209d。全年四季分明，冬夏長而春秋短；雨熱同季，有利于樹木生長。全區森林覆蓋率36%，主要以人工林為主，典型林分以油松、側柏、刺槐林為主。

2材料與方法

2.1樣地選取與土樣采集

在實地調查的基礎上，于2021年4月在陜西省寶雞市鳳翔區林區內，根據樹種分布現狀，篩選出立地條件基本相同、具有代表性的3種典型林分區域，在每種林分代表區域中選取3個10m×10m的樣地，樣地情況如表1所示。采集0～60cm土壤樣品，帶回實驗室測定土壤理化性質。

2.2測定方法

土壤理化性質指標采用常規分析方法測定[7]。土壤容重采用環刀法測定，土壤含水率采用105℃烘干法測定，pH采用電位計法測定（水土比為2.5∶1），有機質含量采用重鉻酸鉀-外加熱法測定，堿解氮含量采用堿解擴散法測定，有效P含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效K含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定。

2.3土壤養分分級方法

按照《全國第二次土壤普查養分分級標準》對各林分的養分含量進行分級[8]，土壤養分分級標準如表2所示。

2.4數據分析

采用SPSS26.0軟件進行單因素方差分析（One-wayANOVA），比較不同林分類型土壤理化性質差異，并進行LSD多重比較，顯著性水平設置為0.05。

3結果與分析

3.1不同林分類型土壤養分含量分析

如表3所示，3種林分類型土壤容重為1.36～1.49g.cm-3，土壤偏緊實（土壤容重在1.00～1.25g.cm-3最佳），含水量為22.39%～25.60%。土壤pH為7.23～7.89，呈弱堿性或堿性，土壤有機質平均含量為21.75～39.44g.kg-1，土壤堿解氮平均含量為29.06～38.23mg.kg-1，土壤有效磷平均含量為1.26～1.48mg.kg-1，速效鉀平均含量為93.70～141.11mg.kg-1。

林分類型對土壤容重、含水量、pH、有機質、堿解N、速效K含量均有顯著影響（P＜0.05），對有效P含量沒有顯著影響（P>0.05）。3種林分土壤容重均有顯著差異（P＜0.05），表現為刺槐林>側柏林>油松林；土壤pH表現為刺槐林顯著高于油松林和側柏林（P＜0.05）。油松林土壤含水量、有機質、堿解N含量顯著高于側柏林和刺槐林（P＜0.05）；速效K含量表現為刺槐林和油松林顯著高于側柏林（P＜0.05）。

3.2不同林分類型土壤養分含量分級

按照《全國第二次土壤普查養分分級標準》對各林分的養分含量進行分級，結果如表4所示。3種林分有機質含量均在三級及以上，含量中上至高水平，能夠滿足植物生長所需；速效K含量為三級或四級，含量中等。相反，3種林分堿解氮和有效P含量為五級及以下，含量貧乏?？傮w看，鳳翔區3種典型林分整體缺氮肥和磷肥。

4結論與討論

土壤養分的合理利用對森林的可持續經營有著非常重要的意義，本研究結果表明，不同林分類型的土壤容重、含水量、pH、有機質、堿解N、速效K含量具有明顯差異，油松林土壤肥力優于側柏和刺槐林。研究區內土壤呈弱堿性或堿性，有機質含量較高，能夠滿足植物生長所需；堿解N和有效P含量匱乏，整體缺氮肥和磷肥。

在土壤物理性質方面，油松林、側柏林、刺槐林土壤容重依次增大，土壤含水量表現為油松林高于側柏林和刺槐林，表明油松林在土壤通透性和持水能力方面具有明顯優勢。實地調查發現，油松林含有豐富的有機質層及未分解的腐殖質，使土壤通透性增加，同時具有較高的保水性，更有利于養分的積累[9]。馮芳莉等[10]在研究各林地土壤孔隙狀況中發現，3種林地土壤總孔隙度排序為：油松人工林＞側柏人工林＞刺槐人工林，且均差異顯著，本研究結果與之一致。

在土壤化學性質方面，研究區土壤呈弱堿性或堿性。我國北方多為石灰性土壤，呈中性至微堿性，能夠保證林木良好生長，這與以往關于黃土丘陵區土壤pH研究結果一致[11]。其中，刺槐林土壤pH顯著高于油松林和側柏林，可能是由于針葉林凋落物的C/N很高，含有大量不易分解的單寧、樹脂和蠟質，造成針葉林土壤pH低于闊葉林。大量研究表明，闊葉林由于凋落物儲量大、分解速度快，具有更好的養分歸還條件和養分積蓄能力，較針葉林土壤肥力高[12]。王飛等[13]研究發現，土壤有機碳和全氮含量最高值均出現在刺槐林分土壤中，潛在因素是刺槐為落葉闊葉樹種，其凋落物分解速率高于針葉樹種（側柏和油松）。本研究結果與之相反，土壤有機質和堿解N含量均表現為油松林顯著高于側柏林和刺槐林，一方面可能是由于刺槐生長較快，養分需求較大，凋落物量和地表有機質蓄積量較小，導致土壤整體肥力狀況不佳。另一方面，可能是由于油松林土壤通透性和保水性高，更有利于養分的積累。土壤速效K含量表現為刺槐林和油松林顯著高于側柏林。土壤全鉀指標相對較獨立，主要受母質和成土作用的影響[14]，其含量的差異可能與土壤母質有關。由此可見，油松人工林土壤肥力優于側柏和刺槐人工林。因此，在植被恢復和營造人工林的過程中，應更加關注對刺槐林和側柏林的保育和管理，并根據土壤肥力狀況進行科學的土壤養分管理。

整體看，研究區3種林分土壤有機質含量較高，能夠滿足植物生長所需；速效K含量整體較為適宜；堿解N和有效P含量匱乏，整體缺氮肥和磷肥。有報道稱黃土高原地區土壤磷元素匱乏，是影響該區域生態過程的重要限制性因子之一[15]。值得注意的是，本研究中有效磷平均含量為1.26～1.48mg.kg-1，屬于極低水平。保持和提高土壤質量是實現林業可持續發展的前提。因此，應提高土壤中的氮、磷養分含量，在對土壤養分管理時應注重施加氮磷有機肥，從而維持和提高土壤生產力，實現森林資源的可持續和高質量發展。

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收稿日期：2022-11-10

基金項目：黃河流域生態保護修復及提質增效關鍵技術研究創新團隊項目（SXLK2020-0305）;陜西省林業科學院科技創新計劃優秀青年人才培育專項（SXLK2021-0601）

作者簡介：趙曉娥（1974-），女，陜西三原人，工程師，主要從事生態保護修復研究.