油松人工林对土壤特性影响的初步研究 油松对土壤的要求

　　摘要：通过对不同年龄的油松人工林下土壤特性的测定，结果表明：油松纯林在Ⅲ令阶以前，对林下土壤理化性质影响甚微，在Ⅲ令阶以后，开始明显影响土壤理化性质，能改良土壤结构，降低肥力。
　　关键词：油松；人工林；土壤特性；影响
　　
　　油松是我国北方广大地区最主要的造林树种之一。现有较大面积的纯林，查明油松人工林对森林土壤的影响及其变化规律，可为合理营建和制定经营措施提供理论依据。然而,有关研究迄今很少见到。为此笔者在陕西峤山林区、甘肃子午岭林区油松人工林对土壤的影响进行了初步调查研究。
　　
　　1调查地概况
　　
　　峤山林区腰坪林场,子午岭林区中湾林场,位于东经106°22′～109°16′，北纬35°16′～37°9′，两地均属暖温带半湿润气候区,年均气温8.6０～8.70 ℃,极端最高温度39 ℃,极端最低温度-23 ℃,10℃年积温2 700～2 903.70 ℃,年均降雨量600～631mm，多集中在七、八、九三个月，年蒸发量1 139.80～1 508.50mm，相对湿度≥60%，年日照2 157～2 528h，无霜期180d左右，海拔1 000～1 650m。土壤系黄土母质上发育的褐色土和碳酸盐褐土[1]。
　　
　　2调查研究方法
　　
　　选取林龄为5、15、25、35a生（依次用1、2、3、4作为代码）的油松纯林及其相邻处（坡向、坡度相同的地段）的草地灌丛地作对照进行调查，设立20m×20m的样地共计14块，详细情况见表1。
　　
　　在各样地中，分别选取有代表性的地方设置土壤调查样点3个（在林地中间），均按20cm分层采集土样，分层混合，供测定分析使用，以其中一个样点作为主剖面，调查物理性状，各因子测定方法如下：
　　土壤吸湿水用烘干法，容重及孔隙度用环刀法测定[2]，总孔隙度是根据容重和土壤平均比重查表求得[3]。
　　有机质、全氮用H2SO4-K2CrO4法一次消煮测定[4]，速效磷用0.5０M NaHCO3法，速效钾用四苯硼钠比浊法；阳离子代换量用（NH4）CO3-NH4Cl法[5]；腐殖酸组成测定采用0.1０M焦磷酸钠浸提法[6]，测定结果见表2。
　　
　　3结果分析
　　
　　3.1对容重和孔隙度的影响土壤的容重、总空隙度及其大小孔隙的相对比例，能够反映出土壤的结构性和通透性能。容重小、总孔隙度及非/毛比例大，则土壤结构良好。由表2和图1、2、3、可以看出，油松人工林在IV令阶时，林下土壤容重小于对照地，总孔隙度、非/毛大于对照地，而在IV龄阶前差异不大，说明油松纯林在长到30a左右才对土壤物理性状有明显的影响，即林下土壤变疏松。
　　3.2对土壤有机质的影响土壤有机质是植物生长发育所必须的营养元素的给源，同时它对土壤结构、通气透水性等物理性状也影响甚大。一般来说，土壤有机质含量高，土壤的肥力状况，通透状况也好。
　　测定结果表明：油松纯林从30a左右开始林地有机质普遍低于对照地(见表2、图4)。这是因为油松纯林内枯落物分解缓慢，归还养分亦慢，而吸收较多，造成林地有机质降低。油松纯林小于30a，其林地有机质与对照地无显著差异即影响不大，速效P和速效K亦有此规律(见表2)。土壤有机质组成中的腐殖酸和胡敏酸，具有增强土壤吸收性能和保持养分的能力，并能促进团粒结构的形成，因此胡敏酸与富里酸比值的大小和存在的状态是土壤肥力状况和熟化程度的标志[7]。由测定结果(表2)显而易见：① 对照地的胡/富值均大于林地，单纯从胡/富比分析，油松纯林地的肥力均低于对照地，这与前后分析结果不一致，这是由于腐殖质中除胡敏酸、富里酸外，还有胡敏素等其它成份，胡/富比仅从一个侧面反映土壤肥力状况；② IV令阶油松的胡/富比小于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ令阶的胡/富比，说明油松纯林降低了土壤肥力。
　　
　　3.3对土壤供肥保肥性能的影响土壤供肥性能是土壤供应植物速效养分的能力和性质，土壤保肥、供肥能力除用土壤中的有机质、氮、磷、钾含量表示外，阳离子代换量和盐基饱和度能更确切地评价土壤蓄肥能力[8]，本次测定的土壤为盐基饱和的土壤，这里只测阳离子代换量，测定结果(表2、图5)表明：纯林达到30a左右后，林地阳离子代换量均小于对照地，而在此之前无此规律，反映出油松纯林直至30a后开始使土壤蓄肥供肥性能明显降低。
　　3.4对土壤酸度的影响
　　由表2、图6知：样地pH值普遍小于对照地，这是因为油松纯林地的枯枝落叶中富含单宁、树脂等残余酸性物质，致使林地土壤pH值有不同程度的降低。但由于调查区土壤pH值基数较大，故截止IV令阶，并未引起土壤酸化。至于在非石灰性土壤上生长的油松是否会引起土壤酸化，有待进一步研究。
　　
　　4问题与讨论
　　
　　4.1造成林地土壤理化性质发生变化的主要因子本文是按照传统习惯,将林分按年龄分组讨论，但并不是说林分年龄就是造成林地土壤理化性质发生变化的主要因子，这由上面测定的数据即可看出。就同一树种对土壤的影响随其年龄、林分疏密度、林分起源、母质性质和其它条件而改变[9]。因本次调查测定数据较少，对造成林地土壤理化性质变化的主要因子尚不能做出定量描述。
　　4.2与相关研究对照分析耿增超[10]等人在《黄土高原油松人工林地土壤养分及化学性质的时空效应》一文中，认为与撂荒地相比, 油松人工林能够显著降低土壤表层的pH值，这与本文结论一致；认为油松林地土壤的有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、交换性钙、交换性镁含量及交换性盐基总量分别有所增加，速效钾则出现了表面富集化现象。表明油松林能够有效改善土壤的养分状况。这与本文结论相反，笔者认为与生态因子差异有关。
　　张社奇[11]等人在《黄土高原油松人工林地土壤水分物理性质研究》一文中，认为与撂荒地相比,油松人工林通过凋落物和土壤根系的作用可以降低土壤容重,并不同程度地改善土壤孔隙状况,土壤总孔隙度、非毛管孔隙度分别有所增加，这与本文结论一致。
　　
　　5结论
　　
　　5.1油松人工林在林龄达到30a左右，开始使土壤变疏松，能明显影响土壤物理性状。同时，开始明显影响土壤养分状况，使林地土壤蓄肥供肥能力下降，故长期大面积营造纯林是不妥当的。
　　5.2油松人工林普遍使林地土壤胡/富比降低，即：使土壤化学特性变差。
　　5.3油松人工林在石灰性土壤上使土壤PH值有所降低，但并未引起土壤酸化。
　　
　　参考文献
　　[1] 陕西省黄陵县气象资料.甘肃省正宁县土壤志.1982-1984全国第二次土壤普查.
　　[2] 森林土壤分析法.第二册.中华人民共和国国家标准.
　　[3] 林业工作手册.湖南省林业厅编.
　　[4] 落叶果树.1989（3）42－43.
　　[5]土壤农化分析.南京农学院主编.
　　[6] 土壤理化分析.南京土壤研究所编137－140.
　　[7] 土壤学[M].北方本.
　　[8] 土壤学[M].北京林学院主编.上册 P113.
　　[9] 森林学[M].M.E.特卡钦柯.P253.
　　[10] 耿增超,张社奇,王国栋,刘建军,耿增超.黄土高原油松人工林地土壤养分及化学性质的时空效应[J].西北农林科技大学学报(自然科学版), 2006,34(8):104.
　　[11] 张社奇,王国栋,时新玲,刘云鹏.黄土高原油松人工林地土壤水分物理性质研究[J].干旱地区农业研究,2005,23(1):63.