延安新区生态林建设对土壤理化性质的影响

延安新区生态林建设对土壤理化性质的影响
王晓涧;曹文文;刘长海
【摘要】树木定植可以影响土壤理化性质。

为明确延安新区不同树种人工生态林
对土壤理化性质的影响状况，为合理造林提供依据，以延安新区荒地土壤为对照，研究了人工生态林（松树、柏树）对土壤理化性质，包括含水量、pH值、有机质、铵态氮和硝态氮含量的影响。

结果表明：人工林增加了土壤含水量，且随着土壤深度的增加，土壤含水量变化总体呈现出增加的趋势。

土壤的pH值总体上是呈弱碱性，松树定植土壤pH值呈现降低趋势，柏树和荒地土壤pH值在不同土层中变化较大。

土壤有机质的含量随深度增加呈递减的趋势，不同土层中呈现荒地＞柏树＞松树。

荒地土壤铵态氮在不同土层中变化不大，柏树土壤中0～15 cm随深度的增加而增加，15～20 cm略有下降；松树土壤在0～10 cm土层基本相同，10～15 cm有所下降，15～20 cm略微上升。

硝态氮在不同类型利用方式下变化不一，
造成这种差异可能与树种有关。

%Woods may affect the physical and chemical characteristics of soil .In order to clarify the influence of ar-tificial ecological forests of different trees on soil physical and chemical properties in Yan’an new district and to provide basis for optimum afforestation ,using the abandoned land of Yan’an new area as a
control ,this research investigated the influence of artificial ecological forest (pines and cypresses) on the physical and chemical characters of soil including wa-ter content ,pH value ,organic matter ,ammonium nitrogen and nitrate nitrogen .The results showed that the artificial e-cological forest increased the soil water content and the deeper ,the higher .pH value of the soil was generally weakly ba-sic .pH value of the pine woods
was decreased while this of cypress woods and in the abandoned land varied in different layers of soil .The content of organic matter was reduced with the increase in depth of the layers ,which was most in the abandoned land ,and fewer in the cypresses woods ,and fewest in the pines woods .As for ammonium nitrogen ,not many changes in different layers of the wasteland were observed ,but in the soil of pines ,it became increased with depth be-tween the layers of 0~15 cm and went decreased a little bit in the layer between 15~20 cm .In the soil of cypresses , ammonium nitrogen remained the same in the layer of 0~15 cm ,and was decreased in the layer of 10~15 cm but be-came increased somewhat in the layer of 15~20 cm .The nitrate nitrogen contents varied a lot in different cases ,which might result from the types of trees .
【期刊名称】《干旱地区农业研究》
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】4页(P207-210)
【关键词】土壤;理化性质;生态林;延安新区
【作者】王晓涧;曹文文;刘长海
【作者单位】延安大学生命科学学院，陕西延安716000;延安大学生命科学学院，陕西延安 716000;延安大学生命科学学院，陕西延安 716000
【正文语种】中文
【中图分类】S154.5
土壤作为城市生态系统的重要组成单位与功能载体，其功能与质量已受到城市化的冲击和影响[1]。

城市土壤是城市生态系统的重要组成部分，由于人为活动的强烈
干扰，城市土壤形成了特有的性质和空间分布特点[2-5]。

近年来，国内外许多城
市已开展了不少土壤理化性质的研究[6-9]，但有关新城土壤理化性质的研究鲜有
报道。

探索城市土壤对城市生态环境的可持续健康发展已成为新型城镇化转型升级需要重点解决的问题，能有效地实现对新城建设中土壤性质的动态监测，可为新城土壤营养诊断和健康提供及时、准确、直观的决策依据。

树木定植是影响土壤理化性质的重要因素，延安新区建设受到挖掘、填埋、混合、土方回填、黄土湿陷、岩土沉降等多种人为因素的影响，使其性质与老城土壤有较大差异。

因此，揭示延安新区生态林对土壤理化性质影响，对指导园林植物的配置、种植和施肥，改善新区生态环境具有重要作用。

本研究以延安新区生态林种植较多的油松(Pinus tabulaeformis Carr.)和刺柏(Juniperus formosana Hayata)林地土壤为研究对象，通过测试和分析其含水量、pH值、有机质的含量以及植物生长所必需的硝态氮和铵态氮的含量，揭示了生态林对延安新区土壤理化性质的影响。

1.1 研究区概况
延安新区属陕北黄土高原丘陵沟壑地区，是目前国内湿陷性黄土地区“削山、填沟、造地、建城”规模最大的岩土工程之一。

延安新区一期综合开发工程地处黄土丘陵地区，地形条件、工程地质条件和水文地质条件复杂，同时又具有高填方、超大土方量、用地功能多样、建设环境复杂、相互影响因素多等特点[10]。

新区北区位于延安清凉山南北中轴线北部，其境内土层较深、温差大、海拔高，形成了具有独特性质的土壤。

生态林包括填方区绿化林、南北山体绿化林、道路绿化林带等3部分，主要树种有油松(Pinus tabulaeformis Carr.)、刺柏(Juniperus formosana Hayata)、云杉(Piceaasperata)、白皮松(Pinus bungeana Zucc.)、塔柏(Sabina chinensis (L.) Ant. cv. Pyramidalis)、香花槐(Robinia pseudoacacia cv.idaho)
等。

1.2 样品采集
供试土壤于2014年3月采于延安新区北区。

在填方区生态林以刺柏和油松以及荒地为样地，采用常规的五点取样法，采集0～20 cm土层土壤样品，每5 cm为1个单位，每个点共分为4个层次。

采集时每个样地的5个同一土层土样混合，制成1个分析样品。

1.3 测定指标与方法
样品测定指标：含水量，烘干法；土壤pH值用pH计测定，水与土壤的比例为2.5∶1。

有机质的测定用光度比色法[11]，铵态氮的测定用靛酚蓝比色法[12]，硝态氮的测定用紫外分光光度法[12]。

2.1 不同样土壤有机质含量
由图1可知，总体上松树林地、柏树林地和荒地有机质含量均呈递减的趋势，同一利用方式下随着土层深度的增加，有机质呈现递减的趋势。

在0～5 cm土层，松树林地、柏树林地和荒地有机质含量均最高，且荒地>柏树林地>松树林地；5～10 cm土层，有机质含量次之即：荒地>柏树林地>松树林地；10～15 cm土层，荒地、柏树林地 >松树林地；15～20 cm土层，所有土壤有机质含量均为最低。

所有土壤有机质在不同层次间均达到显著差异。

方差分析表明，在松树林地中0～5 cm和5～10 cm土层中有机质含量没有显著差异，松树林地5～10 cm和荒地15～20 cm土层以及柏树林地10～15 cm和荒地10～15 cm土层也未达到显著差异。

可能是荒地土壤未翻耕，土壤有机质在表层积累，而松树林地和柏树林地都进行了不同程度的翻新导致土壤营养结构发生不同程度的变化，树种的差异也导致其对养分的吸收和利用产生一定差异。

2.2 不同样地pH值
土壤酸度是影响土壤肥力的重要因素。

土壤微生物的活动、土壤有机质的分解等都
与土壤酸度有关[13]。

由图2可知，供试土壤不同土层的pH值均呈弱碱性，在总体上，柏树林地0～20 cm土层pH最大，荒地5～10 c m土层pH最小。

松树
林地pH值为中等水平，在0～5 cm土层pH最大，15～20 cm土层最小，呈现递减的趋势。

荒地在15～20 cm土层pH最大，5～10 cm土层pH最小，总体上变化趋势为0～10 cm土层降低，5～15 cm土层上升，10～20 cm土层略有下降。

柏树林地在15～20 cm土层pH最大，0～5 cm土层上pH最小，整体上pH变化较大。

方差分析表明，在同一利用方式土壤中，柏树林地和荒地各土层间均表现出了显著差异，松树林地0～5 cm土层与5～10 cm和10～15 cm土层间未达到显著差异，而与15～20 cm土层之间则达到了显著差异。

在不同土壤中，松树林地0～5 cm 土层与荒地、柏树林地10～15 cm土层之间没有显著差异，除此之外，荒地
10～15 cm和柏树林地10～15 cm土层之间也没有显著差异。

柏树林地0～5
cm土层与荒地5～10 cm土层间没有显著差异。

柏树林地5～10 cm土层与松树林地10～15 cm土层未达到显著差异。

可能与新区建设过程中的人为干扰有关。

2.3 不同样地土壤含水量
水分是林木生长的重要影响因素。

由图3可知，柏树林地和荒地土壤的含水量较低，且松树林地>柏树林地>荒地。

在5～15 cm土层含水量有略微的上升，在15～20 cm土层含水量达到了最大，且松树林地>柏树林地>荒地。

在同一利用方式土壤的不同土层的含水量也随着土层深度的增加逐渐增大，0～5 cm土层，含
水量最低，15～20 cm土层，含水量最高。

方差分析表明：荒地、松树林地和柏
树林地各土层之间的含水量均达到了显著差异。

松树林地和柏树林地在0～20 cm 的各土层之间都没有显著差异，可能是与地表的灌溉、树的种植时间较短以及不同树种的根系对土壤中水分的吸收和利用不同，以及枯落物和根系对土壤的改良作用具有持久性[14]有关。

2.4 不同样地土壤铵态氮
由图4可知，所有土壤在0～5 cm、5～10 cm和15～20 cm土层铵态氮含量均呈显著差异，10～15 cm土层中荒地和柏树林地的铵态氮含量尚未达到显著差异。

柏树林地5～10 cm土层与松树林地15～20 cm土层的铵态氮含量也未表现出显著差异。

除柏树林地以外，在0～5 cm土层中，松树林地和荒地的铵态氮含量均
最高。

松树林地在0～15 cm土层中铵态氮的含量呈递减，15～20 cm土层铵态
氮含量有所增加。

荒地在0～15 cm土层中铵态氮的含量呈现的是递减，15～20 cm略微有上升，5～10 cm和15～20 cm土层中铵态氮的含量未达到显著差异。

柏树林地铵态氮含量在0～15 cm土层中呈现增加的趋势，10～15 cm土层含量
最高，15～20 cm土层铵态氮含量稍有所下降。

氮元素是植物生长必不可少的元素，土壤中铵态氮的含量在一定程度上反映了植物的生长情况以及植物对氮素利用率。

供试土壤中，荒地各土层的铵态氮含量均为最高，这可能与松树和柏树林地的翻新或荒地对氮素的转化率较高而利用率却很低有关。

在10～15 cm土层，柏树林地铵态氮含量达到了最大值，推测可能是由于此处根系较少而微生物活动较活跃，从而促进了氮素的转化，松树林地铵态氮含量在此处最小，可能的原因是此处植物根系较多增大了对铵态氮的吸收。

由此可知，土壤中铵态氮的含量与树的种类以及不同植物对铵态氮的吸收和利用不同有很大的关系。

2.5 不同样地不同土层的硝态氮的分析
由图5可知，所有土壤在0～5 cm土层中硝态氮的含量均较高，并且柏树林地>
荒地>松树林地，差异显著。

松树林地硝态氮的含量整体上呈现出递减的趋势，分析表明：在5～10 cm和10～15 cm土层之间硝态氮的含量尚未表现出显著的差异。

柏树林地中硝态氮的含量在不同土层之间的含量表现出较大的差异，整体的变化为：0～5 cm土层硝态氮含量最高，5～10 cm土层含量大幅度的降低，10～
15 cm土层含量有所上升，15～20 cm土层含量最低，差异显著。

荒地硝态氮含
量在0～15 cm土层表现出递减，而在15～20 cm土层有所上升。

方差分析表明：除了柏树林地10～15 cm土层与荒地5～10 cm及15～20 cm土层、松树林地0～5 cm土层与柏树林地5～10 cm土层间无显著差异，所有土壤在总体上均呈
显著差异。

土壤剖面中硝态氮含量的变化及分布是植物吸收、施肥、降雨等环境条件影响下土壤中氮素的转化、淋洗移动的综合表现[15]。

在荒地中15～20 cm土
层中硝态氮含量有所增加，说明硝态氮易于流失，多积累在土壤较深的层次。

松树林地中硝态氮含量在不同土层中变化不大，柏树林地中硝态氮含量在不同土层中的含量不尽相同且变化较大，可能是与样本采集时土层不深以及雨水的冲洗、种植时土壤的翻新有关。

1) 同一利用方式土壤的有机质含量表现出递减的趋势，不同土壤中的有机质含量
表现为荒地>松树林地>柏树林地。

2) 所有土壤pH值都表现为弱碱性，松树林地随着土层深度的增加pH呈现出递
减的趋势，柏树林地和荒在不同土层中pH值变化不稳定。

3) 同一利用方式土壤的含水量变化在整体上随土层深度的增加呈现递增的趋势，
不同土壤中的含水量表现为松树林地>柏树林地>荒地。

4) 不同土壤铵态氮含量变化不一，荒地铵态氮含量较高，各土层铵态氮含量均高
于松树林地和柏树林地。

土壤中铵态氮含量与树的种类以及不同植物对铵态氮的吸收和利用不同有很大的关系。

5) 硝态氮在不同类型利用方式下变化不一，造成这种差异可能与树种有关。

【相关文献】
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