杉木人工复层林土壤理化性质变化的初步研究
杉木人工林土壤养分及酸杆菌群落结构变化
杉木人工林土壤养分及酸杆菌群落结构变化杨安娜;陆云峰;张俊红;吴家森;徐金良;童再康【摘要】[目的]研究浙江开化杉木人工林连栽过程中土壤养分及寡营养细菌酸杆菌群落变化规律,揭示不同类型杉木林地导致土壤肥力变化的酸杆菌分子生态学机制,为该地区杉木人工林林分结构调整、土壤资源的科学管理以及构建健康土壤生态系统提供科学依据.[方法]以马尾松林(对照)、马尾松林皆伐后的一代杉木林、杉木林迹地自然更新二代林土壤为研究对象,测定不同深度土层(0～20 cm,20～ 40 cm)的土壤pH、束缚水含量、有机碳及主要速效养分含量,比较分析土壤肥力水平,同时进行土壤细菌16S rDNA高通量测序分析了优势酸杆菌群的结构变化.[结果]1)马尾松林改植杉木后土壤酸化显著,碱解氮、有效磷及速效钾含量显著降低(P＜0.05),不同林地肥力水平大致规律表现为马尾松林＞杉木一代林＞杉木连栽林.2)3种森林类型的土壤细菌中酸杆菌门均占明显优势(32.68％～49.17％),且连栽后的杉木连栽林0～ 20 cm土层酸杆菌占比显著高于马尾松林0～ 20 cm土层(P＜0.05).3)共检测出18个酸杆菌类群,其中Gp2在各个样地中均为绝对优势菌群,占酸杆菌群的47.74％～68.80％,Gp1占21.69％～29.72％,其次是Gp3占13.30％～22.41％.酸杆菌类群中Gp2优势加强,同时Gp3具有由优势菌属转变为次优势菌属的趋势.Gp1和Gp10相对丰度分别与土壤pH呈显著负相关(P=0.035)和显著正相关(P=0.035),Gp2相对丰度与土壤有效磷呈显著负相关(P=0.010).[结论]马尾松林改植杉木及杉木人工林连栽过程中土壤肥力水平降低,而土壤寡营养细菌酸杆菌相对丰度提高,酸杆菌群落作为土壤优势菌群随土壤环境变化而不断调整,这预示着酸杆菌在杉木人工林土壤物质循环中起非常重要作用.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2019(055)001【总页数】9页(P119-127)【关键词】杉木人工林;土壤肥力;16S rDNA测序;土壤酸杆菌;群落结构【作者】杨安娜;陆云峰;张俊红;吴家森;徐金良;童再康【作者单位】浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300;浙江省宁波市林业局林特种苗繁育中心宁波315012;浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300;浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300;浙江省开化县林场开化324300;浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300【正文语种】中文【中图分类】S714杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国特有速生针叶树种，在我国南方山区栽培面积最大。
土壤养分与杉木生长的相关性研究
ＬＩ Ｕ Ｓ ｕ － ｚ ｈ ｅ ｎ，Ｓ ＵＮ Ｙｕ － ｊ ｕ ｎ
（ Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｆｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ００ ０ ８ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｓ ｏ ｉ ｌ ｎ ｕ ｔ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ｏ ｗｔ ｈ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｆ ｉ ｒ（ Ｃ ｕ ｎ ｉ ｎ ｇｈ ａ ｍｉ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｌ ａ ｔ ａ）
ｇ ／ ｋ ｇ为强 变异性 ， 其他 土壤 养分 、 杉木 生物量 、 平均胸 径 、 平均 高均为 中等变异性 。２ ） 土壤 养分与杉 木 各 生长指标 均存 在相 关性 ， 甚至有机 质 、 全 氮与杉木 生物 量 、 平均胸 径 、 平 均 高均及 显 著正相 关 。土壤
养 分之 间， 有机 质和全 氮、 全 氮与速 效钾 极 显著 正相 关 ， 有机 质 与速 效磷 、 速效钾 显 著正相 关， 存在明
ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ，１ ）Ａｍｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ ｎ ｕ ｔ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｒ ｕ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ Ｐ ｗａ ｓ ０ ． ２ ６ —８ ． １ ０ ｇ ／ ｋ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ
中图分 类 号 ： ￥ ７ ９ １ ． ２ ７ ０ ． １ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ １ － ７ ４ ６ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ － ０ ０ １ ５ — ０ ５
杉木人工林管理密度问题的研究
杉木人工林管理密度问题的研究杉木是我国主要的人工造林树种之一，其经济价值和生态价值非常高。
随着经济发展和环境保护意识的增强，人们对杉木人工林的管理越来越重视。
管理密度是影响杉木人工林生长的重要因素之一。
本文将从影响杉木人工林管理密度的因素、适宜的管理密度、高密度下的管理措施等方面进行探讨。
一、影响杉木人工林管理密度的因素1. 土壤杉木人工林生长的土壤类型一般为酸性土壤，含有大量有机质和铁铝等离子体，这种土壤适宜杉木生长。
不同类型的土壤对杉木的生长有不同的影响，对于同一类型的土壤来说，土壤肥力的好坏也决定了杉木的生长状况。
一般来说，土壤肥力好的地区适宜选择降低管理密度，以便让杉木生长更加茂密。
2. 气候杉木人工林适宜生长的气候类型为亚热带到温带，年平均气温在12℃以上、年均降水量在800mm左右的地区适宜种植杉木人工林。
在这种气候条件下，种植杉木的人工林管理密度应该适中，这样可以保证杉木的生长呈现出一个比较稳定的状态。
3. 种植密度种植密度是影响杉木人工林管理密度的一个重要因素。
由于不同地区土壤质量和种植条件的不同，种植密度也是各不相同的。
一般来说，大多数杉木人工林种植密度在1.2万株/公顷至1.8万株/公顷之间，这样可以保证杉木生长茂密，但又不会过于拥挤。
二、适宜的管理密度杉木人工林的适宜管理密度应该基于以下几个因素：种植密度、土壤肥力、气候条件等。
适宜的管理密度应该综合考虑各种因素后确定，以适应当地的土壤和气候情况。
一般来说，在杉木人工林生长初期，应该适当提高管理密度，以促进杉木早期生长，使杉木尽快形成生长优势。
在中期管理中，应逐渐降低密度，以适应杉木生长日益增长的需要。
到了成熟期，应适当加大管理密度，以增加杉木的胸径生长速度，提高经济效益。
三、高密度下的管理措施在高密度下，杉木人工林的管理需要更加精细和合理。
在人工林成长期内，应加强林间距调整、除草、加肥等管理活动，保证杉木的生长。
同时，对于营造杉木人工林生长的适宜环境，也需要进行适度的轻度修枝、间伐、抚育和培养等工作，以促进杉木的生长和更新。
杉木林地土壤理化性质研究
速效 P /mg · kg ≥ 20 5 ~ 20 ＜5
-1
速效 K /mg · kg ≥ 150 50 ~ 100 ＜ 50
-1
0.75 ~ 1.50 ＜ 0.75
0.75 ~ 1.50 ＜ 0.75 表 4
2.5 ~ 10.0 ＜ 2.5 土壤养分分级 TK/g · kg 中等 中等 中等 中等 中等 中等 中等
-1
速效 P /mg · kg 中等 丰富 中等 丰富 丰富 丰富 丰富
-1
速效 K /mg · kg 贫乏 贫乏 贫乏 贫乏 贫乏 贫乏 贫乏
-1
2.2.1
土壤有机质
磷含量则出现总磷贫乏而速效磷丰富的现象。这是 由于随着杉木的生长，杉木根素微生物活性增强、 土壤中的蛋白酶、转化酶脲酶、磷酸酶和过氧化酶 等酶的活性提高， 促进了土壤母质中磷元素的释放， 如使土壤中难溶性磷酸盐向易溶性低价态磷酸盐转 化，增加了土壤易溶性磷酸盐含量，从而使速效磷 达到丰富级水平。杉木林地土壤速效磷丰富而总磷 量贫乏，不利于杉木根系的长期生长和发育，不能 更多地吸收养分，从而影响杉木的生长。因此，杉 木林地可选用钙镁磷复合肥、磷酸铵或过磷酸钙进 行沟施补肥，增加土壤磷素，促进杉木的生长。杉 木林地呈现出总钾丰富而速效钾贫乏的现象，是由 于土壤中的钾主要以难溶态存在，不能被杉木直接 吸收利用的缘故。 2.2.3 土壤阳离子交换量 土壤阳离子交换量是土壤的一个很重要的化学 性质，它直接反映了土壤的保肥、供肥潜力和缓冲 性 能 。 一 般 认 为 ， 阳 离 子 交 换 量 在 20cmol(+)/kg 以 上 为 保 肥 能 力 强 的 土 壤 ； 20 ~ 10cmol(+)/kg 为 保 肥力中等的土壤； 小 于 10cmol(+)/kg 土 壤 为 保 肥 力 弱 的 土 壤 [4]。 因 此 ， 从 总 体 水 平 上 看 ， 杉 木 土 壤 保 肥能力强。这是由于土壤有机质含量的增加提高了 土壤吸附能力和交换能力的缘故。
杉木人工林栽培的试验研究
杉木人工林栽培的试验研究【摘要】近年来，我国杉木人工林面积不断扩大，但造林质量的总体水平比较差，很大原因是栽培不科学、不合理。
本文就杉木人工林栽培进行了试验研究，总结并分析了影响杉木高生长量的因素，对保证杉木人工林持续速生、丰产提供了一定的帮助。
【关键词】杉木；人工林；栽培；因子；影响杉木是我国特有的速生商品材树种，具有生长快、材质好等特点，其木材纹理通直，结构均匀，不翘不裂，材质轻韧，强度适中，质量系数高。
杉木木材被广泛用于建筑、家具、器具、造船等各方面。
杉木人工林在我国森林资源结构中占有重要地位，但由于栽培技术不高，使得杉木人工林资源的有限增长显然远远满足不了社会需求。
因此，如何提高杉木人工林栽培技术，提高产量，是杉木人工林造林生产中面临的重大问题。
1.试验地概况试验地总面积约15hm2。
年平均气温17.8℃，年平均降雨量1 425.5mm，相对湿度年均78%。
气候温和，雨量充沛，生长期长，干旱期短。
试验地坡度为0～35°，pH值为5.5～6.5，土壤厚度为50～100cm，有机质含量较高，土壤肥力较好，适合杉木生长。
2.材料和方法2.1 试验材料试验用的苗木是自己培育的1年生实生苗。
育苗用的种子是从种苗站购买的优质种子。
苗木的规格为：苗高35cm、地径0.4cm以上，粗壮的、菊花头、紫红色、须根多的优质壮苗。
2.2 试验方法2.2.1 试验设计试验设计坡位和管护措施二个因子，各因子分别设不同水平，按完全随机区组排列，每小区约2000m2，5次重复，比较不同坡位、不同管护措施以及它们的相互作用对杉木的生长量的影响。
坡位因子设上、中、下三个水平：山坡下部为坡度在10°以下，山坡中部为10～20°，山坡上部坡度在20°以上。
管护因子设以下四水平：一是每年2次砍杂，二是每年2次砍杂、一次除草中耕，三是每年2次砍杂、一次中耕除草、一次追施肥，四是不作砍杂、除草中耕和施肥等管护措施进行对照。
杉木人工林土壤养分变化规律
收稿日期: 2006- 12- 18 基金项目: 国家/ 十一五0科技支撑计划课题资助
关重要的。特别是在我国南方, 在水分并不是 主要制约因 素的条件下, 养分是决定林木生产力 最关键的因素。在南 方地区黄红壤普遍缺 P , 速效 P 的多少对于林木生长 是限 制因素。在福建南平, 对 14、16、18 立地指 数的 杉木林 地 土壤养分分析表明: 速效 P 含量在这 3 个指数间差别十分 明显, 如以 18 立地指 数的 速效 P 含量 作为 100, 则 16 立 地指数为 81, 14 立地指数为 69[ 8] 。杉 木是比 较喜肥的 树 种, 要求 土壤深 厚肥沃, 养分 含量高, 特 别是速效 N 、P 养 分对杉木生长 影响 很大[ 8] 。1994 年 曾亮 忠等 指出: 杉 木 立地指数与全氮、速 效磷、土壤腐 殖质层 厚度和 土层厚 度 之间呈极显著或显著的正相关, 表明杉木生长 与土壤因子 存在密切关系。根据检验结果, 它们影响杉木 的重要程度 顺序是: 全氮 > 速效 磷> 土层 厚度 > 腐 殖质 层厚 度> 容 重[9] 。
#9#
第1期
河北林业科技
2007 年 2 月
综上所述, 不同立地 杉木人 工林土 壤肥 力不同, 立 地 条件越好, 土壤养分含 量越高, 提供 给杉木 吸收利 用的 养 分也相应增多; 土壤速效养分含量变化是影响 杉木林生产 力和地力变化的重要因 素。但对于 不同立 地杉木 连栽 引 起地力下降的原因还需进一步揭示。 2 不同发育阶段土壤养分变化规律
杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响
杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响随着环保意识的增强和对生物多样性保护的重视，人工林的近自然化改造成为目前林业管理的热点。
其中，杉木人工林近自然化改造能够使得林下植被多样性得到提高，同时也有利于改善土壤理化性质。
本文将从这两个方面进行探讨。
首先，杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性的影响。
传统的杉木人工林存在生物多样性贫乏的问题，大面积的杉木单一林分对于生态系统的稳定性和功能性有所不足。
而近自然化改造是一种有效的途径来提高林下植被的多样性。
通过进行适度的人为干预和调整，可以有针对性地进行树种结构调整，增加冠层结合树种的种植密度，增加野花野草等地被植物的种植量。
这样一来，繁茂的林下植被不仅可以提供储存碳和净化空气的功能，还可以为当地的生物提供生境。
因此，近自然化改造可以有效地提高人工林下的植物多样性，使得生态系统更为稳定和丰富。
其次，杉木人工林近自然化改造对土壤理化性质的影响。
传统杉木人工林存在着土地贫瘠、土壤酸度过高等问题，难以为当地生态系统提供良好的生境环境。
而近自然化改造方式中，通过增加林下多样性和橡树、杨树等树种的种植，可以有效地改善土壤的理化性质。
这是因为橡树和杨树等其他树种的叶子含量比杉木更多，树叶降落后可以分解为土壤有机质，从而增强土壤肥力；此外这些植物的根系更加发达，可以增加土壤的结构性、通气性和保水性，有利于土壤微生物群落的繁殖和代谢，进一步促进了土壤健康以及生态系统的可持续发展。
总的来说，杉木人工林的近自然化改造是一种保护生物多样性和改善土壤环境的理想方法。
未来的林业管理中，我们应该更加注重对于传统人工林的改造和调整，以使生态系统更为稳定和丰富。
杉木造林技术对于水土流失的作用研究
杉木造林技术对于水土流失的作用研究水土流失是指在自然条件和人为活动的影响下，土壤中的含水量、营养物质的流失和土壤侵蚀，导致土壤结构破坏和土地退化的现象。
这不仅影响了土地的肥力和生产力，而且还会对周围的生态环境产生负面影响。
研究杉木造林技术对水土流失的作用，对于改善土地环境和保护生态系统具有积极的意义。
一、杉木对水土保持的作用1. 防治水土流失杉木具有浅根、茂密、落叶晚、鞣质含量高等特点，因此具有较好的水土保持能力。
杉木的根系发达，能够有效地抓牢土壤，增强土壤的稳定性，减少水土流失的情况。
杉木林可以有效地减少降雨对土壤的冲击，承担雨水冲刷力，降低土壤侵蚀的发生。
2. 保持水源地杉木林的密实枝叶以及发达的根系能够有效地保持水源地的水源涵养功能，减少水资源的流失。
杉木林枝叶茂密，能够减少蒸发，提高土壤的含水量，保持土壤的墒情稳定，提高土壤的保水能力。
3. 调节土壤温度杉木林可以起到一定的遮阳降温作用，减少阳光直射土壤表面，减轻土壤水分的蒸发，提高土壤的湿度，有助于土壤中微生物、植物的生长和发育，保护土壤质量，减少土壤侵蚀。
1. 合理布局在进行杉木造林时，需要合理规划和布局林地，选择适宜的地形地貌、土壤条件和气候环境，避免选择坡度大、土壤疏松或者土质较差的地块进行造林，以减少水土流失的风险。
2. 种植密度在进行杉木造林时，需要根据地理环境、土地条件和水土保持需求，选择适宜的种植密度。
适当增加种植密度有助于根系的相互交织，提高土壤的稳定性，减少水土流失的风险。
3. 防火措施杉木林是极易发生火灾的林木种类，一旦发生火灾，不仅会破坏植被，而且还会加剧水土流失的情况。
因而在杉木造林时，需要加强火灾的防范，采取有效措施预防火灾的发生，避免火灾对土壤的破坏。
4. 科学管理在进行杉木造林时，需要采取科学的管理措施，加强对林地的监测和维护，及时进行松土、施肥、病虫害防治等工作，保持杉木林的健康生长，增强其水土保持的能力。
不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质及凋落物养分储存量研究的开题报告
不同发育阶段杉木人工林土壤理化性质及凋落物养
分储存量研究的开题报告
一、研究背景及意义
人工杉木林是我国重要的人工森林类型之一，其种植面积和产量在全国居于前列。
土壤是森林生态系统的重要组成部分，对树木生长、土壤肥力、生物多样性、碳循环等方面都起着至关重要的作用。
因此，研究杉木人工林土壤的理化性质及凋落物养分储存量变化规律，对于了解森林生态系统的性质和演化趋势，推动森林生态系统可持续发展具有重要意义。
二、研究内容及方法
本研究拟选取四川省某县种植年限从1年到30年的10个杉木人工林，研究其土壤理化性质及凋落物养分储存量随时间变化的规律。
具体研究内容包括：
1. 土壤理化性质的调查：选取代表性样地，对土壤质地、pH值、有机质含量、全氮、全磷、速效钾等指标进行测定。
2. 凋落物量及养分含量：以1年为间隔，采集10个样地内年度凋落物质量及氮、磷、钾等元素含量，并计算其养分储存量。
3. 统计分析：使用统计软件对研究数据进行分析，绘制各指标随年龄变化的曲线图，并探讨其中的规律和影响因素。
三、研究进展及计划
本研究目前已完成对10个杉木人工林的样地调查和凋落物采集，正在进行样品分析及数据处理。
计划在接下来的两个月内完成数据分析和成果撰写，争取在年底前完成论文的撰写和评审。
四、预期成果和创新点
本研究预期可以得出杉木人工林随年龄增长土壤理化性质及凋落物
养分储存量变化的规律，并揭示其影响因素。
研究成果可以为杉木人工
林的生态管理、土地利用规划和森林生态系统可持续发展提供科学依据。
创新点在于对不同种龄杉木人工林土壤和凋落物的养分储存进行系统性
研究，并对长期人工林的生态效益进行评估。
浅析杉木二代人工林发展障碍及对策
浅析杉木二代人工林发展障碍及对策摘要根据对寿宁县景山国有林场杉木人工林的调查、分析表明，杉木连栽存在许多弊端，亟需引起有关部门的高度重视。
就此提出若干解决意见，供决策时参考。
关键词杉木人工林；发展障碍；对策当前如何持久维持杉木人工林较高的生产量，有效防止地力衰退，已成为林业部门普遍关注的问题。
尤其是二代杉木林单纯地依赖自然能力，采用传统方式来恢复发展森林，忽视管理，将无法加快人工林发展步伐。
据寿宁景山国有林场玛坑、炉坑工区调查，1990年更新营造的杉木二代林，生长率由幼龄时期的20.1%下降到6.3%。
特别是玛坑工区一代杉木主伐产量高的迹地，营造二代杉木林，地力下降更明显。
据调查杉木二代连栽，土壤肥力与相似立地条件一代相比，有机质含量下降17.6%，林木生长缓慢，低产低质，这不光是技术性问题，很大程度上是管理措施上的原因。
1主要发展障碍1.1采伐剩余物处理不合理以玛坑、炉坑工区为例，这些年来普遍采用皆伐方式，采伐剩余物（枝丫、树皮）全被村民弄回当作燃料，不能散铺于地面，使其接触地面腐烂，增加土壤有机质含量，地力得不到补偿。
1.2传统整地方式，水土流失严重当地杉木皆伐迹地更新，仍然采用营造一代林的整地方式—全垦或块状整地，造成严重水土流失。
仍以玛坑、炉坑工区为例，1994年采伐杉木迹地6.5hm2，坡度在23°～27°左右，采用全垦整地方式，翌年春夏季遭罕见的洪水冲刷，表土冲失殆尽，部分岩石裸露，并造成山脚下农田被毁的损失。
1.3栽植密度太大，林分质量下降林木生长挤压，郁蔽度大都在0.9以上，单株立木纤细，自然分化严重，林分质量下降，生长量明显下降。
1.4抚育间伐不及时，林木长势衰退受市场经济的冲击，林场不同程度地存在短期行为，重取轻投，什么材畅销，就取什么材。
即使搞一点抚育间伐，也只是重取材伐，不搞或极少进行卫生伐、透光伐。
少数林区还存在“间好留劣”“拔大毛”的现象，致使林木低产低质。
杉木人工林土壤理化性质及酶活性的变化规律
杉木人工林土壤理化性质及酶活性的变化规律舒洪岚【摘要】为揭示杉木人工林土壤肥力变化规律,研究了江西省景德镇市枫树山林场不同连栽代数、不同林龄的杉木人工林土壤理化性质和酶活性的变化.结果表明:随着林龄的增长,除土壤容重趋于增加外,土壤pH、阳离子交换量、全氮、速效钾及酸性磷酸酶、过氧化氢酶、尿酶和蛋白酶的活性均有所降低;随着土壤深度增加,土壤pH、阳离子交换量、氮磷钾养分以及酶活性均呈下降趋势.二代杉木林的土壤容重、pH、阳离子交换量和速效磷的含量高于一代杉木林,但土壤全氮、速效钾的含量和酶活性低于一代杉木林;土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶与土壤pH、有机质、全氮、速效钾呈极显著或显著正相关,土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶与土壤速效磷呈极显著正相关.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2010(038)009【总页数】4页(P81-83,87)【关键词】杉木人工林;连栽;林龄;土壤肥力;理化性质;酶活性【作者】舒洪岚【作者单位】江西财经大学,江西,南昌,330032【正文语种】中文【中图分类】S158.1杉木是我国南方重要的用材树种。
近年来，由于高度的集约经营、并伴随着某些不合理的营林和栽培措施，如树种单纯、全垦整地、大面积皆伐、在同一林地上连续栽杉等，加上杉木自身生物学特性等原因，致使杉木人工林生产力下降和地力退化现象普遍存在[1-3]。
如何维护和提高杉木林地土壤肥力，保持人工林持续速生、丰产，已成为我国林业建设，尤其是南方用材林区营林生产中急待解决的重要问题。
笔者对江西省景德镇枫树山林场不同连栽代数、不同林龄的杉木人工林土壤酶活性、土壤理化性质进行研究，并分析杉木人工林的土壤酶活性与肥力指标的相关关系，以期揭示杉木人工林连栽土壤肥力变化规律，为杉木人工林的土壤质量评价提供参考依据。
1 材料与方法1.1 试验地概况试验地为江西省景德镇市枫树山林场浮东分场，位于景德镇市东北端(E 117°33′～117°33′，N 29°30′～29°30′)，皖赣两省四县(安徽祁门、休宁、江西婺源、浮梁)交界处，年均气温20℃左右，年均降雨量1650～1850mm，地势高峻，峰峦起伏叠嶂，平均海拔400m以上。
杉木人工林对林地土壤肥力的影响
（ 州市林 业局 ， 徽 池 州 ２７０ 池 安 ４ ０ ０）
［ 要】 了了解杉木土壤肥力 的变化情况及施肥对林地土壤肥力 的影响 ， 摘 为 在安徽省东至县木塔 乡土壤肥力 中等的杉
木林地设 固定样地 ， 进行 了土壤肥 力的研究。结果显 示， 杉木林 地施肥后土壤理化性质得到 了明显 的改善。施肥后 第 ２ 年， 土壤 的含 Ｐ ， １和 ＰＫ 量 Ｐ ２ ３处理 后分 别 比对照提 高 了 １ ％ ２ ％ 而 ＰＫ ２ 和 ２ ， ２ １处理 的速 效和缓效 Ｋ比对照提高 了 ２ ％ １ 和
２０ ０ １年 以 后 随 着 杉 木 原 材 价 格 的 不 断 升 高 ， 林 农 栽 植 杉 木 积 极 性 不 断 提 高 ， 木 栽 植 面 积 不 杉 断 扩 大 。 因 此 ， 究 杉 木 林 地 的 － 壤 肥 力 ， 利 研 Ｉ － 有
２ ０～４ ０ ５ ５ ｍ。 母 岩 为 页 岩 发 育 的 黄 壤 、 土 层 厚 ８ ｅ 以 上 ， 壤 ｐ 值 ５ ０～６ ５， 机 质 平 均 为 ０ｍ 土 Ｈ ． ． 有
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第 ２ 卷 第 ５期 ｌ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ５ １ ２ ．
池 州学 院学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｈｚ ｏ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＣ ｉ ｕＣ ｌ ｅ ｈ ｅ
２０ 年 １ ０７ ０月
ｏ ｃ． ０ ７ ｔ． ０ ２
杉木 人 工林 对 பைடு நூலகம் 地 土壤 肥 力 的 影 响
干距 离 ８ ｃ ０ ｍ的慢。
【 关键词】 杉木 ； 土壤肥 力； 影响
［ 中图分类号】Ｘ ７ １１
【 文献标识码】 Ａ
【 文章编号】１７～ ２ ２０ ）５ ０ ８— ３ ６４ １０ （０７ ０ — ０６ ０ １
杉木厚朴人工混交林模式生长及土壤特性研究
Ｅ相 比 ， 均 胸 径 分 别 提 高 了 ９８ 、． ％ 、４４ 和 平 ．％ ６ １ ２． ％ １．％ ， 均 树 高 分 别 提 高 了 １． ％ 、． ％ 、０ ７ 和 １０ 平 ３２ ８５ ２． ％
明： 杉木一 厚朴混 交林在提 高杉木林生长量、 改善 土壤 理化性 质等 方面作用 明显。在不 同模 式的 杉木一 厚朴 混交林 中， 杉木厚朴按 ３ １的比例带行混交杉木林生长最 快， 分蓄积量 最大 ， ： 林 而且该模 式混 交林土壤 孔隙状 况、 水稳性 团 聚体含 量及 土壤 有机 质、 有效养分含量等均最高 ， 杉木厚朴 ３ １带行混 交模 式是杉木 一厚 朴混 交林 中最优模 式， 而 ： 从
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安 徽 农 学 通 报 ， ｈ ｉ ． ｃ． ｕ１２ １ １ （５） Ａｎｕ Ａ Ｓ ｉＢ ｌ ０ ２，８ １ ．
杉木 厚 朴 人 工混 交林 模 式 生长 及 土 壤 特 性 研 究
刘 正 忠
（ 三明市三元区林业局 ，福建三明 ３ ５０ ） ６０ ０
摘
要： 面对杉木人 工纯林 易发生地力衰退、 生长 降低等 问题 ， 开展 了杉木厚朴 不同模 式混 交造 林试验研 究。结果表
混 交 、Ｄ ４ １ 行混 交及 （ ） （ ）： 带 Ｅ 杉木 纯林 等 ５种 ， 个处 理 每 ４次 重 复 ， 共有 标 准地 ２ ０块 ， 每标 准 地 面积 ９０ ０ ｍ 。在 标
准 地外 围同时 营造 以上各种 混交林 １ｈ ３ｍ 。 ２ ２ 野 外资 料收集 与测定 ． 造林 后每 年调 查 各标 准地 林
为 杉 木 林 合 理 栽 培提 供 技 术依 据 。
关键词 ： 杉木 ； 厚朴 ； 交林 ； 混 土壤肥 力 中图分类号 ￥ ９ ．７ ７ １２ 文 献标识码 Ａ 文章编号 １０ ７３ （０２ １ ０ ７— ７ １２ １ ） ５—１０— ２ ２ ０
不同林龄杉木人工林土壤C∶N∶P化学计量特征及其与土壤理化性质的关系
第３９卷第７期２０１９年４月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３９，Ｎｏ．７Ａｐｒ．，２０１９基金项目：国家重点研发计划（２０１６ＹＦＤ０６００３０１）；福建农林大学科技创新专项基金项目（ＣＸＺＸ２０１６０５９）；福建农林大学林学院林学高峰学科建设经费收稿日期：２０１８⁃０１⁃０５；㊀㊀网络出版日期：２０１９⁃０１⁃１０∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｘｙｍｘｑ＠１２６．ｃｏｍＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１８０１０５００３０张芸，李惠通，张辉，黄彬彬，刘春华，蒋宗垲，马祥庆．不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系．生态学报，２０１９，３９（７）：２５２０⁃２５３１．ＺｈａｎｇＹ，ＬｉＨＴ，ＺｈａｎｇＨ，ＨｕａｎｇＢＢ，ＬｉｕＣＨ，ＪｉａｎｇＺＫ，ＭａＸＱ．ＳｏｉｌＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｇｅｄＣｈｉｎｅｓｅｆｉｒ（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１９，３９（７）：２５２０⁃２５３１．不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系张㊀芸１，李惠通１，２，张㊀辉１，黄彬彬１，刘春华３，蒋宗垲３，马祥庆１，∗１福建农林大学林学院，福州㊀３５０００２２西北农林科技大学资源环境学院，杨凌㊀７１２１００３福建农林大学莘口教学林场，三明㊀３６５００摘要：为了阐明林龄对杉木人工林土壤理化性质及碳氮磷（ＣʒＮʒＰ）生态化学计量特征的影响，在福建农林大学三明莘口林场选取４个林龄（４，２０，２４，３３ａ）的杉木人工林为研究对象，测定０ ２０，２０ ４０，４０ ６０ｃｍ深度土壤的水分⁃物理性质㊁ｐＨ㊁总碳（ＴＣ）㊁全氮（ＴＮ）㊁全磷（ＴＰ）㊁全钾（ＴＫ），探讨它们随林龄的变化及其与ＣʒＮʒＰ化学计量比之间的关系，为杉木人工林持续经营管理提供科学依据㊂结果表明：（１）随着林龄的增加，质量含水量㊁田间持水量和毛管孔隙度先减小后增加，在２０ａ达到最小，ＴＮ和ＴＰ也有相似的变化趋势，但在２４ａ林分的深层土壤达到最小，ＴＣ和ＴＫ保持不变；（２）随着林龄的增加，ＣʒＮ保持不变，ＣʒＰ和ＮʒＰ在２４ａ成熟林达到最大，但只在２０ ６０ｃｍ达到显著差异；（３）ＴＣ与多数水分⁃物理性质及３个生态化学计量比显著相关，质量含水量和孔隙度与ＣʒＮʒＰ生态化学计量比均显著相关，ＴＰ与ＣʒＰ和ＮʒＰ显著负相关㊂土壤物理性质与土壤养分循环存在一定关联，有机质与土壤结构及养分平衡的调节有关，研究区杉木林发育过程中土壤腐殖质化进程较缓慢，２４ａ成熟林杉木的生长受到土壤磷的限制，在杉木速生阶段适当增施磷肥，保证林木的良好生长，促进土壤与植物的良性养分循环㊂关键词：杉木；发育阶段；养分循环；养分限制ＳｏｉｌＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｇｅｄＣｈｉｎｅｓｅｆｉｒ（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓＺＨＡＮＧＹｕｎ１，ＬＩＨｕｉｔｏｎｇ１，２，ＺＨＡＮＧＨｕｉ１，ＨＵＡＮＧＢｉｎｂｉｎ１，ＬＩＵＣｈｕｎｈｕａ３，ＪＩＡＮＧＺｏｎｇｋａｉ３，ＭＡＸｉａｎｇｑｉｎｇ１，∗１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００２，Ｃｈｉｎａ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ３ＸｉｎｋｏｕＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＦｏｒｅｓｔＦａｒｍ，ＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓａｎｍｉｎｇ３６５０００，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔａｎｄａｇｅｏｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｉｎＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ，ａｎａｇｅｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｓｔａｎｄｓ（４ｙｅａｒｓｏｌｄ，２０ｙｅａｒｓｏｌｄ，２４ｙｅａｒｓｏｌｄ，ａｎｄ３３ｙｅａｒｓｏｌｄ）ｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅＸｉｎｋｏｕＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＦｏｒｅｓｔｒｙＣｅｎｔｒｅｏｆＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓａｎｍｉｎｇ，Ｆｕｊｉａｎ．Ｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｐＨ，ｔｏｔａｌｃａｒｂｏｎ（ＴＣ），ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ（ＴＮ），ｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＴＰ），ｔｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍ（ＴＫ），ａｎｄｓｏｉｌＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙａｔｓｏｉｌｄｅｐｔｈｓｏｆ０ ２０，２０ ４０，４０ ６０ｃｍｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｕｒｉｎｇｓｔａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｏｉｌｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｗａｔｅｒｆｉｅｌｄｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙｗｅｒｅｌｏｗｅｓｔａｔ２０ｙｅａｒｓｏｌｄ，ａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｒｅａｆｔｅｒ．ＴｈｅｒｅｗａｓａｓｉｍｉｌａｒｔｒｅｎｄｉｎｃｈａｎｇｅｓｏｆＴＮａｎｄＴＰ，ｗｈｉｃｈｈａｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｖａｌｕｅｓｉｎｄｅｅｐｓｏｉｌｏｆｔｈｅ２４ｙｅａｒｏｌｄｓｔａｎｄ．ＳｔａｎｄａｇｅｄｉｄｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｆｆｅｃｔＴＣ，ＴＫ，ｏｒＣʒＮ．ＣʒＰａｎｄＮʒＰｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒｉｎｔｈｅ２４ｙｅａｒｏｌｄｍａｔｕｒｅｓｔａｎｄ；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｗｅｒｅｏｎｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄａｔｓｏｉｌｄｅｐｔｈｓｏｆ２０ ６０ｃｍ．ＴｈｅｍａｊｏｒｉｔｙｏｆｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｖａｒｉａｂｌｅｓｓｈｏｗｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈＴＣ．ＧｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙｓｈｏｗｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈＣʒＮ，ＣʒＰ，ａｎｄＮʒＰ．ＴＰｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｎｅｇａｔｉｖｅｌｙｗｉｔｈＣʒＰａｎｄＮʒＰ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇａｆｉｒｍｌｉｎｋａｇｅｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｃｙｃｌｉｎｇｉｎＣｈｉｎｅｓｅｆｉｒｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｂａｌａｎｃｅｍａｙｂｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ．ＨｕｍｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｏｕｒｓｔｕｄｙａｒｅａｗａｓｓｌｏｗｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆｔｈｅ２４⁃ｙｅａｒ⁃ｏｌｄｍａｔｕｒｅｓｔａｎｄｗａｓｌｉｍｉｔｅｄｂｙｓｏｉｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ＰｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒａｐｉｄｇｒｏｗｔｈｐｅｒｉｏｄｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｍａｙｂｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｓｕｓｔａｉｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａａｎｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｎｕｔｒｉｅｎｔｃｙｃｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｐｌａｎｔａｎｄｓｏｉｌ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：Ｃｈｉｎｅｓｅｆｉｒ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｇｅ；ｎｕｔｒｉｅｎｔｓｃｙｃｌｉｎｇ；ｎｕｔｒｉｅｎｔｓｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ生态系统及其各组分多个元素存在着一定的化学计量关系，这种化学计量关系具有内稳性，维持了个体生长甚至生态系统结构㊁功能及稳定性［１⁃２］㊂碳㊁氮㊁磷（Ｃ，Ｎ，Ｐ）是土壤主要的养分成分，其相对组成影响了有机质分解㊁微生物种群动态㊁根系养分吸收等一系列生物化学进程，并进一步影响土壤Ｃ，Ｎ，Ｐ循环对全球变化的响应与反馈［３］㊂土壤ＣʒＮʒＰ计量比反应土壤肥力，指示植物营养状况，元素之间的耦合变化影响了植被的生长和分布［４］，但土壤在时空上具有高度异质性，土壤元素化学计量比受到土壤类型㊁植被群落特征㊁气候条件㊁植被发育阶段等因素地强烈影响［５⁃６］㊂在人工林生态系统中，林龄通过改变林分结构㊁物质组成和林内微气候影响土壤养分分配格局［７］，任璐璐等［８］研究黄土高原刺槐林土壤ＣʒＮ，ＣʒＰ和ＮʒＰ随着栽植年限的增加而增加，栽植刺槐具有显著的固磷能力，油松林土壤ＣʒＮ和ＮʒＰ随着的发育先增加后减小［９］，梭梭林的建立不改变土壤ＣʒＮ，但ＣʒＰ和ＮʒＰ随林龄的增加明显增加，可能受到磷的限制［６］，胡启武等［１０］发现林龄对鄱阳湖沙山湿地松土壤ＣʒＮ，ＣʒＰ和ＮʒＰ无显著影响㊂不同地区不同人工林生态系统养分循环特征表现出显著的差异性，这种差异来源于区域气候㊁植被生物学特性和人工林经营方式［３，１１］，生态化学计量比研究为人工林经营过程中养分限制或养分循环提供重要的指示作用，在特定地区和植被条件开展土壤生态化学计量比研究显得尤为重要㊂杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ）是我国乡土针叶用材树种，栽培历史悠久，全国杉木人工林面积达到８．５４ˑ１０６ｈｍ２，占全国人工林面积的２１．３５％［１２］，随着栽植面积的不断扩大㊁纯林连栽，以及不合理的营林措施，出现了土壤地力衰退㊁初级生产力下降等严峻问题，尽管国内学者对此已做了大量的工作，目前仍尚未弄清杉木人工林地力衰退的内在机制，从生态化学计量角度研究不同发育阶段杉木人工林土壤养分循环障碍，可为杉木人工林可持续发展提供新思路㊂目前杉木人工林生态化学计量比研究集中在氮沉降与土壤化学计量比［１３］㊁杉木器官的季节动态［１４］㊁不同杉木发育阶段凋落物化学计量比的变化［１５］以及施肥对杉木林下植被化学计量比的影响［１６］，不同林龄杉木人工林土壤生态化学计量比的研究报道还不多［１７］，尤其是土壤养分计量比特征与土壤理化性质及杉木生长量的关系尚不明确㊂有鉴于此，本文选择以４个林龄（４ａ，２０ａ，２４ａ，３３ａ）的杉木人工林为研究对象，分析杉木人工林土壤理化性质与ＣʒＮʒＰ生态计量比随林龄变化及其之间相关关系，研究土壤ＣʒＮʒＰ化学计量比对杉木的指标作用，本研究的开展可了解不同发育阶段杉木林的土壤养分限制状况，对综合评价杉木人工林养分循环速率和林木养分利用效率具有参考价值，也为退化土壤生态系统恢复和人工林持续经营管理提供科学依据㊂１㊀材料与方法１．１㊀试验地概况㊀㊀试验地位于福建省三明市莘口镇的福建农林大学莘口教学林场（２６ʎ１０ᶄＮ，１１７ʎ２７ᶄＥ），为亚热带季风气１２５２㊀７期㊀㊀㊀张芸㊀等：不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系㊀候，年平均气温１９．１ħ，年平均降雨量１７４９ｍｍ㊂２０１６年在福建农林大学莘口教学林场沙阳工区选择４个不同林龄的杉木人工林为研究对象，造林时间分别为２０１２年（４ａ）㊁１９９６年（２０ａ）㊁１９９２年（２４ａ）和１９８３年（３３ａ），所有林分均为二代杉木人工林，根据杉木生长规律和林分发育特点，这４个林分分别处于幼龄林㊁近熟林㊁成熟林和过熟林的典型发育阶段［１８］㊂４个林分最大直线距离不超过２．３ｋｍ，土壤均为粗粒花岗岩发育的砂质红壤，土层厚度１ｍ以上㊂不同林龄的杉木人工林具有一致的土地利用历史，造林前采用炼山整地造林，造林后３年每年除草抚育２次，除了４ａ杉木林，２０ａ，２４ａ和３３ａ杉木林均间伐过一次㊂每个林龄设置３个２０ｍˑ２０ｍ标准（上坡设置２个样地，下坡设置１个样地），共设１２个样地㊂林下植物群落结构简单，主要优势种为山苍子（Ｌｉｔｓｅａｃｕｂｅｂａ（Ｌｏｕｒ．）Ｐｅｒｓ．）㊁乌毛蕨（ＬｅｃｈｎｕｍｏｒｉｅｎｔａｌｅＬ．）㊁地菍（ＭｅｌａｓｔｏｍａｄｏｄｅｃａｎｄｒｕｍＬｏｕｒ．）㊁枇杷叶紫珠（ＣａｌｌｉｃａｒｐａｋｏｃｈｉａｎａＭａｋｉｎｏ）等㊂表１㊀样地基本概况Ｔａｂｌｅ１㊀Ｂａｓｉｃｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｐｌｏｔｓ林龄Ｓｔａｎｄａｇｅ样地号ＰｌｏｔＮｏ．海拔Ａｌｔｉｔｕｄｅ／ｍ坡向Ｓｌｏｐｅａｓｐｅｃｔ坡度Ｓｌｏｐｅ／（ʎ）坡位Ｓｌｏｐｅｐｏｓｉｔｉｏｎ平均胸径ＤＢＨ／ｃｍ平均树高Ｈｅｉｇｈｔ／ｍ林分密度Ｄｅｎｓｉｔｙ／（株／ｈｍ２）４ａ１３１９南偏东４０３０下５．９０５．２２１７３２２３２４南偏东３０３３上５．８３５．１５１７２９３３３５正东２５上５．９９５．３０１６８３２０ａ１１９２南偏东１０２８下１７．２９１５．８７１０９１２２０２南偏东３０２８上１５．６４１４．６４１２１８３２０５南偏东２５２５上１７．４７１６．４６１２７４２４ａ１２２１正西３１上１６．９７１５．９６１１３７２２３３北偏西１０３２上１７．３０１６．３０１１２０３１９９北偏西２０２９下１７．９１１６．９０１０８６３３ａ１２０２西偏南２５３３下１９．８８１８．８６１０００２２０９正西３０上１９．５２１８．５１１０８８３２１３西偏南１０２８上１８．５１１７．５０１１２５１．２㊀样品采集及处理在每个林龄的杉木林样地内按Ｓ形挖取３个土壤剖面，为防止边缘效应的影响，取样剖面距离样方边缘至少４ｍ，不同林龄杉木人工林共挖取３６个土壤剖面㊂分别按０ ２０㊁２０ ４０㊁４０ ６０ｃｍ土层取１ｋｇ左右土样，同一样地３个剖面相同层次的土样混合均匀，取混合均匀的土壤１ｋｇ风干，挑去石砾和植物残体，过２ｍｍ土壤筛装入自封袋保存，四分法取部分风干土样研磨过０．１４９ｍｍ筛；同时在样地的中间剖面按０ ２０，２０ ４０，４０ ６０ｃｍ土层用环刀（２００ｃｍ３）取原状土，测定土壤水分物理性质㊂１．３㊀土壤理化性质的测定测定土壤总碳（ＴＣ）㊁全氮（ＴＮ）㊁全磷（ＴＰ）和全钾（ＴＫ），ＴＣ和ＴＮ直接用元素分析仪（德国Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ公司，ＶＡＲＩＯＭＡＸＣＮ）测定，土壤样品加入２．０ｍｏｌ／ＬＨＣｌ处理后加入过量ＮａＯＨ，用标定的ＨＣｌ滴定［１９］，发现土样无无机碳的存在，可以认定土样中ＴＣ含量等于有机碳㊂钼锑抗比色法［１９］测定ＴＰ含量，ＴＫ采用火焰光度法［１９］测定㊂ｐＨ值采用电位法（土ʒ水＝１ʒ２．５）测定，采用环刀法测定土壤的水分⁃物理性质［１９］，即质量含水量㊁田间持水量㊁容重和毛管孔隙度㊂１．４㊀数据分析利用ＳＰＳＳ软件分析林龄或土层深度对杉木人工林土壤理化性质和化学计量比的影响（Ｏｎｅ⁃ｗａｙＡＮＯＶＡ），并采用Ｔｕｋｅｙ多重比较分析不同林龄或不同土层深度之间的差异㊂采用一般线性模型（ＧＬＭ）分析林龄和土层深度及其交互作用对土壤理化性质和化学计量比的影响（Ｔｗｏ⁃ｗａｙＡＮＯＶＡ）㊂利用杉木通用立木２２５２㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀生物量模型估算不同发育阶段杉木地上部分生物量［２０］，运用线性回归拟合分析土壤ＣʒＮʒＰ化学计量比与杉木生长（杉木地上生物量和ＤＢＨ年生长量）的关系㊂采用ＰｅａｒｓｏｎＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ分析化学计量比与土壤水分⁃物理性质㊁ｐＨ㊁ＴＣ㊁ＴＮ㊁ＴＰ㊁ＴＫ的相关性，所有统计分析均采用ＩＢＭＳＰＳＳ２２．０完成㊂运用Ｅｘｃｅｌ和ＯｒｉｇｉｎＰｒｏ２０１５处理图表㊂２㊀结果与分析２．１㊀不同林龄杉木人工林土壤理化性质的比较林龄对杉木人工林土壤容重㊁质量含水量㊁田间持水量㊁毛管孔隙度及ｐＨ值均有显著影响（表２），从图１可以看出随着林分发育，土壤容重在２０年达到最大，随后降低㊂质量含水量和田间持水量在２０ａ杉木林最小，在２０ ４０ｃｍ土层与其他林分具有显著差异㊂不同林龄０ ２０ｃｍ层田间持水量㊁毛管孔隙度和ｐＨ无明显差异，而在２０ｃｍ以下土层，田间持水量和毛管孔隙度以２０ａ和３３ａ最小，ｐＨ值在２４ａ和３３ａ杉木林最低，表明林龄对土壤含水量㊁孔隙度和ｐＨ值的影响在深层土壤更为深刻㊂表２㊀林龄和土层深度对杉木人工林土壤理化性质及ＣʒＮʒＰ化学计量比的影响Ｔａｂｌｅ２㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔａｎｄａｇｅａｎｄｓｏｉｌｄｅｐｔｈｏｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ因素ＦａｃｔｏｒｓＦ值Ｆｖａｌｕｅ土壤容重Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ质量含水量Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ田间持水量Ｆｉｅｌｄｃａｐａｃｉｔｙ毛管孔隙ＣａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙｐＨＴＣʒ总碳ＴｏｔａｌｃａｒｂｏｎＴＮ：全氮ＴｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎＴＰ：全磷ＴｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓＴＫ：全钾ＴｏｔａｌｐｏｔａｓｓｉｕｍＣʒＮＣʒＰＮʒＰ林龄Ｓｔａｎｄａｇｅ１６．３０６∗∗∗１１．５８１∗∗∗１４．６４６∗∗∗１０．５０６∗∗∗１７．８３８∗∗∗０．４４９４．５２１∗１２．５８７∗∗∗８．６７４∗∗∗２．８８５１３．４４４∗∗∗２３．６２６∗∗∗土层深度Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ６．１８５∗∗６．３２４∗∗７．００３∗∗２．６６７４．９２６∗４５．７０６∗∗∗３９．７０４∗∗∗９．２０５∗∗０．３７６２６．９１８∗∗∗１１．３８７∗∗∗２．７４７林龄ˑ土层深度ＳｔａｎｄａｇｅˑＳｏｉｌｄｅｐｔｈ０．４１４０．３４３０．２６９０．９２１０．７６２０．５６７０．４０７１．０５６０．１３１０．６３２１．２１６１．７０８㊀㊀∗表示Ｐ＜０．０５的显著性；∗∗表示Ｐ＜０．０１的显著水平；∗∗∗表示Ｐ＜０．００１的显著水平土壤容重㊁质量含水量和田间持水量均受到土层深度的影响（表２），大体表现为随着土层加深容重增加，质量含水量㊁田间持水量和毛管孔隙度下降（图１）㊂林龄对ＴＣ含量没有显著影响，对ＴＮ，ＴＰ和ＴＫ含量有显著影响（表２），通过对同一土层不同林龄的ＴＮ㊁ＴＰ和ＴＫ含量进行单因素方差分析发现，不同林龄０ ４０ｃｍ表层土ＴＮ和ＴＫ没有显著差异，４ａ的杉木幼林４０ ６０ｃｍＴＮ和ＴＫ含量低于其他林分，２４ａ杉木成熟林的ＴＰ含量在２０ ６０ｃｍ土层显著低于其他３个林龄㊂ＴＣ和ＴＮ含量随着土层加深明显下降，４个林龄ＴＰ含量在０ ２０，２０ ４０ｃｍ和４０ ６０ｃｍ的平均值分别为０．４１㊁０．３１㊁０．２９ｍｇ／ｋｇ，也表现为随着土层的增加而减少，ＴＫ在不同土层深度无差异（图２）㊂２．２㊀不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ生态计量比的比较由于不同龄组土壤ＴＣ和ＴＮ的变化不大，导致３个土层的林龄间ＣʒＮ差异不显著，ＣʒＰ与ＮʒＰ主要受到ＴＰ含量变化的影响，２４ａ杉木土壤ＴＰ含量低使ＣʒＰ和ＮʒＰ整体上高于其他３个林分，但不同林龄ＣʒＰ统计上的差异只体现在２０ ４０ｃｍ㊂ＣʒＮ随着土层加深明显下降，ＣʒＰ也大致表现为随着土层的加深而下降，不同土层ＮʒＰ不存在显著差异（表２）㊂２．３㊀杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ生态计量比与杉木生长及土壤理化性质的相关性杉木地上生物量随着林龄的增加而增加，４ａ，２０ａ，２４ａ和３３ａ杉木的胸径年增加量分别为１．４８㊁０．８４㊁３２５２㊀７期㊀㊀㊀张芸㊀等：不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系㊀图１㊀不同林龄杉木人工林土壤容重㊁含水量㊁孔隙度及ｐＨ值Ｆｉｇ．１㊀Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｏｒｏｓｉｔｙａｎｄｐＨｖａｌｕｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｇｅｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｐｌａｎｔａｔｉｏｎ数据表示为均值ʃ标准差；不同小写字母表示同一林龄不同土层之间达到显著差异（Ｐ＜０．０５）；不同大写字母表示同一土层下不同林龄之间存在显著差异（Ｐ＜０．０５）０．７２㊁０．５８ｃｍ／ａ（图４）㊂地上生物量和胸径年增加量与土壤ＣʒＮ和ＣʒＰ比均不相关，生物量与ＮʒＰ比呈正相关（ｒ＝０．３４７，Ｐ＝０．０３１），胸径年增加量与ＮʒＰ比呈负相关（ｒ＝０．３９０，Ｐ＝０．０１９）㊂不同的土壤水分⁃物理性质（即土壤容重㊁质量含水量㊁田间持水量和孔隙度）之间存在紧密的相关关系（表３），ｐＨ值与所有的水分⁃物理性质及基本元素含量均不存在相关关系㊂ＴＣ与多个土壤理化性质显著相关，其中与土壤容重负相关，与质量含水量㊁田间持水量正相关，ＴＮ与田间持水量正相关，与ＴＣ和ＴＰ极显著正相关，而ＴＰ与所有土壤水分⁃物理性质无关，与ＴＣ和ＴＮ显著正相关，Ｋ与田间持水量和毛管孔隙负相关，与土壤容重正相关㊂４２５２㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀图２㊀不同林龄杉木人工林土壤总碳㊁全氮㊁全磷和全钾含量Ｆｉｇ．２㊀ＳｏｉｌＴＣ，ＴＮ，ＴＰａｎｄＴＫｃｏｎｔｅｎｔｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｇｅｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ表３㊀杉木人工林土壤理化性质和ＣʒＮʒＰ计量比的相关性分析Ｔａｂｌｅ３㊀Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｕｎｄｅｒＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ㊀组分Ｉｔｅｍｓ土壤容重Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ质量含水量Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ田间持水量Ｆｉｅｌｄｃａｐａｃｉｔｙ毛管孔隙ＣａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙｐＨＴＣＴＮＴＰＴＫＣʒＮＣʒＰＮʒＰ土壤容重Ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ１．０００质量含水量Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ－０．９００∗∗１．０００田间持水量Ｆｉｅｌｄｃａｐａｃｉｔｙ－０．８９６∗∗０．８８５∗∗１．０００毛管孔隙Ｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙ－０．６７５∗∗０．７１８∗∗０．７５７∗∗１．０００ｐＨ－０．１０６－０．０７６０．００６０．１０５１．０００Ｃ－０．３９４∗０．４５１∗∗０．５３１∗∗０．３２３－０．０６１１．０００Ｎ－０．１７４０．２８５０．３３５∗０．１４９－０．１７９０．９２４∗∗１．０００Ｐ０．００２－０．０４８０．００５－０．１４２０．２６１０．４２７∗∗０．５２７∗∗１．０００Ｋ０．３８５∗－０．２５９－０．３８８∗－０．４４９∗∗－０．２６８－０．１３７０．０９００．２２１１．０００ＣʒＮ－０．５３１∗∗０．４９２∗∗０．５５８∗∗０．４１６∗０．１４２０．８３５∗∗０．５８６∗∗０．１９６－０．３８０∗１ＣʒＰ－０．３９５∗０．４９７∗∗０．５０７∗∗０．４４９∗∗－０．３０７０．６４３∗∗０．５０４∗∗－０．３６６∗－０．２７５０．６７７∗∗１ＮʒＰ－０．２１２０．３６４∗０．３１４０．３３５∗－０．４５１∗∗０．３６０∗０．３２１－０．５８８∗∗－０．１６８０．３２４０．９０４∗∗１㊀㊀∗表示Ｐ＜０．０５的显著性；∗∗表示Ｐ＜０．０１的显著水平；∗∗∗表示Ｐ＜０．００１的显著水平５２５２㊀７期㊀㊀㊀张芸㊀等：不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系㊀质量含水量及毛管孔隙度与土壤３个化学计量比呈显著正相关，而土壤容重及田间持水量与ＣʒＮ和ＣʒＰ显著相关；ｐＨ与ＮʒＰ显著负相关㊂ＴＣ含量与３个计量比均显著正相关，ＴＮ含量与ＣʒＮ和ＣʒＰ极显著正相关，ＴＰ与ＣʒＰ和ＮʒＰ显著负相关，ＴＫ仅与ＣʒＮ显著负相关，３个计量比两两之间的相关性表现为ＣʒＮ与ＣʒＰ存在显著正相关，ＣʒＰ与ＮʒＰ极显著相关㊂图３㊀不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮ，ＣʒＰ及ＮʒＰＦｉｇ．３㊀ＳｏｉｌＣʒＮ，ＣʒＰａｎｄＮʒＰｒａｔｉｏｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄａｇｅｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ图中不同小写字母表示同一林龄不同土层计量比差异显著；大写字母表示同一土层不同林龄计量比的差异程度３㊀讨论３．１㊀不同林龄人工林土壤理化性质的变化大量研究表明，林龄显著影响人工林土壤理化性质，但土壤理化性质随林龄的变化与树种有关［２１⁃２３］㊂在本研究中，随着林分的发展，土壤容重逐渐增加，在２０ａ达到最大，２０ｃｍ以下土层田间持水量㊁毛管孔隙度也以２０ａ林分最低，该研究结果与王宏星等［２１］对甘肃小陇山日本松人工林的研究相似，可能与两个研究在样地发育阶段的选择上较为接近有关㊂研究地杉木种植前仍采用炼山这一传统的林地清理方式，但炼山后土壤会经历短暂激肥效应［２４］，林地整地活动在一定程度上也促进了土壤水分和物理性质［２５］，林分发育到中龄林，郁闭度提高，林下植被盖度和生物量显著减少［２１，２６］，导致土壤紧实㊁孔隙度减小㊁持水能力减弱㊂不同林龄杉木人工林土壤碳含量没有显著差异，这一结果与Ｃｈｅｎ等［２７］对７个不同林龄杉木人工林土壤有机碳含量的研究相似，但兰斯安等［２８］和王丹等［２９］发现不同发育阶段杉木人工林土壤有机碳呈现先下降后上升的趋势，即中龄林最低㊂有机碳的积累与许多因素有关，如气候㊁土壤类型㊁树种和森林经营方式［３０］，在预测不同林龄人工林土壤碳库变化上需要综合考虑各个因素的影响㊂本研究地杉木生长在粗粒花岗岩发育土壤上，而粘粒具有吸附和稳定有机碳的作用［３１］，推测本研究地砂质壤土的质地不利于土壤有机碳的固持㊂６２５２㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀图４㊀土壤ＣʒＮʒＰ化学计量比与杉木地上生物量及胸径年增量的相关关系Ｆｉｇ．４㊀ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ，ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓａｎｄａｎｎｕａｌＤＢＨｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ大量研究表明土壤氮是影响土壤碳库吸存的关键参数［３０，３２］，本研究中全氮与总碳含量极显著相关，为了保持土壤碳库的长期稳定甚至增加固碳潜力，维持合理的氮素水平是一项重要的土壤管理措施［３０］㊂土壤全磷和全钾由土壤养分供应㊁养分归还和植被吸收利用之间的平衡决定，从杉木的生长周期看２４ａ杉木处于成熟期，林木对磷的需求达到最大［３３］，但杉木凋落物质量低和宿存枝上的特性［３４］，分解缓慢，养分循环过程长，使土壤磷的损耗在２４ａ达到最大导致全磷含量最低，钾在不同林龄０ ４０ｃｍ土层无显著差异，这与樟子松和油松人工林的研究结果相似［２２，３５］，Ｚｈｏｕ等［３６］通过比较不同发育阶段杉木人工林鲜叶和枯叶的化学计量比，发现杉木具有较高的钾重吸收效率，且重吸收率随着林龄的增加而下降，因此钾可能不是杉木生长的限制因此，导致不同林龄土壤全钾无显著性差异㊂林龄对杉木人工林深层土壤全氮㊁全磷和全钾的影响更为深刻，这可通过林木生长对土层养分的重新分配作用来解释㊂Ｗａｎｇ等［３７］发现随着林分的发展，落叶松在深层土壤分配更高的细根生物量，促进深层土壤的养分吸收，凋落物分解联合降雨活动又使来自深层土壤的养分 反哺 表土层，深层土壤较高的土壤容重和毛管孔隙度使养分难以下渗，底土层养分的向上输移效应随着植物的生７２５２㊀７期㊀㊀㊀张芸㊀等：不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系㊀长发育，尤其在人工林速生阶段愈加明显［３８］㊂所有林龄杉木人工林土壤田间持水量㊁质量含水量㊁毛管孔隙度㊁总碳㊁全氮和全磷含量均随着土层加深而减少，容重随土层加深而增加，这与许多研究结果一致［５，２１⁃２２，３５］㊂表土丰富的有机质来源和根系活动使表土较疏松多孔，增强了土壤容蓄能力，本文研究结果显示总碳和全氮与多个土壤物理性质极显著相关，表明有机质在促进土壤通气透水性上具有一定作用㊂３．２㊀不同林龄人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量比的变化本研究中ＣʒＮ，ＣʒＰ和ＮʒＰ分别为１０．６３ １３．３５，３０．７５ ５６．９４和２．７９ ４．６１，与中国陆地土壤平均水平（ＣʒＮ，ＣʒＰ和ＮʒＰ分别为１１．９，６１．０和５．２）相比，本研究土壤ＣʒＮ与平均水平相当，但ＣʒＰ和ＮʒＰ均位于平均水平之下，这与亚热带红壤地区磷背景值低有关㊂不同地区的杉木人工林土壤ＣʒＰ和ＮʒＰ之间存在较大变异（表４），这与全国土壤ＣʒＮʒＰ化学计量比分布结果一致［３９］，ＣʒＮ在不同气候带㊁土壤类型㊁风化程度和土层因素的空间分布变异小，ＣʒＰ和ＮʒＰ存在较大的空间异质性㊂但距离本研究地不远的杉木人工林土壤的ＣʒＮʒＰ化学计量比［３６］均明显低于本研究４个林分，两个试验地在气候㊁土地利用和植被条件相似，表明土壤条件是影响ＣʒＮʒＰ化学计量比地区分布的关键因素㊂表４㊀本研究与其他地区杉木人工林表层土壤ＣʒＮʒＰ生态计量比的比较Ｔａｂｌｅ４㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｓｏｉｌＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｗｉｔｈｓｔｕｄｉｅｓａｂｏｕｔＣｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａｉｎｏｔｈｅｒｐｌａｎｔｉｎｇｒｅｇｉｏｎｓ研究区Ｓｔｕｄｙａｒｅａ林龄Ｓｔａｎｄａｇｅ／ａ土壤取样深度／ｃｍ母质／土壤类型Ｐａｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌ／ＳｏｉｌｔｙｐｅＣʒＮＣʒＰＮʒＰ参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ中国陆地土壤１１．９６１．０５．２［３９］福建三明４，２０，２４，３３０ ２０花岗岩／红壤１０．６３ １３．３５３０．７５ ５６．９４２．７９ ４．６１本研究福建南平８，１４，２１，４６０ １０绿泥片岩／黄壤１０．５９ １８．１１６４．４３ ９８．５４４．７０ ６．９６［１５］湖南会同７，１７，２５０ ２０变色页岩和砂岩８．６８ １１．５０４２．２ ６４．９０４．７０ ５．５２［１７］福建三明１０，２２，３４０ ２０砂岩和页岩／红壤７．９９ １０．６６５．８０ １２．８５０．７３ １．２０［３６］湖南会同１８０ １５灰绿色板岩／山地黄壤 ２．５３［４０］湖南会同２５０ １５灰绿色板岩／山地黄壤１３．５０ １７．９０１７．９３ ３４．３１１．８８ ２．１７［４１］ＣʒＮ反映了能为微生物所利用土壤有机质的有效性［４２］，本研究中杉木林土壤Ｃ和Ｎ含量随林龄保持恒定使ＣʒＮ比在林龄间变化相对稳定，表明土壤有机质的有效性并没有随杉木林的生长发育而发生改变，这与Ｚｈｏｕ等［３６］对１０ａ，２２ａ和３４ａ杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ计量比的研究结果一致㊂土壤ＣʒＮ的时间变化与凋落物Ｃ和Ｎ的时间动态变化是紧密匹配的［２，３０］，Ｙａｎｇ等［３０］收集了３９个森林林龄序列的鲜叶㊁凋落物层和土壤碳氮数据进行统计分析，发现枯落物与土壤ＣʒＮ随着林龄序列的变化相对恒定㊂植物器官凋亡后内部的碳和氮元素不再因为植物代谢活动发生改变，土壤中碳氮主要来源于植物残体的分解，微生物严密遵守元素计量比分解植物残体［４３］，使得植物残体进入土壤中保持ＣʒＮ的稳态［４４］㊂ＣʒＰ反映了土壤微生物对土壤有效磷的代谢趋势［９］，ＮʒＰ常常被作为Ｎ和Ｐ限制的有效预测指标［３］㊂本研究中，林龄对ＣʒＰ和ＮʒＰ均有显著影响，ＣʒＰ和ＮʒＰ均在２４ａ杉木成熟林的深层土壤达到最大，且ＣʒＰ和ＮʒＰ与土壤总碳正相关，与全磷呈显著负相关性，ＮʒＰ与全氮不相关，总碳随林龄变化没有显著差异，２４ａ杉木林土壤全磷含量最低，ＣʒＰ和ＮʒＰ也低于全国土壤平均水平，因此磷是影响研究区土壤ＣʒＰ和ＮʒＰ生态计量比的关键因素，由此推测杉木经过速生阶段发育到成熟林的过程对磷需求大，土壤磷没有得到及时的补充，使林地处于磷过度消耗的状态［１７］㊂在亚热带红壤地带土壤无机磷以Ａｌ⁃Ｐ，Ｆｅ⁃Ｐ，Ｃａ⁃Ｐ为主，植物可吸收利用的有效态少，人工林发展到后期往往受到强烈的磷限制，研究表明鼎湖山三种森林类型根际土壤酸性磷酸酶活性随着林龄的增加而增加，根际土有效磷含量也随之下降［４５］，桉树人工林土壤ＣʒＰ和ＮʒＰ随着林龄增加而增加［４６］，表明在亚热带红壤区，随着森林的生长，磷受限将加剧，在人工林发育中后期应适当增施磷肥，以保证林木的良好生长，促进土壤与植物的良性养分循环㊂８２５２㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀植物器官的养分计量比能用于指示植物生长［４７］，但森林土壤养分库的变化受到多方面（凋落物分解㊁细根动态和根系吸收）的同时影响，而且在土壤养分不足的情况下，植物还具有体内和枯死器官养分重吸收的养分内循环机制［４８］，因此土壤化学计量比是否与植物生长相适应尚不明确，本研究发现不同林龄杉木林土壤ＣʒＮ和ＣʒＰ与杉木生物量及胸径年增加量没有相关性，ＮʒＰ与杉木生物量呈正相关，与年增长量呈负相关性（Ｐ＜０．０５），Ｆａｎ等也发现土壤ＮʒＰ与桉树ＤＢＨ年增长量和林下植被生物量有关，土壤ＮʒＰ与桉树及林下植被的叶片显著相关［４６］，表明在磷匮乏的亚热带红壤区，土壤ＮʒＰ计量比与杉木人工林生长有关，大量研究显示，植株叶片ＮʒＰ与植物生长速度和养分吸收有关［４７，４９⁃５０］，但土壤ＮʒＰ对植物生长的影响机理还不明确㊂森林生态系统过程和功能是植物个体㊁土壤和凋落物３个系统成分相互作用的结果，单一组分的生态化学计量比不能很好地反应生态系统的养分状况［３］，开展植物⁃凋落物⁃土壤ＣʒＮʒＰ计量比的变化特征及其相互关系的分析和探讨，对诊断或评估杉木长期生产力具有指示作用，也可为长期维持杉木人工林地力提供理论依据，从植物⁃凋落物⁃土壤系统层面研究杉木人工林化学计量特征将是我们未来研究的方向㊂４㊀结论分析４ａ，２０ａ，２４ａ和３３ａ杉木人工林土壤理化性质和ＣʒＮʒＰ生态化学计量比及其之间的相关关系，发现除了总碳和ＣʒＮ外，林龄对大部分土壤理化性质和生态化学计量比均有显著影响，尤其是对２０ｃｍ以下土层的影响更为显著㊂２０ａ杉木林土壤持水能力最弱，土壤密度最大，毛管孔隙度最低，表明发育到近熟林土壤的水分⁃物理条件恶化㊂土壤总碳与大多数水分⁃物理性质和３个生态化学计量比显著相关，表明有机质动态与土壤结构及养分平衡的调节有关，质量含水量和孔隙度与土壤ＣʒＮʒＰ生态化学计量比均显著相关，表明土壤物理结构与土壤养分有效性有关㊂２４ａ的杉木人工林土壤ＴＰ含量显著低于其他林分，ＣʒＰ和ＮʒＰ均高于其他林分，ＴＰ与ＣʒＰ和ＮʒＰ显著相关，表明２４ａ杉木的生长受到土壤磷的限制，在杉木速生阶段适当增施磷肥，保证林木的良好生长，促进土壤与植物的良性养分循环㊂土壤ＮʒＰ比与不同发育阶段杉木生物量及胸径年生长量均存在相关性，表明土壤ＮʒＰ对指示杉木生长具有一定作用㊂致谢：福建农林大学林学院２０１３级林学专业本科生蔡海峰㊁王虎㊁李宝成㊁郭丽倩㊁邓明明，２０１４级硕士研究生魏志超及博士研究生李莹参加了野外调查和室内分析，福建农林大学莘口教学林场提供外业调查支持，特此感谢！参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀ＥｌｓｅｒＪＪ，ＦａｇａｎＷＦ，ＤｅｎｎｏＲＦ，ＤｏｂｂｅｒｆｕｈｌＤＲ，ＦｏｌａｒｉｎＡ，ＨｕｂｅｒｔｙＡ，ＩｎｔｅｒｌａｎｄｉＳ，ＫｉｌｈａｍＳＳ，ＭｃＣａｕｌｅｙＥ，ＳｃｈｕｌｚＫＬ，ＳｉｅｍａｎｎＥＨ，ＳｔｅｒｎｅｒＲＷ．Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｉｎｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌａｎｄｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｆｏｏｄｗｅｂｓ．Ｎａｔｕｒｅ，２０００，４０８（６８１２）：５７８⁃５８０．［２］㊀ＭｃＧｒｏｄｄｙＭＥ，ＤａｕｆｒｅｓｎｅＴ，ＨｅｄｉｎＬＯ．ＳｃａｌｉｎｇｏｆＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｉｎｆｏｒｅｓｔｓｗｏｒｌｄｗｉｄｅ：ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｒｅｄｆｉｅｌｄ⁃ｔｙｐｅｒａｔｉｏｓ．Ｅｃｏｌｏｇｙ，２００４，８５（９）：２３９０⁃２４０１．［３］㊀王绍强，于贵瑞．生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征．生态学报，２００８，２８（８）：３９３７⁃３９４７．［４］㊀ＢｕｉＥＮ，ＨｅｎｄｅｒｓｏｎＢＬ．ＣʒＮʒＰｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙｉｎＡｕｓｔｒａｌｉａｎｓｏｉｌｓｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ．ＰｌａｎｔａｎｄＳｏｉｌ，２０１３，３７３（１／２）：５５３⁃５６８．［５］㊀吕金林，闫美杰，宋变兰，关晋宏，时伟宇，杜盛．黄土丘陵区刺槐㊁辽东栎林地土壤碳㊁氮㊁磷生态化学计量特征．生态学报，２０１７，３７（１０）：３３８５⁃３３９３．［６］㊀张珂，苏永中，王婷，刘婷娜．荒漠绿洲区不同种植年限人工梭梭林土壤化学计量特征．生态学报，２０１６，３６（１１）：３２３５⁃３２４３．［７］㊀Ｌｕｃａｓ⁃ＢｏｒｊａＭＥ，ＨｅｄｏＪ，ＣｅｒｄáＡ，Ｃａｎｄｅｌ⁃ＰéｒｅｚＤ，ＶｉñｅｇｌａＢ．Ｕｎｒａｖｅｌｌｉｎｇｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｆｏｒｅｓｔａｇｅｓｔａｎｄａｎｄｆｏｒｅｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｒｉｖｉｎｇｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｏｉｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｅｎｚｙｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｃｏｎｔｅｎｔｉｎＭｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎＳｐａｎｉｓｈｂｌａｃｋｐｉｎｅ（ＰｉｎｕｓｎｉｇｒａＡｒ．ｓｓｐ．ｓａｌｚｍａｎｎｉｉ）Ｆｏｒｅｓｔ．ＳｃｉｅｎｃｅｏｆＴｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１６，５６２：１４５⁃１５４．［８］㊀任璐璐，张炳学，韩凤朋，张兴昌．黄土高原不同年限刺槐土壤化学计量特征分析．水土保持学报，２０１７，３１（２）：３３９⁃３４４．［９］㊀姜沛沛，曹扬，陈云明，王芳．不同林龄油松（Ｐｉｎｕｓｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ）人工林植物㊁凋落物与土壤Ｃ㊁Ｎ㊁Ｐ化学计量特征．生态学报，２０１６，３６（１９）：６１８８⁃６１９７．９２５２㊀７期㊀㊀㊀张芸㊀等：不同林龄杉木人工林土壤ＣʒＮʒＰ化学计量特征及其与土壤理化性质的关系㊀。
杉木人工林近自然改造对土壤化学性质及酶活性的影响
杉木人工林近自然改造对土壤化学性质及酶活性的影响魏书蒙;陈详腾;赵光宇;李仰龙;董玉红;焦如珍;张雄清【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2024(44)10【摘要】研究杉木间伐后补栽闽楠、刨花楠进行近自然改造后对杉木人工林土壤化学性质及水解酶活性变化。
在江西省新余市山下林场为研究近自然改造对杉木林的影响而设置3种林分,分别是杉木纯林(CLP)、杉木-闽楠改造林(MPC)、杉木-刨花楠改造林(MMC)。
测定0—20、20—40、40—60 cm土壤化学性质和水解酶活性,分析土壤化学性质与水解酶间的关系。
不同林分土壤有机质、有效磷和速效钾均随土层深度增加而降低。
0—20 cm土层,改造林pH、有机质和有效磷显著增加,其中有机质分别提高22.52%与21.04%,有效磷分别提高5.9%与9.57%。
20—40 cm土层,改造林有机质显著增加,有效磷、速效钾含量无显著差异。
不同林分对养分全量的影响不一。
40—60 cm土层,改造林与杉木纯林在有机质、全氮、全钾、速效钾含量有显著差异。
不同林分土壤N∶P均低于我国亚热带区域土壤N∶P,土壤有效磷元素缺乏;改造林土壤C∶N、C∶P均高于杉木纯林。
杉木-闽楠改造林土壤纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)酶活性相比杉木纯林显著降低;土壤β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP),杉木-刨花楠改造林较杉木纯林显著增加。
相关性分析表明,不同林分土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、土壤酶活性之间存在显著关系。
[结论]杉木纯林间伐后近自然改造有助于土壤养分积累,改善杉木人工林土壤质量,提高杉木胸径、材积,减缓单一树种种植带来的土壤肥力下降等问题。
【总页数】11页(P4277-4287)【作者】魏书蒙;陈详腾;赵光宇;李仰龙;董玉红;焦如珍;张雄清【作者单位】林木资源高效生产全国重点实验室;国家林业和草原局林木培育重点实验室;中国林业科学研究院林业研究所【正文语种】中文【中图分类】S71【相关文献】1.氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响2.氮沉降对杉木人工林土壤有机碳矿化和土壤酶活性的影响3.华北地区油松人工林林分密度对土壤化学性质和酶活性的影响4.杉木人工林近自然化改造对林下植被多样性和土壤理化性质的影响5.科尔沁沙地油松人工林林龄对土壤酶活性及化学性质的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
杉木保留密度对杉阔异龄复层林生长量及土壤理化性质的影响
杉木保留密度对杉阔异龄复层林生长量及土壤理化性质的影响钱越;李铁华;游美;李若楚;张心艺【期刊名称】《湖南林业科技》【年(卷),期】2024(51)3【摘要】为解决杉木纯林地力衰退、生产力下降及生物多样性降低等问题,按近自然经营的原则改造杉木纯林为杉阔复层林。
设定3种杉木保留密度,分别为A密度(525株·hm^(-2))、B密度(675株·hm^(-2))、C密度(975株·hm^(-2)),研究不同杉木保留密度对杉木及林下阔叶幼树年生长量、土壤物理及化学性质的影响。
结果表明:B密度下,杉木单株材积增长量最高且显著高于C密度,每1hm^(2)杉木材积增长量显著高于A密度,阔叶幼树地径年均增量比C密度高25.3%,土壤的含水量显著高于A密度。
在0~20cm土层,B密度土壤的有机质含量显著高于A、C密度,分别高出19.9%和34.5%;B密度下0~20、>40~60cm土层的碳氮比显著高于C密度;B密度下0~60cm土层的全磷含量和全钾含量均为最高。
可得出如下结论:杉木保留密度为B密度(675株·hm^(-2))时,杉木胸径、树高、单株材积和每1hm^(2)杉木材积年均增量均最高;林下阔叶幼树地径年均增量最高,有利于杉木大径材的培育且几乎不影响单位面积杉木出材量;土壤具有最高的有机质含量和氮、磷、钾及其他矿质养分含量,能促进复层林杉木和林下阔叶幼树的生长。
【总页数】8页(P36-43)【作者】钱越;李铁华;游美;李若楚;张心艺【作者单位】中南林业科技大学【正文语种】中文【中图分类】S791.27【相关文献】1.杉木闽粤栲异龄复层林林木生长状况及土壤理化性质研究2.杉阔异龄复层林对土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的影响3.杉木×观光木异龄复层混交对林木生长及土壤理化性质的影响4.不同林龄杉木+闽楠复层异龄混交林土壤碳氮磷化学计量特征5.高峰林场两种杉木针阔异龄混交林分的林木生长量及土壤肥力对比分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
杉木人工林栽培的试验
2023-11-11•试验目的和背景•试验材料和方法•试验结果和分析目录•结论和建议•参考文献试验目的和背景01探究杉木人工林的栽培技术试验旨在研究杉木人工林的栽培方法和技术，以提高产量和品质。
02验证不同栽培措施的效果通过对比不同栽培措施下杉木的生长情况，验证各项措施的有效性。
03优化杉木人工林的经营管理通过试验结果，为经营者提供更加科学合理的经营管理方案。
试验目的试验背景国家政策支持01国家重视林业发展，鼓励人工林种植，为杉木人工林栽培提供了政策支持。
市场需求02杉木是一种常见的建筑和家具材料，市场需求量大，开展杉木人工林栽培有利于满足市场需求。
学术研究03杉木人工林栽培是一个重要的研究领域，许多学者都在从事相关研究，为试验提供了理论基础和实践指导。
试验材料和方法种子处理种子在播种前需要进行适当的处理，如消毒、催芽等，以提高种子的发芽率和生长速度。
种子来源试验所用的杉木种子来自福建省的杉木种植基地。
这些种子经过严格的筛选和检验，以保证其遗传品质和适应性。
种子来源0102试验地点试验地位于福建省的某山区，该地区气候适宜，雨量充足，土壤肥沃，适合杉木的生长。
试验面积试验面积设定为20亩，分成10个小区，每个小区2亩。
试验地概况播种在试验区域内进行播种，每个小区采用不同的播种密度进行试验。
播种密度分为1000株/亩、1500株/亩、2000株/亩、2500株/亩、3000株/亩五种。
施肥在生长过程中，对各小区分别施用不同的肥料，以观察其对杉木生长的影响。
观测和记录对每个小区内的杉木进行观测和记录，包括树高、胸径、病虫害情况等。
观测周期为一年，每年观测一次。
数据处理和分析对观测到的数据进行整理和分析，比较不同播种密度和不同施肥条件对杉木生长的影响。
试验方法试验结果和分析试验中的杉木人工林生长速度较自然林快，年平均增高约1.5米。
生长速度树高树径生长周期通过观察和测量，发现树高和树径的增长与栽培和管理措施密切相关。
杉木林皆伐后土壤养分的变化的开题报告
杉木林皆伐后土壤养分的变化的开题报告
一、选题背景
杉木林是我国重要的经济林种之一，但是由于其林龄长、生长快、
伐期不当等原因，导致部分杉木林已经出现了退化现象，需要进行伐后
治理。
然而，在进行杉木林伐后治理时，需要考虑土壤养分的变化情况，以保证伐后的杉木林生长质量和经济效益。
二、选题意义
杉木林伐后土壤养分的变化对杉木林的生长质量和经济效益有重要
影响，因此对杉木林伐后土壤养分的变化进行研究，可以为杉木林的伐
后治理提供科学依据。
三、研究内容和目标
本研究的目标是探究杉木林伐后土壤养分的变化情况，通过分析不
同伐区的土壤理化性质和营养元素含量，总结影响杉木林伐后土壤养分
变化的关键因素，为杉木林伐后土壤改良提供科学依据，提高其生长质
量和经济效益。
四、研究方法
本研究主要采用野外调查和实验室分析相结合的方法，对不同伐区
的土壤理化性质和营养元素含量进行实地采样和实验室分析，以探究杉
木林伐后土壤养分的变化情况和关键因素。
五、研究进展与展望
本研究尚处于初期阶段，预计未来将重点分析杉木林伐后土壤养分
变化的关键因素和规律，以探索适合杉木林伐后土壤改良的方法和技术，提高杉木林生长质量和经济效益，在经济、社会、生态等方面具有广泛
的应用价值。
杉木人工林管理密度问题的研究
杉木人工林管理密度问题的研究杉木（学名：Cunninghamia lanceolata）是我国重要的造林树种之一，其茂密的枝叶和高大的树干使得其在园林绿化和木材生产中得到了广泛的应用。
随着国内外市场需求的增加和环境保护意识的提高，对杉木人工林的管理密度问题也日益受到重视。
人工林的管理密度不仅关系到杉木的生长情况和产品质量，还直接影响着土壤水分、养分和光照的利用效率，因此对于杉木人工林管理密度的研究具有重要的理论和实践意义。
近年来，研究人员对杉木人工林管理密度问题进行了大量的实地观测和试验研究，总结出了一系列有关杉木人工林管理密度的规律和经验。
本文将从生长特性、产品质量和生态效应三个方面对杉木人工林管理密度问题进行研究，以期为杉木人工林的科学管理提供理论和实践支撑。
一、生长特性杉木是一种快速生长的树种，其生长速度与管理密度有着密切的关系。
研究表明，适当的管理密度可以促进杉木的生长，提高生长速度和干质量；而密度过大则会造成光照不足、竞争激烈，导致杉木生长缓慢，甚至出现细弱生长、死亡和枯萎现象；密度过小则会造成养分和水分的浪费，降低了土壤的养分利用效率。
在杉木人工林的管理中，要根据地理环境、水土条件和树木品质等因素，科学确定适宜的管理密度，以保证杉木的正常生长和优质产品的产量。
二、产品质量杉木是一种优质木材树种，对于其木材的产品质量要求较高。
研究表明，适当的管理密度可以提高杉木的木材密度、强度和耐久性，使其木材更加坚硬、紧实和耐久；而密度过大则木材的纤维细长，抗张强度降低，容易产生裂纹和变形；密度过小则木材的纤维粗短，造成木材质地松软、腐朽易；在杉木人工林的管理中，要进行适度的疏伐和调整密度，保证杉木的木质品质和产品质量。
三、生态效应杉木人工林的管理密度问题是一个涉及生长特性、产品质量和生态效应的复杂系统工程，需要综合考虑地理环境、水土条件、树木品质和生态效应等因素。
在杉木人工林的管理中，要根据不同地区和不同情况，科学确定适宜的管理密度，保证杉木的正常生长和优质产品的产量，保护生态环境，实现可持续发展。
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收稿日期:2008-07-02基金项目:福建省科技厅重点项目(2000Z084)。
作者简介:熊皓波(1966-),男,工程师。
研究方向:森林培育。
杉木人工复层林土壤理化性质变化的初步研究熊皓波(建瓯市林业技术推广中心,福建建瓯353100)摘要:研究在杉木人工林中套种阔叶树形成复层林后林地土壤理化性质的变化。
结果表明:杉木人工林套种阔叶树形成复层林后,土壤的容重降低,在0-20c m 土层中下降了1.8%-3.3%,而土壤最大持水量、非毛管孔隙度、毛管持水量和最小持水量均增加,其中毛管持水量增加了1.4%-7.6%;土壤有机质含量提高了2.9%-9.4%,全N 、全P 、水解N 和速效K 等营养成分含量也均有提高。
可见,杉木人工林套种阔叶树后有效地改善了林地土壤的理化性质,维持了林地肥力。
关键词:杉木;阔叶树;复层林;土壤理化性质中图分类号:S714.2文献标识码:A 文章编号:167320925(2008)0420283204Study on var i a ti on of the properti es of so il i n m ulti 2stor i ed Ch i n ese f i r pl an t a ti onX I O NG Hao 2bo(Forestry Scientific and Technol ogical Popularizati on Center of J ian ′ou City,J ian ′ou,Fujian 353100,China )Abstract:By inter p lanting the br oad 2leaved under the gr own of Chinese fir (Cunningham ia laceolata Hook )p lantati ons,the varia 2ti on of p r operties of s oil in the multi -st oried were studied .After the Chinese fir pure p lantati on beca me the multi 2st oried,the p r op 2erties of s oil turn better .W hile the cap illary por osity decreased in the range fr om 1.8t o 3.3percentage,the s oil maxi m u m moisture capacity,non 2cap illary por osity,cap illary moisture 2holding capacity and m ini m u m moisture capacity all increased .The cap illary moisture 2holding capacity increased in the range fr om 1.4t o 7.6percentage,the s oil organic matter increased in the range fr om 2.9t o 9.4percentage,and the t otalN,t otal P,hydr olysis N and available K als o increased .Theref ore,the fertility of s oilwas effective 2ly maintained .Key words:Chinese fir;br oad 2leaved s pecies;multi 2st oried p lantati on;p r operties of s oil杉木(Cunn ingham ia laceolata Hook )是我国特有的速生丰产树种,在商品木材的生产中占有重要的地位,但长期的纯林栽培,导致了生产力下降和地力衰退[1-2]。
杉木人工林地力衰退在一定程度上已经成为制约我国南方林业生产发展的重要因素[3],而杉阔混交林则被认为是维持杉木人工林长期生产力的较好途径之一[4-5]。
目前,有关杉阔混交人工林的经营模式[6]、树种选择[7]、林分生长效应[8-10]以及林分细根分解特性[11-13]等方面的研究报道较多,但针对杉阔混交造林前后林地土壤理化性质的变化规律研究较少。
本试验在人工杉木林冠下套种观光木(Tsoongiodend ron odorum Chun )、火力楠(M ichelia m acclurei Dan 2dy )和枫香(L iquidam bar for m osana Hance )等阔叶树形成人工复层林的基础上,进行林地土壤理化性质变化规律的研究,旨在为杉木人工林的可持续经营提供科学依据。
1 试验地概况试验地设在福建省建瓯市东游镇盛前村(东经118°42′30″,北纬27°06′20″),位于武夷山脉东南面,鹫峰山脉北侧,属中亚热带海洋性季风气候。
建瓯市年均气温18.7℃,最冷月(1月份)平均气温8℃,最热月(7月份)平均气温28.5℃,极端最低气温-7.3℃,极端最高气温41.4℃,降雨量1600-1800mm ,日照1612h,无霜期286d,相对湿度81%。
试验地海拔400-500m ,土壤为山地红壤,土层深厚,腐殖层厚,立地质量为Ⅰ类。
林分为1973年用实生苗造林的杉木近熟林,林下植被有继木(L oropetalum ch inrnsis )、乌饭(V accinium bracteatum )、黄瑞木(A dinandra m ilettii )、苦竹(P leioblastus am arns )、五节芒(M iscan thus florid 2亚热带农业研究 Subtr op ical Agriculture Research第4卷第4期 2008年11月ulu )和阳性蕨类等植物。
2001年进行间伐后,在林地空地中以3.5m ×3.0m 株行距整地(各种植穴排列不要求规则),挖明穴,穴规40c m ×40c m ×30c m;2002年春季套种观光木、火力楠和枫香等阔叶树。
2 研究方法分别在套种阔叶树前的2001年11月和套种阔叶树后的2005年12月进行土壤调查。
在杉木+观光木、杉木+火力楠、杉木+枫香混交林内设置20m ×20m 的标准地,在标准地内按“S ”型布点(4点)分别采集0-20c m 、20-40c m 土层的土样,用环刀和饭盒取原状土。
各处理土样带回实验室内按不同层次混合后供分析测定,测定方法参照文献[14-15],每处理重复3次。
3 结果与分析3.1 土壤的孔隙状况容重和孔隙度是土壤的基本物理性质,直接影响着土壤蓄水和透气性,并影响其他土壤肥力因素。
从表1可以看出,在0-40c m 土层中,套种阔叶树4a 后的容重均比套种前的小,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度则是套种后比套种前大。
套种前与套种后的土壤容重差值大小为:杉木+火力楠>杉木+观光木>杉木+枫香,其中在0-20c m 土层中,三者套种前后的容重分别降低了2.7%、2.6%和1.8%。
而套种前后非毛管孔隙度的增加量大小为:杉木+火力楠>杉木+枫香>杉木+观光木,三者分别增加了20.0%、16.6%和11.6%。
套种前后总孔隙度的增加量大小为:杉木+火力楠>杉木+观光木>杉木+枫香,其中在0-20c m 土层中,三者分别增加了6.6%、5.9%和4.0%。
表明杉木人工林套种阔叶树后林地各土层的孔隙状况得到了改善,土壤结构和垒结状况趋好,土体结构疏松透气性逐佳,这有利于水分渗透和养分输送,从而提升林地肥力功能。
表1 不同杉木复层林分套种前后林地土壤孔隙状况的变化Table 1 Variati on of s oil s paci ous conditi on of the Chinese fir p lantati on fr om the pure t o the kinds of multi 2st oried区组林分类型土层/c m容重/(g ・c m -3)毛管孔隙度/%非毛管孔隙度/%总孔隙度/%杉木+观光木杉木0-20 1.1442.4510.5853.0320-40 1.2042.30 5.9048.20杉木+观光木0-20 1.1144.3711.8156.1820-40 1.1843.12 6.3149.43杉木+火力楠杉木0-20 1.1341.839.4751.3020-40 1.3137.82 6.5544.36杉木+火力楠0-20 1.1043.3111.3654.6720-40 1.2937.907.2345.13杉木+枫香杉木0-20 1.1346.978.6455.6120-40 1.3743.63 2.3245.95杉木+枫香0-20 1.1147.8210.0757.8920-401.3443.093.2346.323.2 土壤的水分状况土壤水分状况是衡量土壤水分供应状况和评价森林土壤水源涵养能力的重要指标,是植物生长不可缺少的条件。
从表2可以看出,杉木人工林套种阔叶树后,随着林地土壤孔隙状况的改善,林地土壤的持水性能也得到了不同程度的提高,套种4a 后土壤的最大持水量、毛管持水量和最小持水量均增加。
在0-20c m 土层中,最大持水量增加量大小为:杉木+火力楠>杉木+观光木>杉木+枫香,三者分别增加了8.8%、6.0%和3.3%;毛管持水量增加量大小为:杉木+火力楠>杉木+观光木>杉木+枫香,三者分别增加了5.6%、4.2%和1.4%;最小持水量增加量大小为:杉木+火力楠>杉木+观光木>杉木+枫香,三者分别增加了9.4%、11.2%和4.5%。
表明杉木人工林套种阔叶树后,土壤的水分状况得到了改善和协调,具有一定的保水和供水能力,不仅可以减缓地表径流,充分发挥林地涵养水源的功效,同时也减少水分蒸发和蒸腾散失,形成了异龄复层林分,提高了覆盖、遮荫作用,使林地昼夜湿度变化较平缓,有利于保持・482・亚 热 带 农 业 研 究第4卷林分热量。
表2 不同杉木复层林分套种前后林地土壤水分性质的变化Table 2 Variati on of water of the s oil in the Chinese fir p lantati on fr om the pure t o the kinds of multi 2st oried区组林分类型土层/c m最大持水量/%毛管持水量/%最小持水量/%杉木+观光木杉木0-2046.5237.2424.0720-4040.1735.2523.76杉木+观光木0-2049.3338.8226.3420-4041.1135.8224.67杉木+火力楠杉木0-2045.2336.8920.7020-4033.7728.7918.39杉木+火力楠0-2049.1938.9623.0320-4034.6529.3419.26杉木+枫香杉木0-2049.4341.7530.3620-4033.5531.8526.97杉木+枫香0-2051.0742.3531.7320-4033.9931.9827.463.3 土壤的养分状况林木凋落物的数量及化学组成营养元素归还速率直接影响土壤养分及有效性。