李紅

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)的生長速度較快，具有抗旱、耐寒、耐土壤貧瘠等特性，目前是我國北方地區(qū)防風(fēng)固沙造林中的首選樹種之一[1]。阜新市地處遼西低山丘陵區(qū)，氣候比較干旱，風(fēng)沙地占比約19%，樟子松在當(dāng)?shù)乜购翟炝种袘?yīng)用較多，對當(dāng)?shù)胤里L(fēng)固沙、保持水土等生態(tài)環(huán)境治理中發(fā)揮了積極的作用[2，3]。近幾十年來，遼西地區(qū)大面積的人工樟子松固沙林出現(xiàn)了生長力衰退等問題，林木的生長量大幅降低、各類病蟲害發(fā)生程度加重，部分樟子松林成片枯萎死亡[4-6]。為了進(jìn)一步探索遼西地區(qū)樟子松林地力衰退的原因，以不同林齡的樟子松人工林為對象，研究了各林齡下土壤理化性質(zhì)的變化情況，旨在指導(dǎo)遼西地區(qū)的科學(xué)造林治沙。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地選擇在遼西地區(qū)阜新市境內(nèi)土壤沙化核心區(qū)域，地處121°49′ E、42°50′ N，屬于科爾沁沙地的邊緣地帶，氣候干旱多風(fēng)，土壤類型主要是風(fēng)沙土、砂質(zhì)草甸土(占比超過85%)；平均海拔高度228 m左右，日照時數(shù)年均3 100 h左右，年均氣溫5.8 ℃，極端最高、最低溫分別為42.1和-30.2 ℃；年平均降水量385 mm，大多分布在6—8月，年蒸發(fā)量超過1 600 mm，空氣中的相對濕度年均53.4%左右；當(dāng)?shù)氐闹脖恢饕獮榫咻^強(qiáng)抗旱能力的沙生植物，如樟子松、榆樹、胡枝子、山里紅、山杏、山楊等。

1.2 試驗(yàn)方法

在立地條件(包括海拔、坡度、坡向、土層厚度等)基本一致的基礎(chǔ)上，選擇林齡分別為8、16、25、35、45 a的樟子松人工林作為5個樣地。在每個樣地內(nèi)分別選擇3塊具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)樣方(25 m×25 m)作為每個林齡處理的重復(fù)。所有處理的林間管理保持一致。

1.3 調(diào)查的方法

8月份在每個樣地處理的3塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)按照“品”字形隨機(jī)選擇3個樣點(diǎn)，用環(huán)刀按照文獻(xiàn)的方法[6-8]分別取各點(diǎn)不同土層(0～20、20～40、40～60、60～80 cm)的樣品，測量各點(diǎn)各層土壤中主要的物理及化學(xué)性質(zhì)[9,10]，本試驗(yàn)物理性質(zhì)以容重、土壤持水量、孔隙度作為指標(biāo)，化學(xué)性質(zhì)以有機(jī)碳、全氮、全磷作為指標(biāo)開展研究。各處理3個標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)3個樣點(diǎn)共9點(diǎn)數(shù)據(jù)最后取平均值進(jìn)行分析[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林齡下樟子松人工林內(nèi)土壤物理性質(zhì)的變化

根據(jù)表1可以看出，樟子松人工林不同樹齡對土壤物理性質(zhì)有著不同程度的影響。同樣的樹齡下，隨著土層的加深，樟子松人工林內(nèi)土壤的容重表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，所有的樹齡處理下均表現(xiàn)出同一趨勢。由此可知表層土壤隨著人們經(jīng)常的中耕、施肥等，土壤的密度相對較低，容重小，肥力較高；在同一土層深度，隨著林齡的增加，土壤的容重變化趨勢為先逐漸降低再緩慢增加，在樹齡為35 a之前，所有的處理容重降低趨勢較為明顯，35 a之后平均容重增幅緩慢，35 a與45 a樹齡2個處理平均容重差異不明顯；同樣樹齡處理下，隨著土壤深度增加，土壤持水量有所降低，以表層持水量相對高于深土層；在相同土層中，隨著林齡的增加，土壤平均持水量變化趨勢為先增加，在樹齡35 a時達(dá)到最大，之后開始降低；樟子松人工林內(nèi)土壤總孔隙度，隨著樹齡的增加，其平均孔隙度先有較大幅度增加，35 a樹齡后增加趨勢變緩；在相同樹齡下，隨著土壤深度增加，孔隙度變化趨勢為逐漸降低。

結(jié)合土壤容重、土壤持水量、總孔隙度3個主要的土壤物理性質(zhì)進(jìn)行分析，可知樟子松人工林樹齡在35 a左右時改良土壤的效果好于其他樹齡的處理。

表1 各林齡下樟子松人工林內(nèi)土壤物理性質(zhì)分析

表2 各林齡下樟子松人工林內(nèi)土壤養(yǎng)分分析

2.2 不同林齡下樟子松人工林內(nèi)土壤養(yǎng)分的變化

根據(jù)表2可知，不同的樹齡下，樟子松人工林內(nèi)土壤養(yǎng)分表現(xiàn)出不同程度的差異。在相同的樹齡下，隨著土層的增加，有機(jī)碳、全氮、全磷的含量均呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，垂直分布規(guī)律比較明顯；在相同的土層下，隨著樹齡的增加，樟子松人工林土壤中的3種養(yǎng)分含量均先增加后降低，在35 a時達(dá)到最大。由此可知，樟子松處于樹齡35 a左右時改善土壤、提高土壤肥力的效果最佳。

3 結(jié)論

通過在阜新市選擇5個不同林齡的樟子松人工林作為研究對象，比較各林齡處理下林間土壤中物理及養(yǎng)分的變化，結(jié)果表明，在樟子松人工林內(nèi)，不同的樹齡對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響；樹齡相同的情況下，隨著土層的加深，土壤容重逐漸增加、持水量與孔隙度逐漸降低，有機(jī)碳、全氮、全磷的含量均逐漸降低；在同一土層深度，隨著林齡的增加，土壤的容重先降低再緩慢增加，平均持水量先增加再降低，平均孔隙度逐漸增加(35 a后增幅減慢)，有機(jī)碳、全氮、全磷先增加后降低，在35 a時達(dá)到最大。由此可知，樟子松人工林以35 a樹齡時改善土壤理化性質(zhì)的效果最佳，土壤的綜合肥力水平最高。