安 冰，農(nóng)鮮蘭，陳 翀，黃蘇海，黃彩眉，黃芳芳，鄭景丹

(廣西壯族自治區(qū)國有派陽山林場(chǎng)，廣西 寧明 5325002)

國家儲(chǔ)備林(以下簡(jiǎn)稱國儲(chǔ)林)是精準(zhǔn)提升森林質(zhì)量的重要工程，是維護(hù)國家木材安全的重要舉措，廣西為首批開展國家儲(chǔ)備林建設(shè)的試點(diǎn)省(自治區(qū))[1]。目前國儲(chǔ)林建設(shè)過程中，由于施肥不當(dāng)導(dǎo)致的林地地力下降、土壤酸化及面源污染等問題日益凸顯，導(dǎo)致林地土壤退化、地力逐年下降和林地生產(chǎn)力降低[2，3]。廣西國有派陽山林場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱派陽山林場(chǎng))屬桂南南亞熱帶赤紅壤西區(qū)，具有高溫、少雨、少肥的特點(diǎn)，年均溫和積溫相對(duì)較高，土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量較低[4，5]。現(xiàn)有國儲(chǔ)林面積36666.67hm2，2020年全面實(shí)施廣西國家儲(chǔ)備林地力提升工程后，通過創(chuàng)新精準(zhǔn)施肥方法，采用測(cè)土配方施肥技術(shù)，提升和保護(hù)林地生產(chǎn)力。全面監(jiān)測(cè)分析土壤肥力變化及地力提升成效，對(duì)廣西桂西南地區(qū)國儲(chǔ)林高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

趙雋宇等研究發(fā)現(xiàn)，廣西短周期人工林土壤障礙集中表現(xiàn)為酸化、低磷、部分微量元素缺失等共性問題，應(yīng)采取增施有機(jī)肥等方式提升土壤的保肥保水能力[6]。石媛媛研究表明廣西南亞熱帶赤紅壤區(qū)呈現(xiàn)土壤酸化、肥力中等的特性，應(yīng)進(jìn)一步提升精準(zhǔn)施肥和地力提升工作[7]。蘭秀等研究廣西不同齡級(jí)桉樹人工林植被與土壤特征及相關(guān)性結(jié)果表明，不同齡級(jí)桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量不高，植物多樣性指數(shù)偏低，且隨齡級(jí)變化差異顯著[8]。張智等研究表明，派陽山林場(chǎng)桉樹中小徑材培育模式下土壤肥力易衰退，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)重視測(cè)土配方施肥和精準(zhǔn)施肥，以保障桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)[4]。余玉珠等研究廣西國有欽廉林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力時(shí)發(fā)現(xiàn)，其林分肥力等級(jí)均屬于三級(jí)，貧瘠狀態(tài)，因此在人工林營(yíng)建過程中應(yīng)注重配方施肥[9]。石媛媛等在廣西油茶林地土壤養(yǎng)分空間變異和肥力適宜性評(píng)價(jià)研究中發(fā)現(xiàn)，廣西南亞熱帶地區(qū)土壤板結(jié)、養(yǎng)分含量低，粗放經(jīng)營(yíng)加劇了水土流失，土地生產(chǎn)力連年下降[10]。明雪等研究廣西亞熱帶典型丘陵區(qū)土壤pH的時(shí)空變異特征指出，廣西南亞熱帶地區(qū)雨熱同季、淋溶作用強(qiáng)，土壤pH持續(xù)酸化，加劇了土地生產(chǎn)力下降[11]。目前，針對(duì)廣西南亞熱帶赤紅壤地帶國儲(chǔ)林土壤肥力評(píng)價(jià)和演變的研究鮮見報(bào)道。通過監(jiān)測(cè)派陽山林場(chǎng)國儲(chǔ)林林地質(zhì)量變化和林木生長(zhǎng)情況，評(píng)估其林地力提升工程實(shí)施成效，為國儲(chǔ)林的精準(zhǔn)施肥和可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

派陽山林場(chǎng)地處桂西南部南亞熱帶赤紅壤地帶，海拔在200～600m，多低丘、高丘，國儲(chǔ)林土壤主要成土母巖包括砂巖、砂頁巖、泥巖及紫色頁(砂)巖，地帶性代表土壤是磚紅壤性紅壤(簡(jiǎn)稱赤紅壤)，垂直帶上分布有少量山地紅壤和黃壤，土壤質(zhì)地以壤土和粘壤土為主，土層厚度以厚層土(>80cm)為主。受南亞熱帶氣候影響，國儲(chǔ)林林地多呈現(xiàn)富鋁化土壤成土過程特征。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)監(jiān)測(cè)面積36666.67hm2，設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)6個(gè)，分析評(píng)估國儲(chǔ)林土壤肥力質(zhì)量(表1)。

表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況Table.1 Layout of Monitoring Points

選擇土壤類型較為一致的地塊設(shè)定長(zhǎng)期固定樣地，樣地面積400m2(20m×20m)，樣地間隔40m以上，設(shè)置三個(gè)重復(fù)。2021年4月在布設(shè)樣地內(nèi)按“品”字型挖取3個(gè)土壤剖面，采用剖面法采集土樣，環(huán)刀采集(容積100cm3)0～20cm和20～40cm深度環(huán)刀土后送檢[12]，檢測(cè)單位為廣西林業(yè)科學(xué)研究院新型肥料研發(fā)中心，土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)參考全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]。

1.3 土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法

主要采用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)綜合指數(shù)法對(duì)土壤肥力進(jìn)行定量綜合評(píng)價(jià)。首先對(duì)選定的土壤參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除各參數(shù)之間的量綱差別。標(biāo)準(zhǔn)化處理方法如下：

①當(dāng)屬性值屬于差一級(jí)時(shí)，即 Ci≤Xa：Pi=Ci/Xa (Pi≤1)

②當(dāng)屬性值屬于中等一級(jí)時(shí)，即 Xa

③當(dāng)屬性值屬于較好一級(jí)時(shí)，即 Xc

④當(dāng)屬性值屬于好一級(jí)時(shí)，即 Ci>Xp：Pi=3

以上式①～④中，Pi 為肥力系數(shù)，Ci 為第 i 個(gè)屬性測(cè)定值，分級(jí)指標(biāo)：Xa 為差(或低)，Xc 為中等，Xp 為好(或高)。選擇的指標(biāo)主要為以下8種，各土壤屬性值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

⑤同時(shí)采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制表，以SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤養(yǎng)分含量情況

土壤檢測(cè)結(jié)果表明：

1)派陽山林場(chǎng)國儲(chǔ)林的土壤pH值范圍在4.11～4.87，0～20cm均值為4.49，呈強(qiáng)酸性，20～40cm均值為4.58，呈酸性；有機(jī)質(zhì)含量范圍在5.63～42.09，0～20cm均值為23.17，呈Ⅱ級(jí)中等水平，20～40cm均值為14.00，呈Ⅲ級(jí)低等水平。

2)全氮含量范圍在0.45～1.09，0～20cm均值為1.11，呈Ⅱ級(jí)中等水平，20～40cm均值為0.78，呈Ⅲ級(jí)低等水平；全磷含量范圍在0.08～0.30，0～20cm均值為0.18，呈Ⅲ級(jí)極低水平，20～40cm均值為0.14，呈Ⅲ級(jí)極低水平；全鉀范圍在2.16～12.70，0～20cm均值為5.65，呈Ⅲ級(jí)低等水平，20～40cm均值為6.51，呈Ⅲ級(jí)低等水平。

3)速效氮含量范圍在98.32～221.51，0～20cm均值為175.26，呈Ⅰ級(jí)高等水平，20～40cm均值為153.53，呈Ⅰ級(jí)高等水平；速效磷含量范圍在0.22～1.16，0～20cm均值為0.66，呈Ⅲ級(jí)極低水平，20～40cm均值為0.39，呈Ⅲ級(jí)極低水平；速效鉀含量范圍在30.18～148.57，0～20cm均值為87.62，呈Ⅱ級(jí)中等水平，20～40cm均值為89.20，呈Ⅱ級(jí)中等水平。

4)土壤pH變異系數(shù)最小，全鉀含量變異系數(shù)最大，土壤pH全磷、全鉀和速效磷含量的變異系數(shù)隨著土層厚度減小，其他指標(biāo)相反(表3和表4)。

表3 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤養(yǎng)分含量Table.3 Soil Nutrient Content at each Monitoring Point

表4 派陽山林場(chǎng)國儲(chǔ)林土壤養(yǎng)分情況Table.4 Soil Nutrient Status of National Reserve Forest in Paiyang Mountain Forest Farm

2.2 土壤肥力評(píng)價(jià)

土壤肥力評(píng)價(jià)結(jié)果表明：派陽山林場(chǎng)國儲(chǔ)林0～20cm、20～ 40cm厚度及0～40cm平均土壤肥力系數(shù)Pi分別為0.88、0.77和0.82，土層越厚越肥力貧瘠，總體土壤肥力處于貧瘠等級(jí)。6個(gè)流動(dòng)點(diǎn)的土壤肥力僅有C監(jiān)測(cè)點(diǎn)(公武分場(chǎng)5林班桉樹純林)0～20cm厚度土壤、D監(jiān)測(cè)點(diǎn)(公武分場(chǎng)20林班桉樹純林)0～20cm和20～40cm厚度土壤達(dá)到一般等級(jí) (Pi=0.9～1.8)，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)均為貧瘠等級(jí) (Pi<0.9)(表5)。

表5 派陽山林場(chǎng)國儲(chǔ)林土壤肥力評(píng)價(jià)Table.5 Soil Fertility Evaluation of State Reserve Forest in Paiyang Mountain Forest Farm

3 討論與建議

1)研究結(jié)果表明：派陽山林場(chǎng)國儲(chǔ)林總體土壤肥力處于貧瘠等級(jí)，土層越厚越肥力貧瘠。張智等研究該林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)得出結(jié)論，其人工林具有高溫、高濕、高酸及中低肥特性，桉樹中小徑材培育模式更易引起土壤肥力衰退，這與本研究結(jié)果類似[4]。唐健等的研究結(jié)果表明，土壤呈酸性時(shí)，土壤養(yǎng)分中的鈣、鎂和鉀有效性降低，土壤微生物活動(dòng)被抑制，從而影響土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和供應(yīng)[13]。

2)該林場(chǎng)國儲(chǔ)林呈酸性或強(qiáng)酸性，且其高溫多雨、雨熱同季的氣候特征加劇了淋溶作用，土壤易持續(xù)酸化，緩解土壤酸化，對(duì)提升林地土壤肥力、減少養(yǎng)分流失具有重要意義[14]。林場(chǎng)國儲(chǔ)林以桉樹人工林為主，桉樹人工林粗放式經(jīng)營(yíng)對(duì)土壤肥力衰退有明顯的負(fù)效應(yīng)，容易導(dǎo)致土壤持續(xù)酸化、有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等養(yǎng)分含量下降等現(xiàn)象[4，13]。因此在國儲(chǔ)林建設(shè)中，重視測(cè)土配方施肥技術(shù)、持續(xù)開展地力提升技術(shù)意義重大。

3)在林場(chǎng)國儲(chǔ)林建設(shè)中，應(yīng)采用地力提升技術(shù)緩解土壤酸化，科學(xué)搭配、合理補(bǔ)充養(yǎng)分，全面推廣有機(jī)肥，針對(duì)不同區(qū)域土壤肥力、肥料效應(yīng)特點(diǎn)，找出主要障礙因子，精準(zhǔn)調(diào)控，優(yōu)化施肥配方，改進(jìn)施肥方法，提高土壤肥力和綜合生產(chǎn)能力。針對(duì)土壤類型、氣候類型和肥力水平的特性，逐步建立、健全土壤肥料資料信息庫，優(yōu)化測(cè)土配方施肥體系，根據(jù)林木養(yǎng)分需求合理小調(diào)整，提高地力提升的精準(zhǔn)性、有效性和持久性。

4)本研究?jī)H依據(jù)測(cè)定的8項(xiàng)性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行土壤肥力評(píng)價(jià)，缺乏土壤肥力變化與林木生長(zhǎng)情況的相關(guān)分析，且未將林下植被多樣性、微生物群落多樣性、酶活性、物理性質(zhì)指標(biāo)等內(nèi)容納入評(píng)價(jià)體系，存在較大局限性[15]。在今后的研究中，要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)跟蹤國儲(chǔ)林建設(shè)情況與土壤肥力演變情況，摸索出一套行之有效的地力提升技術(shù)措施。