章古台地区沙地樟子松人工林土壤中磷素研究进展

任凤伟，张日升，王敏

(1.辽宁省实验林场，辽宁 抚顺 113311；2.辽宁省固沙造林研究所，辽宁 阜新 123000)



章古台地区沙地樟子松人工林土壤中磷素研究进展

任凤伟1，张日升2，王敏1

(1.辽宁省实验林场，辽宁 抚顺 113311；2.辽宁省固沙造林研究所，辽宁 阜新 123000)

摘要对章古台沙地樟子松人工林地土壤中磷的文献进行总结，认为沙地樟子松人工林土壤中磷素含量偏低，凋落物、林型及林龄都影响土壤全磷、速效磷的分布。沙地樟子松人工林土壤中磷素主要还是以有机状态存在的，无机磷含量以Ca-P为主。

关键词章古台；樟子松人工林；全磷；速效磷

磷是植物生长必需的大量元素之一，是土壤中最难溶和难移动的养分因子，它不仅是植物体重要化合物的组分，也参与各种代谢过程，磷在植物生长过程中起着其他元素不可替代的作用[1,2]。在干旱地区生态系统生产力和重要生态过程中，磷更是限制性养分因子[3]。目前我国陆地生态系统磷素的研究主要集中在农牧生态系统，对森林生态系统磷素的研究比较少[4]。樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)耐干旱、贫瘠，是我国“三北”地区防风固沙的优良树种，在遏制土地荒漠化、保护当地的农牧生态系统中起着重要的作用。从20世纪90年代开始，章古台地区部分20年生以上樟子松人工林出现衰退，地力也出现衰退[5~8]。维持樟子松人工林的健康生长对于改善风沙地区的环境和促进经济发展具有重要意义。本文通过调查和查阅现有国内的文献总结沙地樟子松人工林下土壤中磷素的研究进展，期望它能起到铺路石的作用，为今后的研究提供一些参考。

1磷的含量

刘明国等测定不同林龄樟子松林地土壤养分0~20 cm表土层土壤全磷含量为60~170 mgkg-1，速效磷的含量为1.05~2.61 mgkg-1[7]。赵琼等测定章古台不同密度和林龄樟子松人工林林地的0~60 cm土壤全磷与速效磷时认为沙地樟子松人工林土壤全磷和速效磷含量都极低，全磷为50～180 mgkg-1，表层土壤速效磷为1.50～2.24 mgkg-1[3]。张日升等测定不同营林措施对沙地樟子松人工林土壤养分影响时发现0~10 cm表土全磷含量104~159 mgkg-1，速效磷含量为1.613~5.588 mgkg-1[9]。总的说章古台沙地樟子松人工林土壤磷素含量总体水平偏低，且磷素的有效性差，速效磷含量不到全磷的0.5%。

2磷的分布

2.1磷的垂直分布

土壤全磷含量表层明显高于下面的层次；速效磷同样在表层明显高于下层，但在40～60 cm呈略有升高的趋势[3]。全磷和速效磷在土壤表层的累计，主要是由于樟子松和林下植被通过凋落物归还的养分都积聚在表层所致；章古台樟子松人工林林下植被以1年生草本为主，根系和土壤微生物也主要分布在表层，也是磷素在表层富集的原因之一。而且速效磷土层40～60 cm略有升高是因为受到了樟子松根系分布的影响，樟子松的根主要分布于表层20～50 cm深度范围内[10]，也造成这一土层磷的富集。凋落物的归还、林下植物根系以及樟子松根系影响着土壤磷素的总含量和有效性的富集。

2.2磷的水平分布

虽然土壤磷素在沙地樟子松人工林土壤中含量偏低，但受凋落物、林龄等因素的影响，水平分布不均匀。

2.2.1林型研究发现樟子松混交林比纯林对土壤磷的改良效果更明显。苏芳莉等测定不同林型樟子松人工林发现，各种类型樟子松混交林林地0~20 cm土壤全磷含量为90~120 mgkg-1、速效磷为3.238~4.663 mgkg-1，均高于樟子松纯林土壤全磷含量70 mgkg-1，速效磷含量2.258 mgkg-1，并达到了极显著水平[11]。曹文生等研究也发现樟子松混交林0~40 cm土层的全磷含量高于樟子松纯林[12]。这种现象主要原因是混交林落叶中主要营养元素含量都高于针叶树[13]，当叶片凋落回归地表时，混交林林分枯枝落叶分解强度明显好于樟子松纯林，必然导致混交林的改土效果好于针叶纯林，这也利于土壤磷含量的提高。

2.2.2林龄樟子松人工林土壤全磷、速效磷含量等因子的变化趋势都是先随着树龄增加而增加, 到30 a左右达到最大, 后随树龄增大而逐渐降低[7,14,15]。刘明国等测定不同林龄沙地樟子松人工林林地0~20 cm表层土壤发现，土壤全磷、速效磷的含量随树龄的变化趋势是大约30 a以前随年龄增加而增加，30 a后随树龄增大而减小，详见表1[7]。但赵琼等对比20年生与29年生林分表层0~5 cm，5~20 cm土壤的全磷含量，20年生林分表层土壤全磷含量显著高于相同密度的29年生林分，速效磷与29年生林分差异不显著[3]。虽然结果不同，但可以肯定的是沙地樟子松人工林土壤磷素含量随着林龄的增加一定会有变化，并且都认为随着林龄的增大土壤的磷有减少的趋势。

表1　不同林龄樟子松林地磷素含量比较

3有机磷和各级无机磷

沙地樟子松人工林土壤中有机质含量很低，但是有机磷占全磷的比例却很高，磷主要还是以有机状态存在的。根据赵琼等测定章古台沙地樟子松人工林地表层0~5 cm土层有机磷含量为64.216~68.572 mgkg-1显著高于5~60 cm土层有机磷含量42.342~49.688 mgkg-1。有机磷占全磷总量的40%～80%。土壤中非蓄闭态无机磷含量以Ca-P为主，占非蓄闭态无机磷总量53.1%～63.3%，其他的依次为Ca-P>Fe-P>Al-P，三者在表层0~5 cm的平均值分别为27.08，14.24和4.82 mgkg-1，各级无机磷含量均显著高于5~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层。有机磷和无机磷在表层土壤中富积可能与凋落物有关，需要进一步研究[3]。

4结论

4.1樟子松人工林生态系统的土壤磷素含量处于我国森林生态系统土壤磷素含量的偏低水平, 且磷素的有效性差，速效磷含量不到全磷的0.5%。

4.2受凋落物影响，土壤全磷含量表层明显高于下面的层次；速效磷在表层也明显高于下层，但在40～60 cm处略有升高的趋势。混交林林分的土壤中磷素的含量大于樟子松纯林。随着樟子松人工林林龄的增大，土壤总的磷素有减少的趋势。

4.3沙地樟子松人工林土壤中有机磷占全磷的比例比较高，磷主要还是以有机状态存在。无机磷含量以Ca-P为主。

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中图分类号：S791.253

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.02.031

文章编号:1005-5215(2016)02-0078-02

作者简介：任凤伟(1974-)，男，辽宁抚顺人，大学，高级工程师，现从事森林经营研究.

收稿日期：2015-11-06