高山毛竹林不同坡位和土层深度的土壤理化性质

杨 宽

(1.上海古猗园，上海201802；2.南京林业大学竹类研究所，江苏南京 210037)



高山毛竹林不同坡位和土层深度的土壤理化性质

杨 宽1，2

(1.上海古猗园，上海201802；2.南京林业大学竹类研究所，江苏南京 210037)

摘要[目的]研究毛竹林中不同坡位和土层深度的土壤物理性质和基本化学性质，为高山地区毛竹林经营提供科学依据。[方法]以闽北高山地区的毛竹林土壤为对象，按坡位采集土壤样品，分析相关理化指标。[结果]毛竹林上坡、下坡土壤物理性质优于中坡土壤，土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效铜、有效铁含量随坡位和土层深度的增加大致呈下降趋势，有效硅含量随土层深度的增加而增加，总体看毛竹林中坡土壤物理性质较差，养分流失严重，下坡土壤理化条件较为理想。[结论]在毛竹林经营过程中，应特别注重加强对中坡的治理防护，防止土壤退化。

关键词毛竹林；理化性质；坡位；土层深度

毛竹(Phyllostachys heterocyclacv.pubescens)是我国重要的、经济价值极高的竹种之一，它生长迅速、成材快、产量高，已成为我国南方地区开发的重要经济竹种，其在保护美化环境、调节气候等方面也发挥着重要的作用[1-2]。近年来，许多研究表明毛竹的生长发育与土壤养分、物理性质息息相关[3-6]，笔者研究了毛竹林不同坡位和土层深度的土壤理化性质，为毛竹林生态经营、提高生产力提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究地概况试验在福建省永安市上坪乡境内(117°28′～117°31′E，25°55′～25°56′N)进行，该地位于武夷山脉与戴云山脉的过渡地带，属典型的亚热带季风山地气候，夏长冬短，气候温暖湿润，年均气温19.3 ℃，无霜期约300d，年平均日照时数1 800h，年降雨量1 600mm左右，林地土壤以红壤为主，海拔1 000m左右。

1.2试验方法2012年在永安市上坪乡铁丁石村设置研究样地，在该区域内选择1座坡位条件适中的毛竹山坡。同一坡向分上坡、中坡和下坡，其中上坡样地靠近坡顶部，下坡样地靠近坡底，中坡样地大体位于山坡的中间位置。每个坡位设3个10m×10m的样地，样地间隔5m以上，采用GPS仪测定各样地的海拔，并在样地内进行每木检尺，各样地基本情况见表1。在各采样区内按照“S”形设置5个土样采集点，每个土样采集点分为3个土层深度，分别为0～20、20～40、40～60cm。将各采样区同一土层深度的土壤组成混合样品，按四分法取混合土样1kg，用无菌袋装好带回实验室晾干，磨细过筛，待检测。

表1　各样地基本情况

1.3测定指标及方法土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度等物理指标的测定参照GB7835-87；pH采用pH计直接测定；有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用0.5mol/LNa2CO3浸提-分光光度计法测定；速效钾采用1.0mol/LNH4OAc浸提-火焰光度计法测定；有效硼采用沸水浸提-姜黄素比色法测定；DTPA浸提-ICP法测定有效铁、有效铜；柠檬酸浸提-硅钼蓝比色法测定有效硅。

1.4数据处理试验所得数据采用MicrosoftOfficeExcel2010软件进行处理和绘图，采用SPSS16.0统计分析软件进行数据分析与差异显著性比较。

2结果与分析

2.1毛竹林土壤物理性质土壤容重可综合反映土壤松紧度和水土流失状况[7]。由表2可知，毛竹林土壤容重总体表现为随土层深度的增加而增加，其中上坡、下坡0～20cm土层土壤容重均与40～60cm土层土壤容重差异显著(P<0.05)，中坡0～20cm土层土壤容重高于上坡、下坡0～20cm土层土壤容重，但差异并不显著(P>0.05)，可能原因是毛竹林上坡、下坡立竹度较高，由于竹鞭、根系和枯枝落叶层的作用，增加了土壤的疏松性，使土壤容重得以改善[8]，容重值高通常表明土壤有退化的趋势[9]，可见中坡位土壤相对更易退化。

土壤孔隙度随土层深度的增加而降低，上坡、下坡0～20cm土层土壤总孔隙度与40～60cm土层土壤总孔隙度差异显著；相同土层不同坡位条件下，0～20cm土层土壤总孔隙度从小到大依次为中坡、下坡、上坡，20～40cm土层土壤总孔隙度从小到大依次为下坡、中坡、上坡，40～60cm土层土壤总孔隙度从小到大依次为下坡、上坡、中坡，差异并不显著。

表2　毛竹林不同坡位的土壤物理性质

注：同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05 )，下同。

Note：Differentlettersinthesamerowindicatedsignificantdifferences(P<0.05)，thesameasfollows.

2.2毛竹林土壤基本化学性质由表3可知，相同坡位不同土层条件下，随着土层深度的增加，土壤pH总体呈上升趋势，中坡位0～20cm土层土壤与40～60cm土层土壤pH差异显著(P<0.05)；在0～20、20～40cm土层，中坡土壤pH均小于上坡、中坡，差异显著(P<0.05)，40～60cm土层，中坡土壤pH最大，各坡位差异不显著(P>0.05)。各坡位土壤有机质、碱解氮、速效钾含量均表现为0～20cm土层土壤最高，显著高于其他土层(P<0.05)，随着土壤深度的增加，各坡位土壤有机质、速效钾含量逐步下降，在20～40cm和40～60cm间差异不显著(P>0.05)，速效磷含量也表现为0～20cm土层土壤最高。

相同土层不同坡位条件下，随着坡位的下降，0～20cm土层土壤有机质、碱解氮、速效钾含量均表现出先下降后上升的趋势，均在下坡土壤达到最高值，速效磷表现为先上升后下降的趋势，在中坡达到最高值；20～40cm土层土壤有机质、碱解氮、速效磷含量表现为逐步上升趋势，速效钾含量表现为先上升后下降趋势；40～60cm土层土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均表现为先上升后下降的趋势。该研究结果显示下坡0～20cm土层土壤速效养分含量(除速效磷)均高于上坡、中坡，但差异并不显著，表明竹林土壤养分含量有向下汇集的现象，但在海拔差异较小的情况下，坡位间的差异并不显著。

表3　毛竹林不同坡位的土壤基本化学性质

2.3毛竹林土壤微量元素含量由表4可知，随土层深度的增加，各坡位毛竹林土壤有效硼、有效铜、有效铁含量呈下降趋势，其中下坡0～20cm土层土壤有效硼含量，中坡0～20cm土层土壤有效铜、有效铁含量显著高于同坡位其他土层(P<0.05)，与林地土壤大量元素垂直分布相似，表明土壤有效硼、有效铜、有效铁含量受地表植被、枯落物影响较大。土壤有效硅含量随土层深度的增加呈上升趋势，上坡40～60cm土层有效硅含量显著高于上坡其他土层。

在相同土层不同坡位条件下，0～20cm土层土壤有效硼、有效硅、有效铜含量均表现出上坡最高、下坡最低的趋势，其中中、下坡土壤有效铜含量显著高于上坡(P<0.05)，各坡位0～20cm土层土壤有效硼、有效硅含量间差异不显著(P>0.05)。在20～60cm土层中，随坡位下降，土壤有效硼含量表现为先上升后下降，差异并不显著(P>0.05)；有效硅含量表现为先下降后上升，上坡40～60cm土层土壤有效硅含量显著高于其他坡位；在20～40cm土层，土壤有效铜含量为随坡位下降逐步上升，下坡土壤有效铜含量显著高于上坡，而在40～60cm土层中，土壤有效铜含量表现为先上升后下降的趋势，差异不显著(P>0.05)；各土层土壤有效铁含量表现为随坡位下降逐步下降的趋势，下坡各土层有效铁含量均低于上、中坡相同土层，上、中坡0～20cm土层土壤有效铁含量显著高于下坡。

表4　毛竹林不同坡位的土壤微量元素含量

2.4毛竹林土壤理化指标间的相关性分析由表5可知，除有效硅外，毛竹林土壤养分含量均与pH呈负相关，即土壤酸性越小，养分含量越高，其中有机质、速效磷、速效钾、有效硼、有效铁含量与土壤pH的相关性达到显著水平；毛竹林土壤碱解氮、速效钾、有效硼、有效铜含量均与有机质含量呈极显著正相关，有效磷、有效铁含量与有机质含量呈显著正相关，即土壤有机质含量增加有利于土壤速效养分和大部分有效态微量元素积累。该试验中土壤有机质含量对有效硅含量影响不显著，表明土壤有效态养分大部分来源于林地枯落物、有机物的输入[10]，而后者对土壤有效硅含量的影响不大。

表5　毛竹林土壤理化指标间的相关性分析结果

注：*表示显著相关(P<0.05)；**表示极显著相关(P<0.01)。

Note：*indicatedsignificantcorrelation(P< 0.05)；**indicatedextremelysignificantcorrelation(P< 0.01).

土壤碱解氮含量分别与速效磷、速效钾、有效硼、有效铜含量呈显著或极显著正相关；速效钾含量分别与有效硼、有效铜、有效铁含量呈显著或极显著正相关。在竹林出笋季节，有必要降低氮、钾肥的施用量，以降低可能存在的毒害。

3结论与讨论

坡位、土层深度是影响毛竹林土壤理化性质的重要因素，同时人为经营活动也对其产生了显著影响。研究表明，闽北高山地区毛竹林上坡、下坡土壤物理性质优于中坡土壤，这与其他类型林地的研究结果[9]并不完全一致，可能是由于人为扰动较多集中在中、下坡区域，人为扰动破坏了地表植被，进而影响土壤结构，而下坡土层相对较厚、植被丰富，使得3个坡位中，中坡土壤物理性质最差。

0～20cm土层土壤有机质、碱解氮、速效钾、有效硼、有效铜含量均在下坡土壤达到最高值，这可能是由于径流向下坡的冲刷作用，使得养分向下坡富集，加之径流泥沙携带的养分在下坡的沉积作用，使得下坡的养分含量高于中、上坡，可见下坡是养分的汇集处，这与贺小容等的研究结果[11-13]相似，但在40～60m土层并没有此现象。

闽北高山地区土壤偏酸性，这有利于毛竹生长，但会导致以下问题：一方面高山地区雨水充足，土壤养分淋失，致使土壤退化[14]；另一方面，酸性土壤促进硼、铁等有利微量元素富集的同时，也加快了铜等重金属的富集，不利于毛竹生长，特别是影响毛竹笋的品质。而有机质的提高不但改善了

土壤结构，使密度减小，孔隙度增加，而且改变了土壤的化学性质，使土壤的有效态养分含量增加。

总体来看，毛竹林中坡土壤物理性质较差，养分流失严重，今后在进行毛竹林复壮改造等活动时，特别要加强对中坡的治理防护，提高有机肥施用量，适当保留地被，降低侵蚀作用，防止土壤退化。

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基金项目国家林业公益性行业科研专项(201204106)。

作者简介杨宽(1985- )，男，河北深泽人，工程师，硕士，从事竹林生态研究。

收稿日期2016-03-25

中图分类号S 795.7

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)13-211-03

SoilPhysicalandChemicalPropertiesofHigh-mountainMosoBambooForestsatDifferentSlopePositionsandSoilDepths

YANGKuan1，2

(1.ShanghaiGuyiGarden，Shanghai201802; 2.InstituteofBamboo，NanjingForestUniversity,Nanjing,Jiangsu210037)

Abstract[Objective] To study the effects of slope position and soil depth on the soil physical and chemical properties and basic chemical property of moso bamboo forest，and to provide scientific basis for the management of high-mountain moso bamboo forest.[Method] By taking the soil in high-mountain moso bamboo forest in north of Fujian as test materials, soil samples of the different slope positions were collected and analyzed.[Result] The physical properties of soil at lower slope and upper slope were better than those at the middle slope. With the increase of soil depth and slope position, the content of organic matter, N, P, K, B, Cu and Fe decreased, but the content of Si raised with increase of soil depth. It was proved that the physical and chemical properties was the highest at the lower slope position, and worst at the middle slope.[Conclusion] In the management of high-mountain moso bamboo forest, it is very important to strengthen the management of the slope protection to prevent soil degradation.

Key wordsMoso bamboo forest; Physical and chemical properties; Slope position; Soil depth