不同配置锦鸡儿防风固沙林土壤物理性质研究

夏志光

(辽宁省林业调查规划院，辽宁 沈阳 110122)



不同配置锦鸡儿防风固沙林土壤物理性质研究

夏志光

(辽宁省林业调查规划院，辽宁 沈阳 110122)

采用环刀法和烘干法对科尔沁沙地不同配置模式锦鸡儿防风固沙林土壤物理性质进行了研究。结果表明：各配置模式容重均小于对照地，>5～20 cm尤为明显；不同配置模式土壤饱和持水量比对照地有较大提高；不同配置模式孔隙度均比对照地有较大改善，毛管孔隙度尤为明显。

科尔沁沙地；锦鸡儿；防风固沙林；土壤；物理性质

土地荒漠化，以及由此引发的生态环境问题，已日益被人们关注，许多国家和地区对此投入大量人力、物力和财力，但在根治荒漠化问题上仍未取得较为理想的效果。所谓荒漠化，是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和半干旱亚湿润地区的土地退化[1]。它是全球性的重大环境问题，直接威胁人类社会生产发展，被称为“地球的癌症”[2]。荒漠化的结果是生物生产力持续下降，粮食、牧草减产以至死亡。据统计，全球近36亿hm2的耕地和牧场受到荒漠化的威胁，荒漠化每年造成的直接经济损失高达420多亿美元[3]。荒漠化不仅对人类的生存环境造成严重危害，而且还是导致贫困、社会动乱和阻碍经济、社会可持续发展的重要因素。

植被对于治理荒漠化有着积极作用。本研究旨在探索荒漠化地区植被对土壤物理性质的影响，从而为治理荒漠化提供一定的理论依据。

1　研究地点

试验选取科尔沁沙地腹地的赤峰巴林左旗固定半固定沙丘，以该地区十分常见的锦鸡儿作为研究对象，锦鸡儿选取均匀式、行带式和随机式3种配置方式，并以旁边流动沙地作为对照。

2　研究方法

在样地内选取有代表性的地点，用容积为100 cm3的环刀分层取原状土，取样深度分别为0～5 cm,>5～10 cm,>10～20 cm，同时用铝盒取相同深度的土壤测定含水率。土壤物理性质分别在5月和9月各取一次，土壤含水率测定时间为5—9月，观测日期为每月5、15、25日各1次，下雨加测。

经试验相关处理后根据以下公式求算出土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度等土壤物理性质。

环刀内烘干土质量(g)= 环刀内湿土质量(g)×K2

非毛管孔隙度(容积%)=[土壤饱和持水量(%)-毛管持水量(%)]×土壤容重(g·cm-3)

毛管孔隙度(容积%)= 毛管持水量(%)×土壤容重(g·cm-3)

总孔隙度(容积%)= 非毛管孔隙度(容积%)+ 毛管孔隙度(容积%)

3　结果分析

3.1土壤容重分析

表1　不同配置锦鸡儿固沙林土壤容重

由表1可知，土壤容重总体上与土层深度呈正相关，土表容重较低，表明土表由于受自然植被的影响，土壤状况得到明显改善。不同配置模式其表层土和下层土容重有所差别，总体来看各种配置模式其各个层次土壤容重均小于对照地，其中0～5 cm、>5～10 cm、>10～20 cm层随机式容重分别比对照地降低了7.63%、10.88%和11.26% 。说明锦鸡儿对土壤起到了明显的改良作用，且对5～20 cm层土壤的改良效果更强。不同配置模式对土壤容重的改变差异不大，但有明显规律。锦鸡儿林下容重均小于其行间或丛间，且随机式与行带式这一差别更加显著，这主要是因为同密度的样地内随机式与行带式不同锦鸡儿灌丛之间相邻较近，林下枯落物更加丰富，但其丛间或行间距离也较大，枯落物较少，而均匀式锦鸡儿灌丛均匀分布，所以其灌丛下和行间容重区别较小。

3.2土壤持水量分析

由表2分析可知，随土层深度的增加，各种配置锦鸡儿灌木林及对照地土壤持水量均逐渐下降；不同深度的土壤饱和持水能力均表现为随机式灌下>行带式灌下>均匀式灌下>对照地，而其灌间饱和持水能力则为均匀式>行带式>随机式>对照地，主要原因同密度的样地内随机式与行带式不同灌丛之间相邻较近，林下枯落物更加丰富，对土壤改善能力更强，但其丛间或行间距离也较大，枯落物较少，而均匀式灌丛分布均匀，所以其灌丛下持水能力较小，而行间持水能力又较随机式和行带式大，结合上表数据可见毛管持水量和田间持水量也表现出同样的规律；3种不同配置模式之间比较发现，随机式和行带式在不同深度其饱和持水能力十分接近，但均匀式却在行间和灌丛下与上述两种模式表现出较大的差异，其行间在0～5、>5～10、>10～20 cm三个深度的饱和持水能力分别比随机式在这三个深度的饱和持水能力高3.31%、3.96%、3.01% 。

表2　不同配置锦鸡儿固沙林土壤持水量

3.3土壤孔隙度分析

由表3可知，对照地及各种配置模式锦鸡儿灌木林土壤非毛管孔隙度随土层深度的增加呈递增趋势，而毛管孔隙度和总孔隙度呈递减趋势，这主要是因为植物对土壤物理性质的改良主要表现在对土壤中有机物团聚体的增加上，而有机物团聚体的增加主要表现在增加土壤毛管孔隙上，且植物对土壤的改良效果由上到下逐渐减弱，0～5 cm土层其孔隙状况变化最大。

表3　不同配置锦鸡儿固沙林土壤孔隙度

不同配置模式之间在土壤各深度其非毛管孔隙度变化差异不显著，但总体上表现为各种模式灌丛间非毛管孔隙大于灌丛下，但不同配置模式在土壤各深度其毛管孔隙度的变化比较明显，在各深度灌丛下及灌丛间其毛管孔隙度均表现出均匀式>行带式>随机式，但3种配置模式在相同深度的毛管孔隙度差异较小，而三种模式各自在其灌丛间及灌丛下的毛管孔隙度差异较大，例如0～5 cm深度，均匀式、行带式、随机式各自的灌丛下比灌丛间毛管孔隙度大3.22%、3.41%、4.03%，说明灌木林对土壤的改良主要集中在灌丛下，对灌丛间土壤的改良主要通过根系的拓展及灌丛间的草本。与对照地相比，各种配置模式灌丛下及灌丛间的孔隙度在各个深度都有较大提高，其中主要以毛管孔隙的提高最为显著，在0～5 cm深度，均匀式、行带式、随机式的毛管孔隙度分别比对照地提高4.02%、3.46%、3.21%，在>10～20 cm深度，各自比对照地提高了7.19%、6.02%、5.91%，在>10～20 cm深度，3种模式灌丛间毛管孔隙度比对照地分别提高了3.55%、2.18%、1.48% 。由于毛管孔隙度占总孔隙度的比例非常大，所以总孔隙度也表现出与毛管孔隙同样的变化规律。

总体上看，各种灌木林在不同深度对土壤饱和持水能力比对照地饱和持水能力均有较大的提高，其中随机式在灌丛下的持水能力改善最为显著，在0～5、>5～10、>10～20 cm三个深度分别比对照地提高了10.66%、16.1%、17.75% 。

4　结论

各配置模式和对照地土壤容重均有着随土壤层次加深而增大的趋势。各配置模式容重均小于对照地，这种变化在5～20 cm土层深度尤为明显。不同配置模式之间容重的改变差别不大，但有着明显规律。

各配置模式和对照地土壤持水量随着土壤层次加深而下降。不同配置模式土壤饱和持水能力均比对照地有较大提高，随机模式灌丛下尤为明显。

土壤孔隙度方面，对照地和各配置模式随土层深度的加深非毛管孔隙度有增加的趋势，毛管和总孔隙度有减小的趋势。各配置模式土层各深度毛管孔隙度变化明显。不同配置模式孔隙度均比对照地有明显改善，这种变化在毛管孔隙度上表现尤为显著。

[1] 中华人民共和国林业部防治沙漠化办公室.联合国关于在发生严重干旱和/或荒漠化的国家特别是在非洲防治荒漠化的公约[M].北京：中国林业出版社,1994

[2] 杨有林,卢琦.以色列的荒漠化整治与林业建设[J].世界林业研究,1996(4)：41-46

[3] 卢琦,周士威.面向二十一世纪的荒漠化预防与综合治理框架[J].林业科技管理,1999(2)：16-19

Soil Physical Properties of Wind Protection and Sand Fixation Forest ofCaraganasinicawith Different Arrangements

Xia Zhiguang

(Forest Inventory and Planning Institute of Liaoning Province,Shenyang 110122,China)

Soil physical properties ofCaraganasinicawith different arrangements in Horqin Sandyland by using round knife method and oven drying method. Result shows that the soil bulk density of different modes of arrangements are less than that of contrast land,especially the soil bulk density abvoe 5-20 cm soil layer. Different distribution modes saturated soil water holding capacity has been greatly improved compared to the that of contrast land. Different modes of arrangements porosity have been greatly improved than that of contrast land,especially capillary porosity.

Horqin Sandyland；Caraganasinica;wind protection and sand fixation forest；soil;physical properties

1005-5215(2016)09-0001-03

2016-07-26

夏志光(1982-),男，硕士，工程师，主要从事林业研究,Email：xiazhiguang_8212@163.com

S727.23

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.09.001