辽东地区主要林分类型土壤理化性质的调查研究

管 健

（辽宁生态工程职业学院，辽宁省沈阳 110101）

森林土壤是发展林业生产的物质基础，土壤有机质、氮磷钾等是土壤生产力的重要指标，能体现林地的理化性质，进而体现林地生产力的高低，是划分森林经营类型和确定森林工艺成熟的重要研究因子。辽宁东部山区在全国林业区划中是水源涵养用材林地区，在发挥涵养水源、保护生态的功能方面作用显著，在提供林木产品方面也作出了重要的贡献。日本落叶松人工林、柞树林和杂木林是辽东地区常见的林分类型，本研究在抚顺市清原县选择上述3 种林分类型，比较研究不同林分类型中土壤理化性质的差异，分析树种组成间林分土壤的差异、林分类型与森林土壤理化性质之间的关系，得出辽东地区针叶林、阔叶林对恢复林地土壤肥力的成效，为该地区的森林生态系统恢复和科学营林提供可靠依据。

1 研究区域概况

辽东地区包括丹东、抚顺、本溪3 市和鞍山、铁岭、辽阳3 市的部分地区，是长白山支脉哈达岭的延伸部分，占全省土地面积的35.3%；属于暖温带季风型大陆性气候，年平均降水量为900～1100mm，年平均气温为9.5℃，地貌特点是八山半水一分田，半分道路和庄园；土壤主要基岩为花岗岩、片麻岩、玄武岩和其它变质岩，土壤种类为棕壤和暗棕壤，河谷阶地为冲积性草甸土和潜育性草甸土，土层厚度0.2～0.3m，质地为壤土和砂壤土，质地疏松，多显酸性和中性；森林植物属长白植物区系，地带性植被为阔叶红松林，有长白和华北植物区系的植物2000 多种，以落叶松林、红松林为主，天然次生林包括柞树林、杂木林等。

2 研究方法

在位于抚顺市清原县辽宁生态工程职业学院实验林场内，选择空间地域上在同一个工区、林龄相近、立地条件基本一致的日本落叶松、柞树林、杂木林3 种林分类型，在各林分类型中设置25m×40m 的调查样地，在每个样地内再设置10m×10m 的调查样方，对胸径大于1cm 的所有林木的胸径、树高、枝下高和冠幅进行调查并分类记录；用环刀法分0～10cm 和10～20cm2个层次测定土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量；用冠层分析仪测定林内透光系数，温湿度计测定林内温湿度；用布袋取土做化学性质分析，用半微量凯氏法测定全N 含量，用硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法测定全P 含量，用热硝酸浸提-火焰光度计法测定全K 含量，用碱解扩散法测定速效N 含量，用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定速效P 含量，用醋酸氨浸提-火焰光度计法测定速效K 含量，用重铬酸钾容量法测定土壤有机质的含量。

3 结果与分析

研究样地的林分经过抚育和自然稀疏后，减少了单位面积上立木株数，林冠郁闭度下降，使林内光照强度增加，提高了气温和土温的同时，也促进了微生物的活动，加速了枯落物的分解，有利于提高土壤肥力和涵养水源的作用。林内温度从高到低的依次是柞木林、日本落叶松林、杂木林；林内湿度从高到低依次是日本落叶松林、杂木林、柞树林。

3.1 林下的物种多样性经野外调查，3 种林分林下植被的科、属、种组成数量方面，双子叶植物均高于单子叶植物，调查中没发现有蕨类植物和裸子植物。日本落叶松林内灌木较少，有花曲柳、山里红、珍珠梅；柞木林内有水曲柳、色木、香茶菜、柳叶蒿；杂木林里有色木、花曲柳、香茶菜、碎叶山芹。

3.2 土壤的物理性质如表1 所示，3 种林分类型的森林土壤，在0～10cm 土层容重变化范围是0.701～1.150g/cm3，平均为0.862g/cm3；10～20cm 土层容重变化范围是0.101～1.362g/cm3，平均为0.878g/cm3。在毛管孔隙度、总孔隙度和最大持水量的调查表明，柞树林最大，杂木林次之，日本落叶松林最小。

表1 3 种林分类型土壤的物理性质

3.3 土壤的化学性质 有机质是土壤中各种营养元素的重要来源，能吸附大量阳离子，有效提高森林土壤的保肥性、保水性和缓冲性，还能疏松土壤，促进土壤微生物的生长发育，进一步改善土壤的物理性质，实现良性循环，所以土壤有机质含量是土壤肥力的重要指标。

全N 含量能反映出森林土壤的供N 水平，受有机质的生物积累和分解影响，全N 消长变化动态随着积累和消耗发生变化。3 种林分类型的森林土壤，在0～10cm 土层，全N 平均含量在3.362～4.481g/kg，平均为4.170g/kg；10～20cm 土层，全N 平均含量在2.117～2.471g/kg，平均为2.270g/kg。在全P 含量方面，柞树林最大，日本落叶松林分次之，杂木林最小。在全K 含量方面，杂木林最大，柞树林次之，日本落叶松林分最小。在有机质含量方面，柞树林最大，日本落叶松林分次之，杂木林最小。分析原因，是森林经营措施改变了林分的密度，改善了林分的卫生状况，提高了阳光的透光系数，从而提高了林下植物多样性，诱发微生物数量和种类的增加，提高土壤肥力。速效钾可能存在淋溶现象，造成含量的变化。

表2 3 种林分类型土壤的物理性质 单位：g/kg

4 结论与讨论

4.1 日本落叶松林分的土壤容重最高说明人工林的整枝、割灌等经营措施改变了土壤原有的结构，增加土壤受侵蚀程度，进而导致土壤容重增加，表明人工林的森林土壤相对天然林有退化的趋势。

4.2 柞树林的最大持水率最高土壤最大持水率能控制植物的生长和林分土壤养分转化吸收和新陈代谢的过程，枯枝落叶层的差异决定林分土壤的毛管孔隙度、总孔隙度和最大持水量有明显不同，林地水分蒸发和植物蒸腾作用差异也较大，表明阔叶林的森林土壤保水性更好。

4.3 阔叶林的全N 含量和有机质含量最高枯枝落叶、植物根系和根系分泌物形成的有机质首先进入林地的表层土壤，随着渗入土层厚度的增加，有机质和养分的含量逐渐减少，导致10～20cm 土层的各项指标含量均小于0～10cm 的含量。不同树种在枯枝落叶组成、分解速率、土壤微生物活动等方面差异较大，导致不同林分类型的土壤养分含量不同。在柞树林和杂木林中，除了全P 以外，全N、全K 和有机质均高于日本落叶松林分，由此可见，调查样地的阔叶林林分土壤优于针叶林。