南澳岛不同林分土壤理化特性

唐 婕 肖可菁 林 熙 刘小玲 杜澄举 陈红跃

（华南农业大学 林学与风景园林学院，广东 广州 510642）

海岛是地球进化中特殊的阶段产物，海水包围产生的隔离作用，可以反映出重要的地理学过程、生态系统过程、生物进化过程[1]。将海岛上的植物区系看成是其物种库，物种库中的每个种类会占据一定的空间，并相互组合成不同的群落类型，在这样的特殊背景下，海岛林下土壤有着特殊的研究价值[2]。南澳全县森林覆盖率、绿化率分别达到76.2%和97.5%，地带性典型植被是热带季雨林型的常绿季雨林。由于长期人为活动干扰，其原生植被已不复存在，人工林的结构和功能还有待优化[3]。现状植被包括针叶林、竹林、经济林、防护林、次生林、灌草丛、草本沙生植被以及沼生植被等类型，分布面积较大的植被类型是台湾相思Acacia confusa 林、马尾松Pinus massoniana 林及两者混交林[4]。土壤是林地生态系统的重要组成部分，在森林的生长发育中具有极其关键的作用[5]。对南澳岛不同林分类型土壤特性进行研究，可了解不同林分对土壤健康状况的影响，为有针对性地进行土壤健康质量管理提供依据[6]。

1 研究地概况

南澳海岛（以下简称“南澳岛”），位于广东省东南部海面，地理坐标为东经116°53′～117°19′，北 纬23°11′～23°32′， 东 西 长5.4 km， 南 北 长4.4 km，总面积113.8 km2。南澳岛为南亚热带海洋性气候，年均日照时数2 301 h，年均温 21.5°C, 年降水量为1 350.9 mm，其中4—9 月降水量约占全年80%，年均相对湿度78 %，年均蒸发量达2 045.6 mm[4]。此外，南澳岛年均大风 (风力＞8 级)日数超过80 d。南澳岛外围山坡土层薄，偶有石头裸露，迎风坡多，常年风大，土壤干旱，以台湾相思和松树以及杂灌为主，立地条件较差；内陆范围山坡土层较厚，迎风坡少，土壤条件较好，土层厚，立地条件好些，环境好，适合更多的树种生长[7]。南澳岛被海内外专家学者誉为“南中国海上的绿洲”[8]，其中林地多为人工经营的阔叶混交林、针阔混交林，部分为未经人工干预的天然林地，乔木树种主要有台湾相思、中华楠Machilus chinensisa、马尾松、尾叶桉Eucalyptus urophylla、潺槁树Litsea glutinosa、高山榕Ficus altissima、小叶榕Ficus concinna、大叶相思Acacia auriculiformis 等，台湾相思、中华楠、马尾松为当地林地的建群种和优势种，林下灌木和草本种类较丰富[9]。

2 研究方法

2.1 样地选择与建立

本研究于2018 年11 月，在南澳岛选取了不同地点具有代表性的林分，包括纯林、阔叶混交林和针阔混交林等共17 种（表1）。在17 种林分中建立规格为20 m×20 m 的标准地，各3 次重复。记录各林分标准地的郁闭度及密度等基本特征[10]。

2.2 土壤采样与测定

在每个样地中，按“S”型路线选取5 个采样点，每个采样点用100 cm3环刀采集0～20 cm 土壤样品测定物理性质[11]，同时采集0～20 cm 土壤样品测定化学性质，将样品低温带回实验室，使用相关标准进行理化性质的测定[12-15]。

利用Microsoft Excel 2019 整理原始数据，采用SPSS19.0 统计软件进行方差分析。

3 结果与分析

3.1 不同林分样地特征

17 种林分郁闭度在0.6～0.8 的区间内，郁闭度最高的林分为后山阔叶混交林，郁闭度达到0.85。而最低的两种林分分别枫香纯林和后花园针阔混交林，郁闭度分别为0.45 和0.30。除了大船澳相思纯林和蒲羌坑阔叶混交林以外，其他林分土壤厚度都达到60 cm 以上。而土壤硬度中硬度最高的林分为布袋澳相思纯林，其次是枫香纯林和蒲羌坑阔叶混交林，土壤硬度最低的是白鹭生态公园相思纯林，此项数据与后面的土壤化学性质一表基本对应。

土壤质地为土壤中各粒级占土壤重量的百分比组合[16]。各个采土点的土粒质地基本符合20%～35%的区间范围，均属于轻壤和中壤，说明各地土壤都具有良好的保水性和透气性。而唯一一个不在区间范围内的是白鹭生态公园相思纯林，其土壤质地为11%，属于砂壤，说明相思纯林4 的土壤透气性很好，但是保水性相对较弱。

3.2 不同林分土壤的物理特性

从毛管持水量指标分析，白鹭生态公园相思纯林土壤的毛管持水量为634.17 g·kg-1，是所有17 种林分里最高的，最低的是后山阔叶混交林，

为216.26 g·kg-1（表3）。17 种林分的毛管持水量指标前五的林分大小依次为白鹭生态公园相思纯林（643.17 g·kg-1）＞乌岩头相思纯林（420.70 g·kg-1）＞采石场阔叶混交林（383.24 g·kg-1）＞后花园针阔混交林（360.98 g·kg-1）＞黄花山阔叶混交林（350.87 g·kg-1）。其中白鹭生态公园相思纯林和乌岩头相思纯林毛管持水量与其他纯林显著高于其他纯林，而采石场阔叶混交林和黄花山阔叶混交林与其他阔叶混交林也有显著差别。不同林分对土壤容重和总孔隙度没有显著影响。

表1 样地概况Table 1 Sample plot overview

表2 样地特征Table 2 Characteristics of sample plot

从几个孔隙度指标分析，除了黄花山阔叶混交林、后山阔叶混交林、黄花山针阔混交林、布袋澳相思纯林几种林分以外，其他林分的总孔隙度都能达到55%～65%的壤土标准。其中白鹭生态公园相思纯林总孔隙度显著高于其他林分，达到65.49%，土质十分适宜树木种植。总孔隙度指标符合壤土区间范围的林分前五位都在60%以上，大小依次为黄花山阔叶混交林（74.04%）＞白鹭生态公园相思纯林（65.49%）＞黄花山针阔混交林（62.81%）＞长山尾阔叶混交林（61.72%）＞后花园针阔混交林（60.81%）。

3.3 不同林分土壤的化学特性

从土壤pH 值指标分析，17 个点的土壤都为酸性土壤，其中中华楠纯林两处的土壤pH 值分别为4.82 和4.98，属于强酸性，按照土壤pH 值大小排前五位的林分依次为西山村针阔混交林（6.43）＞白鹭生态公园相思纯林（6.2）＞采石场阔叶混交林（5.76）＞布袋澳相思纯林（5.72）＞枫香纯林（5.62） （表4）。

从有机质含量分析，枫香纯林土壤有机质含量显著高于其他林分，含量为42.86 g·kg-1，其次为黄花山阔叶混交林、乌岩头相思纯林、后山阔叶混交林等。土壤有机质含量显著低的林分是松岭村针阔混交林，含量只有7.71 g·kg-1。总体来说，不同林分土壤的全氮、全磷、全钾的含量影响不显著，但是有机质含量高的几种林分全氮、全磷、全钾的含量也偏高。

表3 土壤的物理特性Table 3 Physical properties of soil

表4 土壤的化学特性Table 4 Chemical properties of soil

4 结论与讨论

非毛管孔隙度与毛管孔隙度比基本在1:2～1:4的区间范围是适合植物生长的比例区间[17]，其中混交林都符合区间范围，即混交林的土壤孔隙度比例比纯林更加协调，土壤条件相对更好。除了白鹭生态公园相思纯林和后花园针阔混交林外，其他林分几乎都分布在沿海地区，沿海林分土壤在几个孔隙度指标上的表现不如岛内陆地区好，达不到壤土条件的几种林分全都为沿海林分。而后花园针阔混交林土壤毛管持水量也相对较高，可能因为后花园针阔混交林靠近水库。在17 种林分中，黄花山阔叶混交林土壤容重最小，孔隙度最大，土壤疏松，结构性较好，西山村针阔混交林土壤容重最大，孔隙度最小，土壤比较紧实，结构性差，与杨玥等[18]对广东流溪河5 种林分土壤物理性质的研究结果一致。但是由于黄花山阔叶混交林总孔隙度过高，不利于土壤的储水储肥力，因此其土壤条件比其他林分差。

土壤养分元素含量与有机质含量及微生物活性有密切的关系。N、P、K 是植物生长的三大元素，直接影响植物的生长发育，是评价土壤肥力的重要指标，通常测定其全量及其有效量，其中以土壤全量分析更为有效客观，因为它代表了土壤养分的长期储量[19]。其中有机质含量最高的为枫香纯林，可能因为枫香对各种污染具有一定的耐受能力、富集和转移能力[20]。有机质含量最低的为松岭村针阔混交林，常绿阔叶林对土壤养分的影响改良效益最高,而针阔混交林对土壤养分的改良效益最低，这与赵洛琪等[21]研究结果一致。而白鹭生态公园相思纯林的土壤在各方面表现良好的情况下，有机质含量只处于中游位置，其中钾是17 种林分中含量最低的，可能因为白鹭生态公园相思纯林所处的生态公园经过人工开发以及大量的规划种植，长期人为干扰对的土壤肥力有一定的影响[22]。

总体而言，混交林的土壤健康状况比纯林较差，但是混交林比纯林更具有涵养水源，保持水土的能力，因此，应加强对混交林的保护及抚育，提高林分质量，为土壤健康管理提供科学依据。