不同林龄杉木人工林土壤理化性质分析

●甘忠娇

（江西省南昌市上饶市余干县林业局 江西 南昌 335100）

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国重要的速生树种，是建筑、家具的原材料，在我国广泛种植[1]。土壤理化性质是维持杉木正常生长的重要条件[2]。近年来，随着杉木人工林种植面积的增加，管理措施不合理，导致林地土壤性质恶化，造成生态失衡，土壤养分结构发生变化，因此，开展林地土壤研究，根据土壤理化性质变化对低效杉木林改造极具意义[3]。研究认为，气候、区域和植被种类以及经营方式是影响林地土壤理化性状的重要因素。林龄是影响林地土壤理化性质的重要因素之一，一方面，随着林龄的增加，树木掉落物也在增加，可对土壤有机质进行补充，另一方面，随着林龄的增加，郁闭度不断增加，使得下部生态结构发生变化，进而影响土壤性质[4]，目前有关林龄和杉木人工林土壤性质的研究较少，本试验选用4 个不同林龄杉木人工林，研究土壤物理和化学性质变化，为杉木经营抚育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省南昌市，属于亚热带湿润季风气候，年平均气温17∙5℃，年降雨量1657 mm，年平均相对湿度为78∙5%，年日照时间1778 h，年无霜期260 d 左右，平均总辐射量为4279∙02 MJ/m2，热量丰富、雨水充沛，光照充足，植物生长旺季雨热匹配较好。

1.2 试验设计

试验时间2020 年，选择长势良好、立地条件接近的杉木5 年、11 年、24 年和35 年的人工林，每个样地选择3 个20 m×20 m 的标准地，各样地间隔大于 50 m，共12 块样地。样地基本情况详见表1。

表1 杉木人工林样地概况

1.3 土壤样品采集及测定方法

在2020 年6 月，每个样地采用五点取样法，在0～20 cm 用环刀取样，取原状土样，环刀法测定土壤容重，环刀浸水法测定毛管孔隙和非毛管孔隙。土壤含水率测定采用烘干法。

同时采用五点取样法，选取0～20 cm 土壤，采用四分法取1 kg 左右土样装入自封袋并带回实验室自然阴干，磨碎过筛后进行化学性质测定。土壤pH 值采用pH 计测定，土壤有机质含量采用外加热法，水解氮含量采用碱解-扩散法测定，有效磷含量采用碳酸氢钠浸提法测定，速效钾采含量用乙酸铵浸提-火焰光度法测定。

1.4 数据处理与分析

所有测定数据用Excel 进行整理，用SPSS24∙0采用LSD 法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同林龄土壤物理性状差异分析

不同林龄土壤物理性状差异，见表2。

表2 不同林龄土壤物理性状差异

土壤物理性状是影响植物生长的重要因素，由表2 可知，不同林龄杉木林土壤物理性状存在明显差异。其中土壤容重随林龄的增加呈逐渐降低的趋势，5 年杉木林土壤容重最大，35 年杉木林土壤容重最小，所有处理间差异均显著。总孔隙度随林龄的增加呈逐渐升高的趋势，24 年和35 年处理差异不显著。毛管孔隙度随林龄的增加呈逐渐升高的趋势，5 年、11 年和24 年处理间不存在显著差异。最大持水量随林龄的增加呈逐渐升高的趋势，所有处理间差异均显著。含水量随林龄的增加呈先升高后降低的趋势，24 年林龄达到最大值，但与35 年处理不存在显著差异。

2.2 不同林龄土壤化学特性分析

不同林龄土壤化学特性，见表3。

表3 不同林龄土壤化学特性

由表3 可知，不同林龄杉木林土壤化学性质存在显著性差异。所有处理土壤pH 值均低于7∙0，因此杉木林土壤显酸性。随着林龄的增加，土壤pH 值呈逐渐增加的趋势，11 年和24 年处理间差异不显著，其他处理间差异均显著。有机质含量随林龄的增加呈先升高后降低的趋势，表现为24年＞35 年＞11 年＞5 年，各处理间差异均显著。碱解氮含量随林龄的增加呈先升高后降低的趋势，表现为11 年＞24 年＞5 年＞35 年，各处理间差异均显著。速效磷含量随林龄的增加呈先升高后降低的趋势，表现为24 年＞11 年＞35 年＞5 年，11 年和24 年处理间差异不显著，其他处理间差异均显著。速效钾含量随林龄的增加呈先升高后降低又升高的趋势，表现为11 年＞5 年＞35年＞24 年，11 年林龄时达到最大值。

3 讨论与结论

不同林龄导致的树体差异不仅表现在树高、冠幅、地径、郁闭度等方面，还表现在林木根系、地表掉落物和林下植被等方面[5]，研究表明，随着林龄的增加，郁闭度逐渐提高，枯落物也随之增加，地表会累积大量枯落物，枯落物的分解会逐步改善土壤状况，使土壤质地变得疏松多孔[6]。本研究结果表明，不同林龄杉木人工林的土壤物理性质差异显著。总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量随林龄增加呈逐渐增加的趋势，容重随林龄增加呈逐渐降低的趋势，说明随着杉木的生长，凋落物的不断积累和分解以及腐殖质的大量累积，改善了土壤结构和质量[7]。研究中，随着林龄的增加，土壤pH 值呈逐渐增加的趋势，一方面可能是由于林木根系分泌物数量和种类的变化，另一方面可能是土壤结构域的变化使得土壤微生物群落结构发生变化，改变土壤酸碱度。本研究中，有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量随林龄增加呈先升高后降低的趋势，可能是低龄林到中龄林的生长过程中，随着林木株高、茎粗和冠幅的增加，林分的生物量和郁闭度逐渐增加，林下凋落物及动植物残体增多，土壤养分也随之增加，随着杉木继续生长，林木生长空间不足，对养分的竞争加强，造成林分过度郁闭，光照不足，阴湿的环境不利于土壤微生物的繁殖和活动，枯落物分解转化强度减缓，土壤养分明显下降。综上，林龄的增加能够改善林地土壤理化性质，可为杉木人工林的抚育管理提供理论依据。