梅花鹿林下养殖对林地土壤理化性质的影响

黄海娇 王笑宁 朱立夫 姜海宇 王帅

收稿日期：2023-08-16

* 基金項目：黑龙江省省属科研院所科研业务费项目（CZKYF2022-01）

第1作者：黄海娇（1978-），  女，  高级工程师，  研究方向为野生动物保护。

**通讯作者：王帅（1981-），  男，  副研究员，  研究方向为野生动物保护与繁育。

引文格式：黄海娇，  王笑宁，  朱立夫，  等.  梅花鹿林下养殖对林地土壤理化性质的影响［J］.  林业科技，  2024，  49（1）：  41 - 44.

DOI ： 10. 19750 / j. cnki. 1001 - 9499. 2024. 01.  009

摘要：  通过测定梅花鹿林下养殖林地土壤的容重、总孔隙度、含水量、全氮、全磷、速效磷和速效钾等物理化学指标，确定梅花鹿养殖对林地土壤理化性质的影响及干扰程度，并探究土壤对梅花鹿林下养殖干扰的响应。研究发现随着梅花鹿林下养殖密度的增大，林地土壤容重随之增加，孔隙度减小，含水量降低，土壤中全氮、全磷、速效磷、速效钾含量呈现先增加后随之减小的现象。梅花鹿养殖区域林下土壤的理化性质的变化受到梅花鹿养殖及其密度影响，适度的放养有利于土壤物理性质的改善，增加土壤营养成分的沉积。养殖密度一但超过承载量，将造成土壤的物理性质下降以及营养成分的流失。

关键词：  梅花鹿；  林下养殖；  土壤理化性质

中图分类号：   S 811. 6               文献标识码：   A                文章编号：１００1 － 9499（２０24）01 － 0041 － 04

The Effect of in-forest raising of Sika Deer on the Physical

and Chemical Properties of Forest Soil

HUANG Haijiao WANG Xiaoning ZHU Lifu JIANG Haiyu WANG Shuai**

（Wildlife Institute of Heilongjiang Province，  Heilongjiang Harbin 150081）

Abstract In this study， we determined the effects and degree of disturbance of sika deer farming on the physico-chemical properties of forest soil by determining the physico-chemical indices such as soil bulk density， total porosity， water content， total nitrogen， total phosphorus，available phosphorus， and available potassium of sika deer farmed forest soils and explored the response of the soils to the disturbance of sika deer farmed forest soils. It was found that with the increase of understorey breeding density of sika deer， the soil bulk density of the forest floor increased， the porosity decreased， the water content decreased， and the content of total nitrogen， total phosphorus， available phosphorus， and available potassium in the soil showed the phenomenon of first increasing and then decreasing. Changes in the physico-chemical properties of understorey soils in the area of sika deer farming are influenced by sika deer farming and their density， and moderate stocking favours the improvement of soil physical properties and increases the deposition of soil nutrients. Once the stocking density exceeds the carrying capacity， it will result in the deterioration of the physical properties of the soil as well as the loss of nutrients.

Key words sika deer; in-forest raising; soil physical and chemical proporties

林下经济是一种新型林业发展方式，其目的是在创造可观经济效益的同时，在保护优先的前提下充分发挥森林“水库、钱库、粮库、碳库”作用，以提供更多优质森林食物产品[ 1 ]。林下养殖是林下经济的模式之一。在不忘对生态环境进行保护，实现林业经济的可持续发展的条件下[ 2 ]，黑龙江省深入贯彻“大食物观”——向森林要食物重要指示精神，把林下养鹿列为本省林下经济重点发展模式[ 3 ]。

合理的林下养殖有利于改善林地微生境状态，有利于乔木和灌丛的生长，有利于提高林地质量和物种丰富度[ 4 ]；过度的林下养殖会造成土壤退化、破坏植被和降低物种丰富度[ 5 ]。林下养殖牲畜主要通过动物的采食、踩踏和排泄等行为活动对林地土壤性状等产生作用[ 6 - 7 ]，从而影响到土壤的理化特性。有研究表明，当放牧超过最大承载量时，随着动物践踏频率和强度的不断增加，土壤容重也逐渐增加，孔隙度减小和有机质含量也随之减小[ 8 - 9 ]。

本研究通过测定梅花鹿养殖地土壤容重、总孔隙度、全氮和全磷等理化性质，确定梅花鹿养殖对林地质量和土壤特征的影响及干扰程度，并探究土壤对梅花鹿林下养殖干扰的响应，旨在为黑龙江省开展林下养殖提供科学依据。

1 研究区域与方法

1. 1 研究区域概况

试验地位于七台河市茄子河辖区范围内（131°04′E，45°42′N）。项目区域地处完达山山脉西端，海拔240 m，受高空西风环流和印度洋西南季风的影响，气候属于寒温带大陆性季风气候，具有寒暑明显，雨量充沛，光照充足，四季分明的气候特点。年平均气温2.4～3.9 ℃。据实地调查并记录，养殖区典型植物群落是以蒙古栎与黑桦、红松为主的针阔混交林，其中乔木树种主要有蒙古栎、黑桦、响叶杨、长白落叶松、红松等。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 样地设置与取样

试验分为4组，I组为对照组（养殖空白组）、II组为梅花鹿低密度养殖组、III组为梅花鹿中密度养殖组、IV组为梅花鹿高密度养殖组。低密度养殖组养殖梅花鹿密度为1只/hm2；中密度养殖组养殖梅花鹿密度为2只/hm2；高密度养殖组养殖梅花鹿密度为4只/hm2，养殖时间为12个月。梅花鹿在试验期间试验区域自由采食，每天补饲1次。采用随机采样法，在每个采样点，利用土钻分别0～20 cm层采集土壤样品，采集后的土样混合成一个混合样，每个试验组采集3个混合样，共采集12个混合土样，测定化学特性；每个样地使用环切刀采集3个样品，共采集12个土样测定物理性质。所采集的土样带回实验室后，立即处理，去除杂物、石砾、植物根系及有机残体碎片，过2 mm筛子以后，装入灭菌保鲜袋内，置于4 ℃以下的冰箱内保存，用于土壤化学特性等指标的测定。

1. 2. 2 土壤物理特性测定

（1）土壤物理性质（环刀法）

土壤物理性质采用环刀法进行测定，其计算公式：

土壤容重=（W2-W0）/V

土壤总孔隙度=（W1-W2）/V×100%

式中，W0為环刀重；W1为达到饱和土壤含水量时环刀加土重；W2为烘干后环刀加土重；V为环刀体积100 cm3。

（2）土壤含水量（烘干法）[ 10 ]

采用烘干法进行测定，首先称铝盒重量，先将适量的鲜土样装入到 铝盒里再次称量，再将土壤鲜样放进烘箱（105 ℃）里进行烘干，待到恒重时取出称量记录，要求把铝盒内鲜土中的全部水分都给蒸发干净，接着通过计算得出恒重下的鲜土重量-干土重量/干土重量×100％，即为含水率大小。

1. 2. 3 土壤化学特性测定

土壤全氮[ 11 ]：采用林业行业标准（LY/T 1269- 1999）高氯酸—硫酸硝化凯氏定氮法；

土壤全磷[ 11 ]：采用林业行业标准（LY/T 1269-1999）氢氧化钠熔融—钼锑抗比色法）；

土壤全钾[ 11 ]：采用林业行业标准（LY/T 1269-  1999）高氯酸—硫酸消化火焰分光光度计法；

速效钾[ 11 ]：采用林业行业标准（LY/T 1236-1999）乙酸铵提取—火焰分光光度发法；

速效磷：采用土壤有效磷的测定 NY/T 1121.7-  2014。

1. 2. 4 数据处理与分析

利用Excel 2010进行数据整理，利用SPSS 10.0进行单因素方差分析和检验，检验土壤理性质的差异。

2 结果与讨论

2. 1 梅花鹿林下养殖对林地土壤容重及孔隙度的影响

土壤容重和孔隙度是土壤的重要物理性质，土壤容重是土壤紧实度的关键表征，综合反映了土壤颗粒和土壤孔隙的状况。土壤孔隙度指的是土壤中孔隙的体积占土壤总体积的百分比，与植物根系呼吸及水分的吸收密切相关。由图1可以看出，在林下养殖模式下，林地土壤容重表现出随着梅花鹿养殖密度的增加有所增加，在梅花鹿养殖密度较低和中等的试验区，土壤容重虽有增加，但相对变化较小，说明中低密度养殖对林地土壤物理性质影响并不十分显著（P>0.05），但是较高密度养殖区与空白养殖组和低密度养殖组比较，容重明显增加（P<0.01）；孔隙度的变化趋势与容重的变化趋势正好相反，即各梅花鹿养殖密度区域的土壤孔隙度随着养殖密度的增大而变小。在低密度养殖区域，土壤容重和孔隙度变化不明显，当梅花鹿密度为4只/hm2时，养殖密度过大，梅花鹿对土壤扰动强度增强，使得土壤容重明显增加，孔隙度明显下降（P<0.01）；这可能跟梅花鹿的踩踏强度增加有关，随着养殖梅花鹿密度的增大，梅花鹿对林下植被和土壤表层土壤动物破坏作用增大，致使林地土壤容重增加，孔隙度变小。

图1 梅花鹿林下养殖对林地土壤容重

及孔隙度的影响

2. 2 梅花鹿林下养殖对林地持水性的影响

由图2可以看出，随着梅花鹿养殖密度的增加，土壤含水量呈现下降的趋势。低密度的养殖实验区内，土壤含水量变化不显著；中、高密度实验区内，林地土壤含水量明显下降。理论上讲，林地植被盖度较高时，降雨时可以有效的阻截水流，增加土壤含水量，在晴天时能够减少林地土壤中水分的蒸发。造成养殖区林地含水量降低的主要原因是梅花鹿对林下草本植物的采食和踩踏作用，使得林下植被的覆盖面积减少和土壤有机质含量减小，导致土壤中水分更易流失和蒸发。

图2 梅花鹿林下养殖对林地土壤含水量的影响

2. 3 梅花鹿林下养殖对林地土壤全氮、全磷、全钾的影响

由图3可以看出，梅花鹿各养殖区域土壤中全氮含量较养殖前均有增加的趋势，增加幅度随养殖密度增加而呈现出逐渐降低的趋势，其中低密度养殖组增加幅度最大。土壤中氮是植物生长所必需的营养元素之一，由于中、高密度养殖区域草本植被利用率高，植物再生所消耗的养分较大。在土壤全磷含量方面，中低密度养殖的变化趋势都比对照组有所增加，其中中密度养殖组增加幅度最大，到高密度养殖组反而大幅下降，可能是由于养殖密度过大使得表层土壤容重变大，影响到磷元素的矿化；梅花鹿林下养殖对于土壤全钾含量的变化影响不大，可能是因为温度对全钾矿化的影响程度大于梅花鹿林下养殖的影响。

2. 4 梅花鹿林下养殖对林地土壤速效磷、速效钾的影响

土壤营养成分是土壤的重要组成部分，各种营养元素成为了土壤微生物生命活动的能源，为土壤微生物提供着丰富的营养物质，激活酶的活性，从而促进了土壤各种养分的有效转化。从图4可以看出，林下养殖土壤速效磷与速效钾的含量均从低养殖密度到高养殖密度呈现先增加后减少的趋势，即在中密度养殖组达到最高值后，高密度组开始下降，且趋势显著。可能是由于养殖密度过大使得表层土壤容重变大，孔隙度变小，降低了微生物的数量和活性，而使得微生物的矿化能力降低。

图4 梅花鹿林下养殖对林地速效磷

和速效钾的影響

3 结 论

梅花鹿林下养殖作为林牧结合的模式，可以充分利用林下土地资源，提高林地经济效益。本研究通过梅花鹿林下养殖前后土壤理化性质变化进行研究，确定了林下养殖对林地质量和土壤特征变化及干扰程度，并探究土壤对梅花鹿林下养殖干扰的响应。本试验研究结果表明，林地土壤容重随着梅花鹿养殖密度的增加而变大，孔隙度的变化趋势与容重正相反，即随梅花鹿养殖密度的增大，土壤孔隙度随之变小；土壤中全氮、全磷含量较养殖前均有增加的趋势，增加幅度随着养殖密度增加而放缓，到高密度养殖组增长幅度已经大幅减小；土壤中全钾含量受林下养殖影响较小；土壤中速效磷和速效钾的含量从低养殖密度到高养殖密度呈现先增加后减少的趋势，即中密度养殖组达到最高后，高密度组开始下降，下降趋势明显。梅花鹿养殖区域林下土壤的理化性状的变化受到梅花鹿养殖及其密度影响，适度的放养有利于土壤物理性质的改善，增加土壤营养成分的沉积。养殖密度一但超过承载量，动物践踏力度加大，土壤容重增加，孔隙度减小，土壤难以渗透，水分保持能力下降，表层土壤受影响较大，降低了微生物的数量和活性，而使得微生物的矿化能力降低，造成土壤的物理性质下降，营养成分的流失。通过本研究发现，开展梅花鹿林下养殖密度适宜为1只/hm2，梅花鹿养殖密度不宜高于2只/hm2；当土壤容重、孔隙度和持水量出现明显变化时，应采取轮牧的方式饲养。

参考文献

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