水曲柳落叶松混交林土壤养分状况研究

水曲柳落叶松混交林土壤养分状况研究

fransimaceutical落叶松混交林是中国东北的一种成功的阔叶针叶混交林。长期以来，人们对该混交林的混合方法、布局方法和森林生产力进行了深入研究。一些人还从布局结构、布局光合效率和树木营养的角度讨论了布局人口增长机制。然而，这项工作并没有完善混交林的生态效益机制。从生态环境中的碳有机作用和树木营养的角度来讨论了这种植物的生态效益机制。在这项工作中，我们注重对水曲柳、落叶松纯林和混交林的森林和根际土壤进行了比较和试验，为生产单位培育水曲柳落叶松林提供了科学依据。1润性气象及林分现状试验地设置在黑龙江省宁安县江山娇林场63林班,该林场位于长白山区,属低山丘陵地貌,海拔700～800m,属温带湿润性季风气候,无霜期120～140d,年降水量500～600mm,湿润度1.2,年平均气温2～4℃,试验地位于北坡中下部,坡度2°～3°,土壤为草甸暗棕壤,A层厚18cm,B层多石砾,主林层下稀疏散布榆树、槭树,林下草本以宽叶苔草为主.试验地水曲柳纯林、落叶松纯林及其混交林均为南北行向,平行排列,林龄均为21a.各林分状况见表1.2学习方法2.1林下土壤的采集在试验地3个林型中分别设立标准地,在每个标准地内按“×”形均匀设置15个采样点,每个采样点按0～20cm和20～40cm进行林地土壤的分层取样,根际土的采集在各标准地内选择10～15株有代表性的、生长正常的树木(混交林中2树种各选10～15株),用“剥落法”采集.取样时间为1995年7月下旬.2.2土壤有机溶剂提取土壤pH值,用电位测定法,仪器为25型酸度计,分水浸和盐浸(1mol/LKCl浸提)2种;土壤有机质,重铬酸钾氧化?油浴加热法(丘林法)(GB7857—87);(3)土壤有效Ca、Mg、Mn、Fe的测定采用1mol/LNH4OAc浸提?原子吸收光谱法;(4)土壤有效Zn的测定采用0.1mol/LHCl浸提?原子吸收光谱法.3结果与分析3.1树种不同混交对根际环境ph值的影响从表2可以看出,林地土壤水浸、盐浸pH值均表现为水曲柳纯林≈混交林<落叶松纯林,但差异很小.在各林分内,根际土水浸pH值均低于相应的林地土,而根际土盐浸pH值均高于相应的林地土,2树种混交后,各树种根际pH值并无明显变化,说明由于树木根系的吸收或分泌作用,使树木根际环境中活性酸度提高,潜性酸度降低,而各树种在各林分根际土中,水浸、盐浸pH值相差不明显,说明在水曲柳和落叶松2树种的这种能力相差不大,混交并未明显改变树种根际土壤的酸度.3.2林下有机质含量不同林分的土壤有机质的质量分数见表3.表3表明在0～20cm土层中土壤有机质含量以水曲柳纯林最高,混交林居中,落叶松纯林最低,混交林比水曲柳纯林低10.1%,比落叶松纯林高出9.7%,不同林分20～40cm土层内有机质的变化也表现出与0～20cm土层基本相同的规律.说明水曲柳纯林凋落物分解速度较快,归还土壤有机质的速度快;而落叶松纯林由于其凋落物分解的速度慢,土壤有机质含量相对较低;营造混交林可以促进落叶松凋落物的分解,提高土壤有机质的含量.3.3不同林分土壤有效ca和理化ca含量的比较从表4可知,各林分内土壤有效Ca质量分数均呈根际高于0～20cm土层,高于20～40cm土层的规律性分布,在各林分的相同土层及根际土之间,有效Ca相差较小.据资料表明,有效Ca在土壤中的质量分数低于2×10-5即为缺Ca,但从表4看,试验地各林分土壤有效Ca质量分数最低尚在0.5×10-2,远远高于其临界值,所以可以认为试验地有效Ca含量很充足,且在2树种根系活动的作用下根际土有效Ca质量分数高于林地土,有效Ca在试验地2树种营养关系上不重要.表4不同林分土壤有效矿物质营养元素质量分数3.4土壤有效mg质量分数从表4可知,根际土和林地土有效Mg质量分数均表现为水曲柳纯林高于混交林,高于落叶松纯林.在各林分内,根际土高于0～20cm林地土,高于20～40cm林地土,有效Mg质量分数在各林分间差异很小.据资料表明,有效Mg在土壤中的质量分数低于5×10-5,可对某些植物表现不足,但表4表明,试验地各林分土壤有效Mg质量分数最低尚在6.49×10-4,高于临界值10倍多,故可以认为试验地内有效Mg很充足,不对树种间的关系造成影响.3.5不同立地条件对土壤有效zn的影响对表4中有效Zn数据作方差分析表明,各林分土壤有效Zn质量分数按根际土、0～20cm林地土、20～40cm林地土3个水平由高到低分布,且其间差异显著,而各林型相同土层间差异较小.在我国东北地区,土壤有效Zn的生物有效临界质量分数为1×10-6～1.5×10-6,而从表4可见,试验地土壤有效Zn质量分数均高于其临界值,在各树种根际甚至高出10～20倍,表明有效Zn在试验地不对2树种营养关系造成影响.3.6有效fe质量分数从表4可以看到,土壤有效Fe在各林分内表现为根际土低于0～20cm林地土,低于20～40cm林地土,而混交林根际土、林地土有效Fe质量分数低于纯林对应土样,方差分析表明,有效Fe在各林分间及根际土与各土样间差异不显著,表明树木对土壤有效Fe的吸收引起了树木根际微域的有效Fe养分的亏缺,而由于2树种吸收与活化Fe养分能力的不同,造成了2树种根际有效Fe质量分数有些差异.有效Fe的临界质量分数依植物种类而有较大差异,一般认为在5×16-6～25×10-6之间.在试验地,土壤有效Fe质量分数为7.821×10-6～29.408×10-6,其中最低分数值出现在混交林水曲柳根际土壤中,但从混交林树木生长状况看,有效Fe质量分数虽低,却并未成为树木生长的限制因子.3.7混交林时,水曲柳和落叶松生长mn的能力从表4可以看到,土壤有效Mn质量分数在各林分中均表现为根际土高于0～20cm林地土,高于20～40cm林地土,并分别处于3个水平.落叶松纯林根际土有效Mn质量分数最高,而水曲柳纯林根际土最低.混交林中水曲柳有效Mn质量分数较纯林提高48.6%,0～20cm土层较纯林提高46.9%,说明水曲柳与落叶松混交后,有效Mn养分状况得到很大改善.据我国土壤研究所资料表明,土壤有效Mn临界质量分数(1mol/LNH4OAc浸提的代换性Mn)为2×10-6～3×10-6,而据国外资料,土壤有效Mn临界质量分数(1mol/LNH4OAc浸提的代换性Mn)为3×10-6～4×10-6,这样,试验地的有效Mn在各林分20～40cm林地土中的明显偏低,接近或低于了临界值,而在水曲柳纯林根际0～20cm林地土中也接近了临界值,在混交林中,水曲柳根际和0～20cm样地土均较水曲柳纯林有较大提高,高于临界值,说明:①研究地有效Mn不充足;②水曲柳对土壤Mn的活化能力低而落叶松对Mn的活力能力较强;③水曲柳落叶松混交林土壤Mn的营养状况较纯林有较大改善,这无疑是水曲柳落叶松混交林较水曲柳纯林生产力高的原因之一.4混交林对不同林分类型学生生物量的影响(1)土壤水浸、盐浸pH值在不同林分间差异不明显,只是根际土中活性酸度较林地土有所提高,混交对2树种根际土壤酸度无明显影响.(2)由于水曲柳、落叶松凋落物组成的差异,导致各自凋落物的分解速度不同,土壤有机质含量有一定差异,营造混交林可促进落叶松凋落物的分解,提高土壤有机质含量.(3)试验地土壤有效Ca、Mg、Zn、Fe的质量分数均