不同育林法对林地土壤肥力的影响

不同育林法对林地土壤肥力的影响

杉木保宽系指杉木林在主要采伐后的区域不经山脉，而经处理的残留物被移除了，少的是稀释的杉木，留下发芽的阔叶树种和入侵树种，并与人工和自然混合。作为一种育林方法,是针对杉木林区传统的育林方法,即炼山、全面或带状整地、密植纯林而提出的。其目的在于防止地力衰退,使杉木林地可持续发展。该法经过10a的土壤定位取样分析,已初步取得林地土壤有机质、全氮量增加的试验结果。为进一步了解林地土壤养分变化的机制,采用林地凋落物层形态调查和室内堆腐实验相结合的方法,观察栽杉保阔林分中凋落物层性状和分解速率,并与传统育林法相比较。1试验面积的总结1.1生态气候条件武功山林场地处东经114°28′,北纬27°16′～27°34′。年平均气温17.7℃,年均降雨量1638.3mm。地形属武功山系南麓低山区,土壤为千枚岩上发育的山地黄壤。主伐前原林分为残败落叶与常绿阔叶树混交,并夹杂少量多代萌生杉木的次生林。1.2杉木营造林1985年皆伐后,于1986年春营造杉木林146.6hm2,其中栽杉保阔法(A区)造13.3hm2。传统育林法(B区)造林133.3hm2。A区——不炼山,采伐残留物带状堆积腐烂,带宽1m,带高0.5m。在带间小穴状(0.8m×0.8m×0.4m)局部整地,穴间距离为2m×3m,稀植杉木苗,初植密度为1660株/hm2,幼林抚育时,保留萌生和侵入树种促成人工与天然混交。B区——全面炼山,带状整地,带宽1m,带距2m,植苗株行距为1.5m×2m,初植密度为3330株/hm2,幼林抚育时去除草灌和外来树种,保持纯林状态。1995年林分调查时,A区林分平均树高9.8m(杂阔9.4m)、平均胸径12.5cm(杂阔11cm),B区林分平均树高9.6m,平均胸径12.5cm。2学习方法2.1森林凋落物特性的研究参照文献中所制定的方法调查、记录。2.2回收室的灰烬实验2.2.1测定样本方3分别在A区和B区,随机设立30cm×30cm小样方30个。按未分解层(L层)、半分解层(F层)和全分解层(H层)分层收集样方中全部凋落物。2.2.2不同温度对堆腐的影响将野外取回的样品,分别称重,取样烘干,测定含水率。在直径为25cm的培养皿底部铺放一层石英砂砾,在其上覆盖一块塑料网纱。然后,将已称重的样品,按野外自然层次,置于培养皿的网纱之上,进行堆腐,并设空白对照培养皿,各重复三次。分别在室温、25℃恒温和30℃恒温三种温度条件下堆腐。每日用定量蒸馏水喷淋堆腐样品,维持湿润状态。每隔15天用蒸馏水对每一样品反复淋洗3次,将淋洗液存于三角瓶中,备化学分析用。2.2.3ph值、酸度和总酸度采用过硫酸盐氧化法测定全氮与全磷;原子吸收光谱法测定钾、钙、镁;复合电极、电位法测定pH值;酸碱中和滴定法测定总酸度;重量法直接测定有机质。3结果分析3.1凋落物层的厚度和重量由于“栽杉保阔”林分树种组成发生了改变,增加了萌发阔叶树和其他侵入树种,则A区变为阔叶-杉木混交林,B区仍为杉木纯林,所以林分中凋落物结构和性状有一定的差异(表1)。从表1可以看出,A区和B区林分凋落物层都具有L、F和H三个明显的层次,都属于典型的山地凋落腐殖物类型。A区凋落物层总厚度为8.5cm,总重量为5.23t/hm2;B区凋落物层总厚度为12.0cm,重量为3.95t/hm2。A区L、F、H三个亚层在重量上的比例分别为35.30%,48.53%和16.17%;B区分别为49.89%,41.59%和8.52%。如果按三个亚层在厚度上的比例计算,则前者分别为47.06%,29.41%和23.52%;后者分别为58.33%,33.33%和8.33%,其差别十分明显。A区林分中,凋落物层的F和H亚层占有较大比例,B区凋落物层中,则以L亚层为主,F亚层次之,H亚层仅占极小比例。两种林分的凋落物层在三个亚层的层次过渡上,也存在着明显差异,A区的H亚层与矿质土层之间的过渡是逐渐的,故不明显,而B区的H亚层则明显可见。将两种林分凋落物层性状的定性和定量指标代入“生态系统腐殖质的分类”体系的检索表中可以查出,前者的凋落物层属于针阔混合的山地软腐殖物,后者的凋落物层属于高木质含量的山地粗腐殖物。3.2林下凋落物分解速度快林地凋落物层既是森林生态系统中有效养分的储存库,又是系统中腐屑食物链的链环。因此,林地凋落物分解的快慢,直接影响到森林生态系统养分循环的速率,从而影响到林木的生长。凋落物室内堆腐的模拟实验,表明两种林分在有机质和营养元素的矿化量及矿化速率等方面存在着差异。3.2.1堆腐对凋落物淋洗液酸度的影响在室温、25℃恒温、30℃恒温三种条件下堆腐凋落物淋洗液的pH值和总酸度见表2。表2的数据反映出,两类凋落物堆腐淋洗液pH和总酸度的绝对数值相差不大,但随堆腐时间的延长,两类凋落物淋洗液的酸碱度仍表现出不同的变化趋势。A区凋落物的淋洗液,随堆腐天数的增加,pH值呈上升趋势;总酸度在堆腐初期略有上升,然后下降。B区凋落物堆腐淋洗液pH值则先上升而后下降;总酸度随时间推移一直在上升。表2还表明,不同温度条件对凋落物淋洗液的酸碱度无大影响。这一试验结果似乎可以说明,纯针叶性的凋落物在分解过程中,可使林地凋落物层和林地土壤向酸性化的方向发展;而针叶凋落物加入阔叶成分后,在分解过程中则可以降低凋落物层和土壤的酸性。3.2.2不同温度条件对凋落物营养元素释放的影响表3为在室温、25℃、30℃三种温度条件下堆腐凋落物的有机质和营养元素的释放量测定结果,可以看出,不论在何种温度条件下,杉阔混合凋落物有机质和主要营养元素的释放量明显大于纯杉木凋落物,且两种性质凋落物在主要营养元素释放量的大小顺序上相同,均为钙>氮>钾>镁>磷。堆腐凋落物中有机质的释放量与温度成正比关系,不论何种性质的凋落物,有机质的释放量都随温度的升高而增加。然而主要营养元素的释放量与不同的温度条件之间都无明显的相关。三种温度条件相比,在25℃的条件下,凋落物营养元素的释放量最大。无论在何种温度条件下,杉阔混合凋落物中有机质和主要营养元素的释放速率大于纯杉木凋落物(表4)。以室温条件下的堆腐实验结果为例,A区与B区有