冀北山区华北落叶松人工林土壤酸碱度与养分含量的变化

摘要

华北落叶松是冀北山区的主要造林树种，华北落叶松人工林在木材生产、防风固沙、涵养水源、保持水土等方面发挥着重要的作用。冀北山地土壤理化性质的变化将会直接影响到该地区人工林的经营状况及木材产量。近年来，一些学者通过定位观测发现，一些地区部分树种的人工林存在明显的土壤酸化和地力下降的趋势。森林对土壤的影响与当地的气候及地形等生态因素密切相关。冀北山地华北落叶松林的土壤性质是否也存在明显的酸化及肥力下降的问题目前尚缺乏系统的研究。本研究以塞罕坝林区不同林龄阶段的天然杨桦次生林（10年、20年、30年、40年）及华北落叶松人工林（10年、20年、30年、40年、二代10年）作为研究对象，分析并比较两种不同林分类型、不同林分年龄之间土壤pH值、阳离子交换量、盐基饱和度、土壤有机质含量及土壤中主要养分元素的含量的区别及演变规律。森林植物凋落物的分解过程与林地土壤养分关系密切，本研究比较了华北落叶松及其主要伴生植物凋落物的分解对土壤pH值、有机质及各种养分含量的影响。主要得到如下结论:
　　(1)林地土壤pH值低于无林地;林地土壤阳离子交换量、交换性盐基总量、盐基饱和度、土壤有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、全氮含量及全钾含量均高于无林地;林地土壤全磷含量略高于荒地，但相差不大;林地土壤速效钾含量与荒地相差不大。
　　(2)两种林分相比，土壤速效磷含量、全氮含量及全钾含量表现为杨桦天然次生林高于落叶松人工林;土壤全磷含量落叶松人工林略高于天然杨桦次生林，但差别不大;土壤碱解氮含量10年生及20年生杨桦次生林高于相同林龄的落叶松人工林，30年生及40年生两种林分差别不大;土壤速效钾含量10年生杨桦林明显高于10年生落叶松林，20、30、40年生两种林分差异不大;其余各指标两种林分差别不大。
　　(3)塞罕坝林区主要为弱酸性土壤，土壤pH值介于6.00～6.58之间;林地土壤pH值低于无林地，华北落叶松人工林土壤pH值略高于天然杨桦次生林;华北落叶松人工林林地土壤pH值随着林龄的增加总体呈下降的趋势;土壤pH值随土层深度的加深而上升;土壤阳离子交换量随土层深度的增加而降低，而与年龄没有明显的相关关系;土壤盐基饱和度与林龄与土层深度都没有明显的相关关系。该地区土壤盐基饱和度较高，酸化缓冲能力较强，但土壤pH值依然有所下降，该地区华北落叶松人工林存在土壤酸化的现象，在森林经营管理过程中应采取相应的措施加以控制，避免土壤继续酸化。
　　(4)随着林龄的增加，华北落叶松人工林0～50cm土壤有机质含量先上升后下降，天然杨桦次生林无明显变化趋势;落叶松人工林土壤碱解氮、速效磷含量均大致呈递增趋势，速效钾含量呈下降趋势;杨桦天然次生林几种林龄土壤速效氮含量基本持平，速效磷含量没有表现出明显变化规律;土壤速效钾含量随林龄的增长表现出明显的下降趋势;随着林龄的增长，落叶松人工林土壤全氮含量大致呈增加的趋势，全磷含量无明显变化趋势，全钾含量呈下降趋势;天然杨桦次生林随林龄的增长土壤全氮、全磷含量无明显变化，全钾含量下降。
　　(5)大体上来看，塞罕坝地区土壤主要处于中等肥力水平。然而，根据全国及华北地区土壤质量衡量标准，该地区土壤中氮、磷两种元素的含量较为匮乏，在森林的经营过程中应引起注意。
　　(6)落叶松二代林土壤化学性质各指标除速效磷外，其余均明显低于一代林。具体表现为，落叶松二代10年生人工林0～50cm土壤pH值较一代10年生林下降0.23个单位，阳离子交换量下降44.43％，盐基饱和度下降9.59％，土壤有机质含量下降24.01％，土壤碱解氮含量下降20.27％，土壤速效磷含量上升8.09％，土壤速效钾含量下降28.88％，土壤全氮含量下降28.57％，全磷含量下降9.09％，速效钾含量下降16.76％。二代林土壤目前处于中等肥力水平，但相比一代林，下降趋势明显，因而在森林的经营管理过程中，应采取科学合理的措施，抑制土壤肥力的继续衰退。
　　(7)草本、灌木植物凋落物分解对土壤化学性质有较大影响，针叶凋落物分解对土壤化学性质影响较小。另外，降水的淋溶作用对凋落物中养分的释放影响很小。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 人工林地力衰退研究进展

1．2．2 凋落物分解研究进展

2 研究区域概况

2．1 自然概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气候状况

2．1．4 水文状况

2．1．5 土壤概况

2．2 森林资源概况

3 研究内容及方法

3．1 研究内容

3．1．1 华北落叶松人工林林下土壤酸化程度的研究

3．1．2 华北落叶松人工林林下土壤养分含量变化的研究

3．1．3 华北落叶松及主要伴生植物凋落物分解对土壤化学性质的影响

3．2 研究方法

3．2．1 土壤样本的采集与处理

3．2．2 凋落物的采集与控制实验

3．2．3 凋落物浸提液的植被

3．2．4 土壤化学性质的测定

3．3 技术路线

4 结果与分析

4．1 不同林龄华北落叶松人工林土壤的酸碱性以及阳离子交换性能

4．1．1 华北落叶松人工林及天然杨桦次生林土壤酸碱度

4．1．2 不同林分不同林龄土壤阳离子交换量

4．1．3 不同林分不同林龄土壤盐基饱和度

4．2 华北落叶松人工林土壤肥力的变化

4．2．1 土壤有机质含量的比较

4．2．2 土壤碱解氮含量的比较

4．2．3 土壤速效磷含量的比较

4．2．4 土壤速效钾含量的比较

4．2．5 土壤全氮含量的比较

4．2．6 土壤全磷含量的比较

4．2．7 土壤全钾含量的比较

4．3 凋落物对土壤化学性质的影响

4．3．1 凋落物对土壤pH值的影响

4．3．2 凋落物分解对土壤有机质含量的影响

4．3．3 凋落物分解对土壤碱解氮含量的影响

4．3．4 不同凋落物分解对土壤速效磷含量的影响

4．3．5 不同凋落物分解对土壤速效钾含量的影响

4．3．6 不同凋落物分解对土壤全氮含量的影响

4．3．7 不同凋落物分解对土壤全磷含量的影响

4．3．8 不同凋落物分解对土壤全钾含量的影响

4．4 不同植物凋落物浸提液化学性质

5 小结

参考文献

在读期间发表的论文

作者简介

致谢

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