抚育措施对降香黄檀与檀香混交林土壤养分状况及呼吸的影响

摘要

珍贵树种在国内乃至世界上一直是人们关注的焦点，在目前这种珍贵树种用材短缺的市场大环境下，人工进行珍贵树种资源培育已成为必然趋势也具有重大意义。传统抚育营林措施在我国林业发展中占据了极其重要的地位，也表现出良好营林效果，一套完善的珍贵树种抚育措施也必然可以从传统的林业抚育措施中取得理论指导和经验借鉴，然具体的效果仍有待实践证明。为深入探索适合珍贵树种培育的抚育措施，本文选择南方地区大力推广种植的降香黄檀与檀香混交人工林进行铲草施肥抚育试验，设置CK(对照)、铲草、施肥、铲草+施肥(铲施)4个处理，研究混交林土壤速效养分含量变化、土壤氮素过程(净矿化、净硝化、净铵化、净淋溶)，土壤呼吸及异养呼吸对铲草施肥抚育措施的响应等，以期初步选择出降香黄檀与檀香混交林的有效抚育措施，为珍贵树种完整抚育体系的建立提供实践参考和理论指导，试验主要研究结果如下: (1)土壤速效养分含量受季节和抚育措施变化影响显著，各处理铵态氮和硝态氮含量均在秋、冬季节出现峰值;全年土壤铵态氮含量铲草、施肥、铲施较CK分别增加16.87％、8.17％、20.25％;土壤硝态氮含量铲草、铲施较CK分别增加12.69％、21.45％，施肥较CK减少1.81％;土壤有效磷含量铲施、施肥较CK分别增加50.63％、19.58％，铲草较CK减少2.53％;土壤速效钾含量铲草、施肥、铲施较CK分别增加117.18％、57.91％、142.54％。铲草施肥抚育措施提升了土壤pH值，增强了土壤酸碱缓冲性能，减缓土壤pH的季节性波动，土壤pH平均较CK提高了0.15。 (2)CK、铲草、施肥、铲施四个处理O～10cm土层在春、秋季有最大氮净矿化速率，其均值为18.92mg·kg-1·month-1、18.13mg·kg-1·month-1;同时，四个处理0~10cm土层在春、秋季有最大硝化速率，其值为20.35mg·kgtmonth-1、18.85mg·kg-1month-1;夏、冬季有最大铵化速率，其均值为0.22mg·kg-1·month-1、0.26mg·kg小month-1;秋季的氮素淋溶最为严重，其均值为15.98mg·kg-1·month-1，全年最大淋溶值为86.69mg·kg-1。铲草、施肥、铲施都一定程度上抑制了土壤氮的净矿化和硝化速率，铲草、施肥、铲施处理的年氮矿化量分别下降了26.27％、16.07％、6.29％，年氮硝化量分别下降17.10％、16.58％、1.42％，同时也抑制了土壤铵态氮的累积。铲草、施肥、铲施处理的全年氮素淋溶量依次减少25.24％、8.65％、6.09％。相对于铲草、施肥、铲施抚育措施，季节因素对土壤氮素过程的影响更为显著。铲草、施肥、铲施不同程度地抑制了土壤氮素的矿化、铵化和硝化过程，同时减少土壤氮素的淋溶损失量，有利于土壤肥力的保存和氮素的累积，缓解因氮素淋溶造成的环境污染。 (3)土壤呼吸速率月动态变化特征明显，不同月份土壤呼吸速率差异显著，处理间呼吸速率低峰期无显著性差异，呼吸高峰期差异显著。CK处理土壤呼吸速率变化范围为2.09-7.89μmol·m-2·s-1，铲草处理土壤呼吸速率变化范围为2.80-10.24μmol·m-2·s-1，施肥处理土壤呼吸速率变化范围为2.81-8.07μmol·m-2·s-1，铲施处理土壤呼吸速率变化范围为2.89-10.50μmol·m-2·S-1，异养呼吸速率变化范围1.55-5.79μmol·m-2·s-1，各处理年平均呼吸速率较CK分别高出19.02％、8.79％、39.26％。土壤呼吸温度敏感系数分别为CK(1.71)、铲草(1.73)、施肥(1.79)、铲施(2.03)，土壤异养呼吸温度敏感系数为1.94。CK、铲草、施肥、铲施和异养土壤呼吸年通量为19.98，21.27，20.91，24.96和13.81t C·hm-2·a-1，各处理呼吸年通量较CK分别增加6.46％、4.65％和24.92％。