杉阔异龄复层林对土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的影响

摘要

[目的]研究杉木纯林转化为杉木阔叶树异龄复层混交林(简称杉阔复层林)对土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的影响,为杉木人工林结构优化调控和可持续发展提供理论依据.[方法]以浙江开化不同树种构建的杉阔复层林和杉木纯林为研究对象,分析0～20 cm土层水稳性团聚体(WSA)稳定性以及全土和团聚体有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和镁(Mg)储量的变化.[结果](1)杉阔复层林和杉木纯林＜0.25 mm水稳性团聚体(WSA＜0.25 mm)占比最高;与杉木纯林相比,复层林均显著增加＞5 mm水稳性团聚体(WSA＞5 mm)比例,同时也显著提高土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),降低了团聚体分形维数(D).(2)杉阔复层林和杉木纯林不同粒级团聚体中SOC和TN储量变化趋势一致,均为WSA＞5mm、2～5 mm粒径水稳性团聚体(WSA2～5 mm) ＞0.25～2 mm粒径水稳性团聚体(WSA0.25～2 mm) ＞WSA＜0.25 mm,而不同粒级团聚体中TP和Mg储量差异较小.(3)全土和团聚体有机碳及养分储量主要受＞5 mm粒径团聚体有机碳(SOCA＞5mm)、2～～5 mm粒径团聚体总氮(TNA2～5 mm)含量以及土壤pH的影响;团聚体稳定性主要受WSA＞5 mm、土壤pH以及2～5 mm粒径团聚体有机碳(SOCA2～5 mm)含量的影响.(4)复层林不同伴生树种对团聚体组分、稳定性、土壤有机碳及养分储量有重要影响,主成分分析(PCA)发现,杉木纯林引入紫楠(杉木+紫楠)后显著影响全土和团聚体磷镁储量以及MWD和GMD;杉木纯林引入红茴香(杉木+红茴香)后显著影响全土和团聚体碳氮储量.[结论]杉阔异龄复层林的构建有利于改善杉木纯林土壤理化性质,尤以乔木阔叶树种紫楠和红茴香引入,对杉木纯林土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的改善效果更佳.