马尾松低效林改造对土壤理化性质与林分生物量的影响

本为通过对马尾松低效林改造20 a后林地土壤理化性质的研究,并用收获法测定了林分生物量,揭示不同改造处理、不同改造年限植被与土壤互动过程,评价不同改造处理对土壤养分、林分生物量、土壤侵蚀的影响,为低效林分改造及生态恢复提供理论依据。研究结果表明: （1）马尾松低效林不同改造年限（3a与20a）土壤物理性质变化的研究结果与不同改造年限（6a与20a）土壤养分变化的研究结果均表明:以土壤表层（0～20cm）为例,改造后的初期几年土壤改良效益比较明显,土壤物理特性和养分都有明显好转,随着改造年限的推延,土壤理化性质相对改造后的初期几年变化不显著,有的理化指标甚至出现下降趋势,可能是林分自肥作用受到限制与人为干扰的结果。 （2）不同处理（处理Ⅰ:马尾松-低密度-施肥;处理Ⅱ:马尾松-高密度-无肥;处理Ⅲ:湿地松-低密度-无肥;处理Ⅳ:湿地松-高密度-施肥;对照）在0～20 cm土层,对照对土壤理化属性的改善作用明显好于处理Ⅰ和处理Ⅱ,处理Ⅰ和处理Ⅱ间无显著性差异,处理Ⅲ与处理Ⅳ间也无显著差异,但是处理Ⅲ与处理Ⅳ两者明显好于处理Ⅰ和处理Ⅱ;而在20～60 cm土层,不同处理对土壤理化性质各指标的影响差异不显著。 （3）同一处理不同土层（上层:0～20 cm,下层:20～60 cm）的土壤容重、孔隙状况与持水状况,改造林地和对照林地的上下土层变化趋势一致,都表现为上层土壤容重小于下层,上层的孔隙度大于下层,上层土壤持水状况好于下层;此外,土壤养分在土壤剖面的分布也具有明显的层次性,表层的养分状况明显好于下层。说明植被在恢复过程中降低土壤容重、增加土壤孔隙度与持水性能,增加土壤肥力等方面的作用以表层较为明显,具有一定的表聚性。 （4）不同处理的现实林分乔木密度有差异,在2150～4350株/hm2之间。且随着乔木密度的增大,呈现的基本规律是:枝下高和郁闭度的值也增大,分别在6.41～7.82 m之间与0.55～0.80之间波动,但其平均树高、平均胸径、冠幅逐渐减小,分别在9.98～11.72 m、7.77～10.26 cm与1.94～2.26 m之间。另外,不同密度的林分乔木生物量差异很大,乔木层林分生物量在112.67～170.56 t/hm2之间,其中处理Ⅳ乔木密度为3950株/hm2,乔木层生物量最大,为170.56 t/hm2,说明并非初植乔木密度越大,其生物量越大。 （5）不同处理对乔木层、灌木层、草本层、枯落物层生物量以及群落生物量都有极显著的影响（P＜0.01）。就群落生物量和乔木层生物量来说,均是处理Ⅳ最大,分别为184.14 t/hm2、170.56t/hm2,显著大于其他处理,处理Ⅲ次之;从灌木层生物量和草本层生物量来看,均是对照林分的较大,分别为10.54 t/hm2、1.50 t/hm2,且显著大于其他。另外,同一处理的不同林分层次均是乔木层生物量所占比例最大,在87.95%～92.63%之间,对马尾松水保林来说,乔木层生物量比例较大,因为乔木密度过大,势必会抑制林下植被的生长,达不到各层有效截留降水的效果。 （6）根据林下植被与影响因子相关分析,林下植被生物量与土壤非毛管孔隙度、毛管持水量、土壤有机质、速效钾呈显著正相关;与土壤容重、林分郁闭度呈显著负相关;而与其他影响因子之间的相关性不显著。 （7）林分改造对于林地侵蚀有很大的影响,通过改变地表植被状况、土壤物理特性和养分状况,土壤侵蚀模数显著下降,改造后林分在一定时间内的侵蚀模数大大降低。不同处理下产生的土壤侵蚀量也存在着明显的差别:对照林地土壤侵蚀模数最小,为6.68 t/kmz,处理Ⅲ和处理Ⅳ较小,分别为8.52 t/km2、8.93 t/km2,处理Ⅰ和处理Ⅱ较大,分别为15.43 t/km2、16.78 t/km2。 （8）选择土壤侵蚀量与各影响因子进行相关性分析。土壤侵蚀模数与土壤容重呈极显著正相关（P＜0.01）;与土壤田间持水量、土壤有机质、全氮、水解氮、植被总盖度、林下植被生物量呈显著负相关（P＜0.05）;与土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量、土壤速效K均呈极显著负相关（P＜0.01）;而与其他所选因子相关性不显著。