川南馬尾松低效林改造初期土壤有機(jī)碳物理穩(wěn)定性的研究.pdf

1、馬尾松(Pinus massoniana)廣泛分布于我國(guó)亞熱帶地區(qū)，是典型的鄉(xiāng)土針葉樹種，其分布面積位居全國(guó)針葉林面積之首。因馬尾松常分布在低山丘陵以及村民居住地區(qū)，會(huì)頻繁受到人類干擾和破壞，進(jìn)而導(dǎo)致其人工林物種多樣性驟減、生態(tài)功能退化等后果。因此，對(duì)馬尾松低效林進(jìn)行結(jié)構(gòu)及功能的優(yōu)化、恢復(fù)改造勢(shì)在必行。土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性是反映土壤質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。土壤團(tuán)聚體對(duì)土壤中有機(jī)碳起到閉儲(chǔ)、阻隔作用，使土壤有機(jī)碳不易被分解破壞。因此，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)

2、定性決定土壤有機(jī)碳物理穩(wěn)定性。本研究對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)域的馬尾松低效林進(jìn)行兩種模式的改造:一是對(duì)一個(gè)面積約8 hm2的馬尾松低效林地全面皆伐，采用團(tuán)塊狀鑲嵌式混交模式，構(gòu)成亞熱帶常綠闊葉林人工生態(tài)系統(tǒng);二是采用皆伐式不同大小面積林窗干擾，團(tuán)塊狀鑲嵌式改造低效低產(chǎn)人工林地，形成針闊混交林人工生態(tài)系統(tǒng)。通過分析、測(cè)定及對(duì)比試驗(yàn)區(qū)各樣地所采樣品的總孔隙度、田間持水量、土壤容重以及土壤團(tuán)聚體相關(guān)指標(biāo)，篩選出最適合當(dāng)?shù)貭顩r的改造方法。本文通過探討低效林的不

3、同改造方法對(duì)土壤物理性質(zhì)及土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響，在建設(shè)穩(wěn)定高效的生態(tài)經(jīng)濟(jì)型人工林體系方面具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)土壤基礎(chǔ)物理性質(zhì)方面:各改造樣地中土壤總孔隙度為:對(duì)照＞10×10m＞20×20m＞30×30m＞40×40m＞皆伐樣地(P＜0.05)，田間持水量各樣地的關(guān)系與之相同，而土壤容重與之相反。此結(jié)果表明:低效林改造初期，各改造方式均對(duì)原有土壤結(jié)構(gòu)造成了不同程度的影響。與對(duì)照樣地相比，各改造樣地的土壤通氣狀況、

4、土壤持水能力均有所下降，土壤緊實(shí)程度有所升高。
　　(2)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布方面:在時(shí)間尺度上:0-20cm土層＞0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量隨時(shí)間推移呈顯著下降趨勢(shì)(P＜0.05);10×10m、20×20m以及30×30m樣地0-20cm土層＞5mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體呈上升趨勢(shì)(P＜0.05)，且以＞0.25mm粒徑顆粒為主;40×40m和皆伐樣地0-20 cm土層＞5 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體隨時(shí)間變化不大且含量較低，分布特征以＜0.2

5、5 mm粒徑顆粒為主;各樣地20-40 cm土層與0-20cm土層變化規(guī)律相似。在空間尺度上，0-20 cm與20-40 cm土層中＞0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量大小關(guān)系相同:對(duì)照＞10×10m＞20×20m＞30×30m＞40×40m＞皆(P＜0.05)。
　　(3)土壤有機(jī)碳物理穩(wěn)定性方面:10×10m和20×20m樣地的改造方法能有效的提高改造初期樣地的表層土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，30×30m改造法效果不明顯，而40×40m和皆

6、伐改造法樣地表層土壤的穩(wěn)定性逐漸下降。土壤抗蝕能力:在時(shí)間尺度上10×10m與20×20m改造法能有效提高改造初期土壤抗蝕能力;在空間尺度，各樣地土壤0-20cm與20-40cm土層土壤抗蝕能力變化規(guī)律一致，即:對(duì)照＞10×10m＞20×20m＞30×30m＞40×40m＞皆。土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞率:10×10m樣地的改造方法能有效的降低改造初期表層土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞率，提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)性，從而提高土壤有機(jī)碳的物理穩(wěn)定性，而其

7、余改造法不能有效降低土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞率，土壤在侵蝕作用下易受到破壞。各改造樣地中土壤各粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)含量隨時(shí)間推移正在逐漸積累和恢復(fù)，其中10×10m、20×20m樣地中＞5mm、5-2mm、2-1mm粒級(jí)團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)含量增幅教其他樣地大，而40×40m和皆伐樣地中＜0.25mm粒級(jí)團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)含量增幅比其他樣地大。由于改造整地初期對(duì)當(dāng)?shù)赝寥劳馏w的結(jié)構(gòu)以及養(yǎng)分含量造成了極大的影響，各粒級(jí)團(tuán)聚體中有機(jī)質(zhì)含量顯著降低，就恢復(fù)程度而言:1

8、0×10m和20×20m樣地的改造方法能有效的提高改造初期樣地的表層土壤有機(jī)碳物理穩(wěn)定性，恢復(fù)程度較好;30×30m改造法效果不明顯;40×40m和皆伐改造法樣地表層土壤有機(jī)碳的物理穩(wěn)定性逐漸下降，恢復(fù)程度較差。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性:在時(shí)間尺度上10×10m與20×20m改造法能有效提高改造初期土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性;在空間尺度，各樣地土壤中0-20cm與20-40cm土層土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性規(guī)律一致，即:對(duì)照＞10×10m＞20×20m＞30×30

9、m＞40×40m＞皆。10×10m和20×20m樣地的改造方法能有效的降低改造初期樣地的表層土壤可蝕性，提高土壤有機(jī)質(zhì)物理穩(wěn)定性，30×30m、40×40m和皆伐改造法不能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)物理穩(wěn)定性，土壤有機(jī)碳易被破壞。
　　(4)相關(guān)性分析:0-20cm與20-40cm土層中＞0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量與MWD值呈極顯著正相關(guān)，＞0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量與K值、SD值呈極顯著負(fù)相關(guān)。
　　綜上所述:10×1