落叶松、水曲柳、樟子松和农田土壤指标差异及其综合比较

发布时间：2020-03-08 17:04

【摘要】：东北地区以大森林和大农业为主要特色,主要造林树种落叶松、水曲柳、樟子松及农田对土壤肥力、物理指标、盐碱度、碳截获等的影响差异是本文研究目的。选择秀水林场和帽儿山林场的4种植被类型进行0—60cm分层土壤采样,对根系密度、土壤p H、电导率、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤真菌代谢产物(球囊霉素相关蛋白易提取球囊霉素EEG、总提取球囊霉素TG)、容重、比重、孔隙度、比表面积、SOC、有机碳矿化速率等17个指标进行研究。主要结论如下:植被类型间的差异在不同土层之间表现一致的指标所占比例很大,其中秀水林场13个指标,帽儿山林场全部17个指标。尽管不同地点间土壤差异较大,但也存在树种差异一致性。土壤物理性质(容重、比重、孔隙度、比表面积)维持方面,两个林场均显示水曲柳综合得分最高,说明其具有更好的土壤物理性质维持能力,且多通过土壤容重下降来实现。土壤固碳能力得分最高的也是水曲柳,并且两个研究地点结果类似,主要与其高根系密度有关。综合土壤肥力维持能力(N、P、K及其有效态及真菌代谢产物球囊霉素相关蛋白),不同地点间植被类型差异排序不同。降低土壤盐碱能力(p H和电导率)方面,樟子松得分最高,尽管不同地点不尽一致。不同植被类型对土壤影响尽管不同地点、不同土壤深度多不相同,但总体上存在规律性,特别是土壤物理性质维持和土壤固碳能力方面。进行造林绿化时应该根据造林目的进行树种选择,提升土壤物理性质应该考虑种植更能够维持良好土壤物理性质的树种(如水曲柳、樟子松等),而提升土壤碳截获则要考虑根系密度大的树种(如水曲柳)。相关研究结果对国家重大生态工程(三北防护林、退耕还林)工程生态功能评价以及后续管理、树种选择具有支撑作用。
【图文】：

土壤肥力维持,能力综合,比较分析,水曲柳

http://www．ecologica．cn多高于水曲柳、樟子松的相应值，相应平均值分别高出20%、59．4%、12．7%、26．2%、17．3%。帽儿山林场:土壤肥力维持能力得分最高的树种是水曲柳(27)，得分比较低的树种是落叶松、农田、樟子松(23)(图1)。对比表3(不同树种对土壤肥力的影响)，水曲柳的碱解氮、全氮、速效磷、全磷、速效钾、EEG、TG多高于落叶松、农田、樟子松相应值，相应平均值分别高出56．7%、107%、183%、74．6%、3%、17．8%、11．1%2．5土壤物理性质改良标准化得分相关树种及农田间比较分析综合土壤物理指标来看，两个林场得分比较高的树种均是水曲柳，得分排序基本一致，总得分排序:水曲柳(22)、樟子松(21)、农田(19)、落叶松(18)，因此，水曲柳具有维持更好的土壤物理性质的能力。其中秀水林场:土壤物理指标得分比较高的树种是水曲柳和樟子松(11)，对比表3(不同树种对土壤物理性质的影响)，水曲柳和樟子松的比重、孔隙度多高于落叶松的相应值，相应平均值分别高出24．3%、64．6%，相应的容重低4%。帽儿山林场:土壤物理指标得分最高的树种是水曲柳11，对比表3(不同树种对土壤物理性质的影响)，水曲柳的孔隙度高于土壤物理性质比较差的树种(落叶松、农田、樟子松)的2%，相应的容重低12%。图1种间土壤肥力维持能力综合比较分析Fig．1Inter-speciescomparisononthecomprehensivescoresforsoilfertilitysustainability图2种间土壤物理性质综合比较分析Fig．2Interspeciescomparisononthecomprehensivescoresforsoilphysicalimprovements2．6土壤固碳能力标准化得分相关树种及农田间比较分析综合土壤固碳指标可知(图3)，，两个林场土壤固碳能力最好的树种都是水曲柳(总得分14)，而且得分高低排序一致:水曲柳、落叶松、樟子松、农田，而且不同树种土壤固碳能力

能力综合,固碳,比较分析,土壤

http://www．ecologica．cn图3种间土壤固碳能力综合比较分析Fig．3Interspeciescomparisonsonthecomprehensivescoresofsoilcarbonsequestrationcapacity图4种间降盐碱综合得分的比较分析Fig．4Interspeciescomparisononcomprehensivescoresofsoilsaline－alkalidecliningcapacity3讨论3．1植被类型间差异及其在不同深度上一致性分析:统计检验与意义造林树种与其它作物如草本和农作物不一样，树木根系较深，其具体影响的深度也可能存在树种的差异［20-21］。由于不同学者对土壤研究尺度大小不同，土壤本身不同土层也存在明显差异，难以获得准确的信息，致使同一地区的研究结果常常存在较大差异［22-23］。因此，在采取土壤样品时分土层分析具有十分重要的意义。前期对落叶松的研究发现，土地利用对表层和深层影响差异明显，甚至趋势相反，需要同时考虑表层和深层土壤碳和氮等指标变化［6，10，11，15］。李龙等研究认为不同土层土壤SOC含量与SOC密度均随土层深度的增加而明显下降［23］。本研究也确认土壤深度差异对各种土壤指标的影响，两个地点均表现15个指标存在显著的土壤深度间的差异(图3)。在如此大的土壤层次间差异存在的情况下，植被类型间差异是否可以测定出来?我们的结果也给出了肯定的答案。17个指标中，两个地点均显示出植被类型间差异的指标有一半左右(7—8个指标)，而且有4个指标(根系密度、容重、土壤pH、速效磷)在两个地点均存在显著的植被类型间差异，其中根系密度和容重植被类型间差异在两个地点间排序基本一致，水曲柳根系密度最高，土壤容重最低(表3)。此外，植被间植被类型间差异两个地点一致的还包括EEG、全钾、速效钾、碱解氮、土壤比表面积和有机碳矿化速率等6个指标，这几个指标4种植被类型间基本一致(P?

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