石门国家森林公园典型杉木林土壤理化特性分析

莫志安1,赖武婷2,李俊杰1,连人豪1,胡彩丽1,张慧琳2,袁富坚2

(1.广州市石门国家森林公园管理中心,广东 广州 510976;2.广州碳汇林业有限公司,广东 广州 510650)

摘 要:【目的】提高石门国家森林公园杉木林地生产力,满足杉木大径材生长及森林多目标经营需求,测定其土壤养分含量,为平衡施肥提供参考。【方法】通过对其土壤理化性质进行测评,测算调查区杉木大径材土壤养分需求量。【结果】调查区土壤pH值介于4.60~4.87之间,土壤容重≤1.35 g/cm3,总孔隙度在30.46%~50.25%之间。土壤有机质和氮素含量均在三级及以上标准;磷素含量在五级及以下标准;钾素含量在四级及以下标准。相关分析结果显示,调查区0~20 cm土层土壤容重与20~40、40~60 cm土层存在显著差异,0~20 cm土层土壤总孔隙度与40~60 cm土层存在显著差异,土壤pH值与有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾极显著负相关,土壤有机质与全氮和有效氮、磷、钾呈极显著正相关,而全氮与碱解氮之间同样呈极显著正相关关系。【结论】石门国家森林公园各工区土壤容重和总孔隙度在0~20、20~40、40~60 cm土层间差异不显著,水平层次特性一致,属酸性土壤,土壤有机质、氮元素含量较为丰富,土壤磷、钾元素含量低,平衡施肥考虑选用磷肥、钾肥或者磷、钾复混肥等进行追肥。

关键词:杉木;大径材;土壤养分;理化特性;相关性

【研究意义】森林公园是以森林自然环境为依托,具有优美的环境和科学教育、游览休闲价值的地域,经科学保护和适度建设,为人们提供旅游、观光、休闲和科学文化活动的特定场所[1]。近年来,随着国有林场业务的转型,越来越多的国有林场向森林公园方向建设发展。以森林公园为依托,研究热点主要集中在森林旅游资源、森林康养旅游、游客体验与需求等方面[2]。据世界卫生组织健康状况调查显示,全球范围内符合真正健康标准的人仅占5%,而在非健康状态人群中,经医院诊断患各种疾病的占20%,处于亚健康状态占75%[3]。森林康养作为辅助亚健康治疗的一种重要方式,越来越受到人们的青睐[4]。有研究表明,针叶树种叶片中植物精气的相对含量较高,如杉木针叶中重要精气单萜烯含量可达81.84%[5],是当前森林康养中的重要林分类型。石门国家森林公园位于广东省广州市,拥有典型的南亚热带杉木纯林和混交林,但长期以来受人为活动干扰较大,林地土壤肥力质量下降,导致林分质量下降等问题,影响了杉木康养林功能发挥。土壤肥力评价能够揭示土壤利用和功能有关的内在属性之间的异同,科学确定森林土壤肥力指标并进行肥力质量评价,对立地生产力和多目标森林经营的研究有着重要意义[6-7]。研究杉木林土壤肥力及其理化特性是实现杉木林分生态效能的重要方面。【前人研究进展】当前我国对南亚热带杉木土壤理化性质的研究大多集中在不同林龄、不同林分密度或不同林分结构间土壤养分对比[8-10],对杉木施肥的研究主要在杉木苗期阶段[11-12],有专门针对林木或杉木人工林的施肥研究[13-15],但均未提出有针对性的测土施肥的方法。【本研究切入点】由于土壤质量与土壤的物理、化学性质特性紧密相关[16],本研究重点对石门国家森林公园典型杉木林土壤理化性质进行系统测评,根据现有土壤养分含量测算杉木施肥用量。【拟解决的关键问题】通过测土施肥,探索适宜石门国家森林公园杉木林的施肥配方,解决石门国家森林公园杉木林的土壤肥力质量下降、林分质量下降等问题,同时也为南亚热带森林公园杉木林经营的地力维护研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查地概况

调查区位于广东省广州市石门国家森林公园(23°36′~ 23°39′N,113°46′~ 113°49′E),北回归线北侧,属南亚热带湿润季风气候区,年平均气温21 ℃,极端高温39.2 ℃,极端低温为-1.5 ℃,年平均降雨量在2 100 mm以上,主要降水季节集中在5—8月份,相对湿度在80%以上。土壤以赤红壤为主,土层深厚,利于各种植物生长。

1.2 标准地设定与土壤取样

根据杉木林分分布与生长情况,选择有代表性的3个工区共计6个小班的杉木林分中设置标准地,具体为:石灶工区10、11、12、23小班,白茫潭工区22小班,塘仔工区3小班,每个小班布设3个标准地(白茫潭工区22小班因面积过小、地形狭长,只设了一个标准地),标准地大小为400 m2,在每个标准地对角线位置的上、中、下位置分别设土壤取样点。每个样点分别在0~20、20~40、40~60 cm土层取样,采用多点取样,同层次混合,取土壤各层次混合样品,风干,除石砾、植物根系及碎屑,经2.000、0.149 mm土壤筛筛选后储于密封的塑料自封袋中,随后用于土壤化学性质测定(pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾等)。 采用环刀在垂直剖面的 0~20、20~40、40~60 cm 土层自上而下逐层从中心典型部位取土样,分别用密封袋装起来,并贴上标签,带回实验室,测定其物理性质,包括土壤容重、总孔隙度等。

1.3 土壤理化性质测定方法

土壤pH值采用电位法测定,容重、孔隙度采用环刀法测定,有机质采用重铬酸钾氧化—外加热法测定,全氮采用凯氏法测定,全磷采用硫酸—高氯酸酸溶钼锑抗比色法测定,全钾采用火焰光度法测定,水解性氮采用碱解—扩散法测定,有效磷采用盐酸—硫酸浸提法测定,速效钾采用1mol/L乙酸铵浸提—火焰光度法测定[17]

试验数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS 26.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 杉木林土壤物理性质测评

从表1可以看出,调查区各工区各小班土壤容重和总孔隙度在A层(土壤垂直剖面的0~20 cm)、B层(土壤垂直剖面的20~40 cm)、C层(土壤垂直剖面的40~60 cm)间差异不显著,表明调查区杉木林土壤容重和总孔隙度水平层次特性较为一致。但从土层层间看,土壤容重从A层到C层大体呈递增的趋势,总孔隙度从A层到C层呈递减趋势,说明土壤越往下越紧实。土层A与B、C的容重存在显著差异,土层B与C的容重差异不显著。另外,土层A与C的总孔隙度存在显著差异,土层B与A、C的总孔隙度差异不显著。

2.2 杉木林土壤化学性质分析

调查区土壤化学性质分析结果见表2,调查区内的土壤多是坡积物母质发育形成的赤红壤。调查结果显示,所有土壤均属于酸性,pH值介于4.60(石灶12小班)~4.87(塘仔3小班)间,塘仔3小班与石灶10、12、23小班之间存在显著差异,其他各小班之间差异不大。而调查区内各小班土壤有机质平均含量在25.83~55.32 g/kg之间,塘仔3小班与石灶12小班有机质含量存在显著差异,其他各小班之间差异不大。另外,调查区内各小班土壤全氮平均含量在1.09~2.09 g/kg之间,塘仔3小班与石灶12小班全氮含量存在显著差异,其他各小班之间差异不大。各林地类型土壤碱解氮平均含量在93.42~174.98 mg/kg之间,塘仔3小班与石灶11、12小班的碱解氮含量存在显著差异,其他各小班之间差异不大。各小班碱解氮含量与全氮含量情况基本一致。此外,调查区内各小班土壤全磷平均含量介于0.08~0.32 g/kg之间,石灶10小班最大,白茫潭22小班最小,最大值是最小值的4倍,白茫潭22小班全磷含量与石灶10、11、23小班以及塘仔3小班存在显著差异;石灶12小班与石灶10小班以及塘仔3小班存在显著差异。各小班土壤有效磷平均含量在0.32~1.29 mg/kg之间,石灶12小班有效磷含量与石灶10、11小班以及塘仔3小班存在显著差异。在钾含量方面,调查区内各小班土壤全钾平均含量在5.49~13.45 g/kg之间,石灶10小班全钾含量与石灶12、23小班以及白芒潭22小班、塘仔3小班都存在显著差异;塘仔3小班全钾含量与石灶各小班均存在显著差异;白芒潭22小班全钾含量与石灶各小班均存在显著差异。各小班土壤速效钾平均含量在19.54~79.50 mg/kg之间,白茫潭22小班速效钾含量与其他小班存在显著差异;石灶10小班与12小班也存在显著差异。

表1 不同工区小班土壤物理性质
Table 1 Soil physical properties of sub-compartments in different work areas

注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters after the data in the same column represent significant differences.

总孔隙度Total porosity(%)0~20 cm 石灶 10 1.09±0.11b 43.13±12.35a 11 1.02±0.11b 50.25±8.92a 12 0.98±0.08b 42.28±10.42a 23 1.00±0.05b 48.37±9.87a白茫潭 22 1.11±0.13b 45.14±15.61a塘仔 3 1.12±0.15b 46.36±13.83a 20~40 cm 石灶 10 1.32±0.06a 34.70±13.27ab 11 1.23±0.09a 34.93±14.91ab 12 1.13±0.15a 48.52±12.13ab 23 1.29±0.07a 41.35±14.46ab白茫潭 22 1.14±0.08a 42.66±14.64ab塘仔 3 1.30±0.10a 39.66±15.13ab 40~60 cm 石灶 10 1.35±0.08a 34.97±13.58b 11 1.32±0.08a 30.46±12.17b 12 1.15±0.15a 45.11±16.50b 23 1.33±0.07a 32.76±8.25b白茫潭 22 1.19±0.05a 33.61±25.23b塘仔 3 1.31±0.12a 34.91±12.34b土层Soil layer工区Work area小班Sub-compartment容重Bulk density(g/cm3)

表2 不同工区小班土壤化学性质
Table 2 Soil chemical properties of sub-compartments in different work areas

注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters after the date in the same column represent significant differences.

速效钾Available potassium(g/kg)石灶Shizao工区Work area小班Subcompartment pH值pH value有机质Organic matter(g/kg)全氮Total nitrogen(g/kg)全磷Total phosphorus(g/kg)全钾Total potassium(g/kg)碱解氮Alkali hydrolyzed nitrogen(g/kg)有效磷Available phosphorus(g/kg)10 4.63±0.20b 34.44±21.35ab 1.36±0.66ab 0.32±0.16a 5.49±0.96c 120.61±56.83ab 0.49±0.64b 19.54±10.06c 11 4.73±0.23ab 45.95±28.90ab 1.79±0.94ab 0.27±0.15ab 6.88±1.28bc 159.88±73.43a 0.49±0.60b 33.96±20.70bc 12 4.59±0.19b 55.32±36.99a 2.09±1.11a 0.18±0.01bc 8.25±0.95b 174.98±81.47a 1.29±1.20a 40.73±24.94b 23 4.60±0.24b 43.41±30.50ab 1.68±0.98ab 0.25±0.13ab 8.24±1.37b 145.63±80.44ab 0.83±0.94ab 28.98±16.80bc白茫潭Baimangtan 22 4.64±0.09ab 28.77±13.26ab 1.36±0.42ab 0.08±0.03c 13.45±0.55a 113.06±37.80ab 0.32±0.33ab 79.50±11.40a塘仔Tangzai 3 4.87±0.32a 25.83±7.32b 1.09±0.23b 0.31±0.06a 11.84±2.51a 93.42±21.16b 0.46±0.36b 25.78±10.20bc

2.3 杉木林土壤养分含量分级

土壤养分含量分级情况见表3。将调查区土壤养分含量与全国第二次土壤普查养分分级标准进行对比,以确定调查区土壤养分肥缺状况。比对结果表明,调查区内各林地类型土壤有机质平均值均在三级及以上标准,含量中等偏上,石灶的11、12、23小班有机质含量均达到一级标准,土壤有机质含量较为丰富。而调查区内各林地类型土壤全氮、碱解氮平均值均在三级及以上标准,含量中等偏上,石灶11、12、23小班氮元素含量均达到二级标准,石灶工区10小班碱解氮含量也达到二级标准。由此可见,整体来看调查区内土壤氮元素含量较为丰富,其中石灶工区的土壤氮元素又较白茫潭工区和塘仔工区含量更为丰富。另外,调查区内各林地类型土壤全磷平均值均在五级及以下标准,含量偏低;有效磷平均值均在六级水平,含量很低。由此可知,调查区内土壤严重缺乏磷元素,其中白茫潭工区的磷元素含量是最低的。此外,调查区内各林地类型土壤全钾平均值均在四级及以下标准,含量偏低;速效钾平均值除了白茫潭工区22小班为四级以外,其他小班均在四级以下标准,含量很低。调查区内土壤普遍缺乏钾元素。

表3 不同工区小班土壤养分含量分级情况
Table 3 Classification of soil nutrient contents of sub-compartments in different work areas

注:等级1~6 分别表示含量很高、高、中上、中下、低和很低。
Note: Grades 1-6 represent that the contents were quite high, high, medium to high, low to medium, low and quite low, respectively.

速效钾Available potassium(g/kg)石灶Shizao工区Work area小班Subcompartment有机质Organic matter(g/kg)全氮Total nitrogen(g/kg)全磷Total phosphorus(g/kg)全钾Total potassium(g/kg)碱解氮Alkali hydrolyzed nitrogen(g/kg)有效磷Available phosphorus(g/kg)10 二级 三级 五级 五级 二级 六级 六级11 一级 二级 五级 五级 一级 六级 五级12 一级 一级 六级 五级 一级 六级 五级23 一级 二级 五级 五级 二级 六级 六级白茫潭Baimangtan 22 三级 三级 六级 四级 三级 六级 四级塘仔Tangzai 3三级 三级 五级 四级 三级 六级 六级

2.4 杉木林土壤化学指标间相关性分析

由表4可知,土壤pH值与有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾均呈现负相关,其中与有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾极显著相关。有机质与全氮、碱解氮、有效磷、速效钾呈极显著正相关,其中有机质与全氮相关系数高达0.995,与碱解氮相关系数也高达0.982,可见土壤有机质与氮元素的相关性是极为显著的。土壤氮磷钾含量中,只有全氮与碱解氮呈现极显著的正相关,全磷与有效磷、全钾与速效钾之间均没有显著相关性。

表4 土壤化学性质相关系数
Table 4 Correlation coefficients of soil chemical properties

注:*表示显著相关,**表示极显著相关。
Note: * Represents significant correlation, **represents extremely significant correlation.

速效钾Available potassium pH值pH value土壤化学性质Soil chemical properties pH值pH value有机质Organic matter全氮Total nitrogen全磷Total phosphorus全钾Total potassium碱解氮Alkali hydrolyzed nitrogen有效磷Available phosphorus 1有机质Organic matter全氮Total nitrogen全磷Total phosphorus全钾Total potassium碱解氮Alkali hydrolyzed nitrogen有效磷Available phosphorus-0.627** 1-0.633** 0.995** 1-0.040 0.059 0.027 1 0.186 -0.311* -0.293* -0.160 1-0.645** 0.982** 0.988** 0.048 -0.314* 1-0.501** 0.604** 0.596** -0.007 -0.148 0.634** 1速效钾Available potassium-0.395** 0.693** 0.720** -0.249 0.163 0.674** 0.348* 1

3 讨论

就土壤酸碱性及物理性质而言,位于南亚热带的石门国家森林公园土壤均呈酸性(pH值介于4.60~4.87间)。针叶纯林和针阔混交林中的针叶树种凋落叶的灰分少,含树脂、单宁等酸性物质,可能是引起土壤酸性增加的重要原因[18]。根据美国农业部自然资源保护局土壤质量研究所1999年编撰的《Soil quality test kit guide》,壤土理想的土壤容重<1.40 g/cm3,影响植物生长的容重为1.63 g/cm3,限制植物生长的容重> 1.80 g/cm3[19]。一般土壤孔隙度在35%~65%之间,适于植物生长发育的土壤总孔隙度为50~60%[20]。调查区土壤为赤红壤,土壤容重平均值在0.98~1.35 g/cm3之间,属理想的土壤容重范畴。土壤总孔隙度平均值在30.46%~50.25%之间,除了石灶工区11小班0~20 cm土层土壤总孔隙度之外,其他小班各土层的总孔隙度均未在适宜植物生长发育范围内,说明调查区土壤总孔隙度对植物根系可能有一定影响,在抚育时应进行适当的松土。

从土壤化学性质尤其是营养含量看,位于南亚热带的石门国家森林公园土壤有机质含量中等偏上,较为丰富,对植物生长有利;土壤氮素含量与《全国第二次土壤普查养分分级标准》相比,均处于三级及以上标准,含量中等偏上,说明调查区内土壤氮元素含量较为丰富,不缺乏氮素;磷素、钾素含量与《全国第二次土壤普查养分分级标准》相比,均处于四级及以下水平,含量偏低,说明调查区土壤严重缺乏磷素和钾素。速效钾含量低的原因可能与土壤全钾含量低及广州雨量大,林地土壤酸性强,造成钾离子被淋失有关[18]

土壤化学性质相关性分析表明,位于南亚热带的石门国家森林公园土壤pH值显著影响有机质、氮、磷、钾的含量,pH值通过影响土壤中微生物活动从而影响土壤有机质含量。有研究表明,土壤的酸碱性会影响土壤养分的有效性,土壤中磷的有效性明显受酸碱性的影响,在pH低于6时,磷酸钙或磷酸铁、磷酸铝形成迟效态,使有效性降低,钾在酸性土壤中既易代换也易淋失[21]。可见,土壤酸性过大是引起土壤中有效磷、速效钾含量较低的原因之一。土壤有机质与全氮和有效氮、磷、钾呈极显著正相关,这是因为土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源[22]。土壤氮素大部分来自于有机质,较高的土壤有机质含量为土壤碱解氮提供了较丰富的来源[23]。张启新等[24]通过大量的实验数据,分析土壤有机质与全氮的相关性,证明土壤有机质和全氮在人类活动影响较小的区域存在极显著相关性。土壤有机质可以提供丰富的磷库,还可以通过减少土壤对磷的固定、促进土壤沉淀态磷的溶解等机制提高土壤磷的有效性[25]。有机质与速效钾也呈极显著正相关,这可能是因为钾在土壤中主要是以无机态存在,土壤中有机质的存在能够帮助固定钾,促进土壤养分利用效率,所以会与速效钾含量呈现极显著相关性[22]

苏木荣等[8]对南亚热带不同林龄杉木针阔混交林土壤理化性质分析数据显示土壤养分含量中除了全钾以外,其他养分含量均在四级及以下水平,含量偏低,尤其是有效磷和速效钾的含量很低。肖石红等[10]研究南亚热带杉木和红锥林及其混交林的土壤肥力,结果表明杉木纯林土壤肥力较差。黄志宏等[26]研究中亚热带地区广东南岭常绿阔叶林、针阔混交林、毛竹林、马尾松林、杉木林5种不同林分类型土壤养分状况,结果表明杉木林在所有研究的林分中土壤肥力是最差的,K含量属于较低水平,尤其缺乏P元素,全N含量中等。张伟红等[27]对中亚热带南岭山区杉木土壤调查研究表明,南岭山区杉木土壤有机质和氮元素在不同的林龄的林地含量不同,但各林龄林地均普遍缺乏磷元素和速效钾。可见,不管是在南亚热带还是中亚热带地区,杉木林土壤的养分含量均不高,尤其缺乏磷元素和钾元素。

李惠通等[11]研究发现,杉木对钾肥的需求量最大,其次是磷肥、氮肥。刘跃钧等[28]研究表明平衡施肥可以有效增加杉木径生长。任丽娜等[14]研究表明,土壤碱解氮<50 mg/kg、有效磷<5 mg/kg、速效钾<66 mg/kg时,即三要素供给水平较低,施肥就有明显增产效果,有效养分含量愈高,施肥效果愈差。据我国土壤农化界13位著名土壤农化专家、中国科学院和中国工程院院士向国家有关部委提交的“我国化肥面临的突出问题及建议”的报告(1997)中指出,我国化肥当季利用率氮约为30%~35%,磷约为10%~20%,钾约为35%~50%。根据上述试验结果,调查区碱解氮平均含量134.6 mg/kg远远大于平衡施肥的碱解氮上限50 mg/kg,因此下一步平衡施肥需选用磷肥、钾肥或者磷、钾复混肥等进行追肥。调查区有效磷和速效钾的平均含量分别为0.65 mg/kg和38.08 mg/kg,远低于平衡施肥的上限值5 mg/kg和66 mg/kg。按照磷15%、钾42.5%的利用率计算,则调查区平衡施肥有效磷和速效钾的施用量最大值为29 mg/kg和65.69 mg/kg。

常规化学肥料施入土壤中,肥料的利用率很低,肥效时间仅能维持3~4个月,肥料淋溶流失、浪费严重[29]。有研究表明,缓释肥因其肥料释放量的可控性及施肥操作的便利性,更适宜多年生林木的施肥需求,通过多层精确包膜技术,可实现养分的精密控制释放[31]。因此,在后续的抚育施肥中,建议施用缓释肥,可有效解决传统化肥养分流失快、肥料利用率低、易对环境造成污染等问题。

4 结论

石门国家森林公园各工区土壤容重和总孔隙 度 在 0~20、20~40、40~60 cm 土 层 间 差 异不显著,水平层次特性一致,土壤pH值介于4.60~4.87之间,属酸性土壤,土壤有机质含量介于25.83~55.32 g/kg间,在全国第二次土壤普查养分分级标准中属于三级及以上标准,含量中等偏上;全氮含量在1.09~2.09 g/kg间,碱解氮含量在93.42~174.98 mg/kg间,氮元素含量在三级及以上标准,含量中等偏上;全磷含量介于0.08~0.32 g/kg间,有效磷含量在0.32~1.29 mg/kg间,磷元素含量在五级及以下标准,含量偏低;全钾含量在5.49~13.45 g/kg间,速效钾含量在19.54~79.50 mg/kg间,钾元素含量在四级及以下标准,含量偏低。调查区土壤氮元素含量较为丰富,缺乏磷素和钾素,下一步平衡施肥需选用磷肥、钾肥或者磷、钾复混肥等进行追肥。

参考文献(References):

[1] 吴楚材.张家界国家森林公园研究[M].北京:中国林业出版社,1991:3-4.WU C C. Zhangjiajie National Forest Park research[M]. Beijing: China Forestry Press, 1991:3-4.

[2] 隋新玉,刘兴双,王慧.国内森林旅游核心问题研究进展及趋势[J].旅游导刊,2020,4(2):77-95.SUI X Y, LIU X S, WANG H. Research progress and trend of domestic forest tourism core issues[J]. Tourism Guide, 2020,4(2):77-95.

[3] 柏方敏.森林康养对人体健康的促进作用[J].林业与生态,2018(1):17-19. doi:10.13552/j.cnki.lyyst.2018.01.004.BAI F M. Promoting effect of forest health on human health[J].Forestry and Ecology, 2018(1): 17-19. doi:10.13552/j.cnki.lyyst.2018.01.004.

[4] 陈莉娟,刘金林,周天焕,陆昊珉,赵昌高,季必浩.依托森林公园发展森林康养旅游的探讨——以浙江省景宁草鱼塘森林公园为例[J].华东森林经理,2020,34(1):56-59.CHEN L J, LIU J L, ZHOU T H, LU H M, ZHAO C G, JI B H.Discussion on the development of forest health tourism based on Forest Park - a case study of Caoyutang Forest Park in Jingning, Zhejiang Province[J]. East China Forest Manager, 2020,34(1): 56-59.

[5] 陈明泽.湘乡市东台山国家森林公园森林康养基地规划研究[D].长沙:中南林业科技大学,2018.CHEN M Z. Study on the planning of forest health base of dongtaishan National Forest Park in Xiangxiang City[D]. Changsha:Central South University of Forestry Science and Technology, 2018.

[6] 李静鹏,徐明锋,苏志尧,孙余丹,胡砚秋.不同植被恢复类型的土壤肥力质量评价[J]. 生态学报,2014, 34(9): 2297-2307.LI J P, XU M F, SU Z Y, SUN Y D,HU Y Q. Soil fertility quality evaluation of different vegetation restoration types[J]. Journal of Ecology, 2014, 34(9): 2297-2307.

[7] 杨瑞,刘帅,王紫泉,曹永昌,赵翊明,和文祥,耿增超.秦岭山脉典型林分土壤酶活性与土壤养分关系的探讨[J].土壤学报,2016, 53(4):1037-1046.YANG R,LIU S,WANG Z Q, CAO Y C,ZHAO Y M,HE W X,GENG Z C. A study on the relationship between soil enzyme activity and soil nutrients of typical forest stands in Qinling Mountains[J]. Journal of Soil Sciences, 2016, 53(4): 1037-1045.

[8] 苏木荣,张卫强,冼伟光,唐洪辉,殷祚云,陈伟光,许雄坚,盘李军.南亚热带不同林龄杉木针阔混交林土壤理化性质分析[J].广东林业科技,2014,30(5):43-47.SU M R, ZHANG W Q, XIAN W G, TANG H H, YIN Z Y, CHEN W G, XU X J, PAN L J. Analysis of soil physical and chemical properties of Chinese fir coniferous and broad-leaved mixed forest of different ages in south subtropical zone[J]. Guangdong Forestry Science and Technology, 2014,30(5): 43-47.

[9] 胡小燕,段爱国,张建国,杜海伦,张雄清,郭文福,郭光智.南亚热带杉木人工成熟林密度对土壤养分效应研究[J].林业科学研究,2018,31(3):15-23. doi:10.13275/j.cnki.lykxyj.2018.03.003.HU X Y, DUAN A G, ZHANG J G , DU H L, ZHANG X Q, GUO W F,GUO G Z. Study on the effect of density of Chinese Fir Plantation on soil nutrients in south subtropical zone[J]. Forestry Science Research,2018,31(3): 15-23. doi:10.13275/j.cnki.lykxyj.2018.03.003.

[10] 肖石红,高常军,蔡坚,潘文,朱报著,魏龙.南亚热带杉木和红椎林及其混交林的土壤肥力[J].森林与环境学报,2018,38(2):142-148. doi:10.13324/j.cnki.jfcf.2018.02.003.XIAO S H, GAO C J, CAI J, PAN W, ZHU B Z, WEI L. Soil fertility of Chinese fir and Honghui forests and their mixed forests in the south subtropical zone[J]. Journal of Forest and Environment, 2018,38(2):142-148. doi:10.13324/j.cnki.jfcf.2018.02.003.

[11] 李惠通,牛宁,贾代东,魏志超,吴鹏飞,刘爱琴.基于二次通用旋转设计的杉木苗期施肥营养诊断研究[J].中国土壤与肥料,2017(1):73-79.LI H T, NIU N, JIA D D, WEI Z C, WU P F, LIU A Q. Study on the nutrition diagnosis of Chinese fir seedling fertilization based on the secondary general rotation design[J]. Chinese Soil and Fertilizer,2017(1): 73-79.

[12] 杨式金.杉木苗木氮磷钾反应模式及最佳施肥组合试验和应用方法研究[J].福建林业科技,1991(3):47-50. doi:10.13428/j.cnki.fjlk.1991.03.008.YANG S J. Study on the reaction mode of nitrogen, phosphorus and potassium of Chinese fir seedlings and the best fertilization combination experiment and application method[J]. Fujian Forestry Science and Technology, 1991(3): 47-50. doi:10.13428/j.cnki.fjlk.1991.03.008.

[13] 刘军辉,杨本芸.林木施肥研究进展[J].河北林业科技,2009(3):67-68. doi:10.16449/j.cnki.issn1002-3356.2009.03.068.LIU J H, YANG B Y. Research progress of forest fertilization[J].Hebei Forestry Science and Technology, 2009(3): 67-68. doi:10.16449/j.cnki.issn1002-3356.2009.03.068.

[14] 任丽娜,高广磊,王海燕,丁国栋,孙嘉,杨晓娟,刘玲.我国林木营养诊断及人工施肥研究进展[J].辽宁农业科学,2011(4):43-47.REN L N, GAO G L, WANG H Y, DING G D, SUN J, YANG X J, LIU L.Research progress of forest nutrition diagnosis and artificial fertilization in China[J]. Liaoning Agricultural Science, 2011(4): 43-47.

[15] 周通,孙玮,李富洲,罗东升,陈美丽,邓毅晖,卢宗军,陈述琳.杉木人工林施肥研究进展及建议[J].绿色科技,2018(15):92-95.doi:10.16663/j.cnki.lskj.2018.15.041.ZHOU T, SUN W, LI F Z, LUO D S, CHEN M L, DENG Y H, LU Z J, CHEN S L. Progress and suggestions on fertilization of Chinese fir plantation[J]. Green Technology, 2018(15): 92-95. doi:10.16663/j.cnki.lskj.2018.15.041.

[16] SCHIPPER L A, SPARLING G P. Performance of soil condition indicators across taxonomic groups and land uses[J]. Soil Science Society of America Journal, 2000,64(1). doi:10.2136/sssaj2000.641300x.

[17] 中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社,1978:142-514.Nanjing Institute of soil research, Chinese Academy of Sciences. Soil physical and chemical analysis[M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1978:142-514.

[18] 薛立,邝立刚,陈红跃,谭绍满.不同林分土壤养分、微生物与酶活性的研究[J].土壤学报,2003(2):280-285.XUE L, KUANG L G, CHEN H Y, TAN S M. Study on soil nutrient,microorganism and enzyme activity of different stands[J]. Journal of Soil Science, 2003(2): 280-285.

[19] ASSESSMENT S Q. Soil Quality Test Kit Guide[M]. Washington:Soil Quality Institute, USDA, 1999.

[20] 姚贤良,程云生.土壤物理学[M].北京:农业出版社,1986.YAO X L, CHEN Y S. Soil physics[M]. Beijing: Agricultural Press,1986.

[21] 赫伟红.土壤酸碱性对土壤肥力和作物生长的影响[J].现代农村科技,2012(24):43.HE W H. Effect of soil acidity and alkalinity on soil fertility and crop growth[J]. Modern Rural Science and Technology, 2012(24): 43.

[22] 王莹.土壤有机质与氮磷钾的相关性[J].农业科技与信息,2008(17):32-33. doi:10.15979/j.cnki.cn62-1057/s.2008.17.004.WANG Y. Correlation between soil organic matter and N, P, K[J].Agricultural Science and Technology and Information, 2008(17):32-33. doi:10.15979/j.cnki.cn62-1057/s.2008.17.004.

[23] 林万树.古田县果园土壤氮磷钾状况及其与有机质和pH的相 关 性[J].上 海 农 业 学 报,2015,31(1):44-48. doi:10.15955/j.issn1000-3924.2015.01.11.LIN W S. N, P, K status of orchard soil in Gutian County and its correlation with organic matter and pH[J]. Shanghai Journal of Agriculture, 2015,31(1): 44-48. doi:10.15955/j.issn1000-3924.2015.01.11.

[24] 张启新,李洁.土壤有机质与全氮相关关系分析[J].硅谷,2010(16):122, 162.ZHANG Q X, LI J. Correlation analysis of soil organic matter and total nitrogen[J]. Silicon Valley, 2010(16): 122, 162.

[25] 沈善敏.中国土壤肥力[M].北京:中国农业出版社,1998.SHEN S M. Soil fertility in China[M]. Beijing: China Agriculture Press, 1998.

[26] 黄志宏,田大伦,周光益,梁瑞友.广东南岭不同林分类型土壤养分状况比较分析[J].东北林业大学学报,2009,37(9):63-67. doi:10.13759/j.cnki.dlxb.2009.09.034.HUANG Z H, TIAN D L, ZHOU G Y, LIANG R Y. Comparative analysis of soil nutrient status of different forest types in Nanling,Guangdong[J]. Journal of Northeast Forestry University, 2009,37(9): 63-67. doi:10.13759/j.cnki.dlxb.2009.09.034.

[27] 张伟红,王润辉,郑会全,胡德活,韦如萍,晏姝,黄小平,丘英华,邱智雄,彭华贵,曾庆团,周志平.南岭山区杉木大径材高效培育土壤调查分析[J].林业与环境科学,2018,34(4):48-53.ZHANG W H, WANG R H, ZHENG H Q, HU D H, WEI R P, YAN S,HUANG X P, QIU Y H, QIU Z X, PENG H G, ZENG Q T, ZHOU Z P.Soil investigation and analysis on efficient cultivation of large diameter fir trees in Nanling Mountain Area[J]. Forestry and Environmental Science, 2018,34(4): 48-53.

[28] 刘跃钧,马海泉,陈天华,傅兵,冯博杰,鄢振武.杉木大径材平衡施肥及土壤养分变化的研究[J].江西林业科技,2014,42(1):18-21.doi:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2014.01.014.LIU Y J, MA H Q, CHEN T H, FU B,FENG B J,YAN Z W. Study on balanced fertilization and soil nutrient change of large diameter fir[J].Jiangxi Forestry Science and Technology, 2014,42(1):18-21. doi:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2014.01.014.

[29] 陈川,庄春,孙春梅,钟平,邵文奇,陈宗明,杨彩云.新型杨树缓释肥的缓释效果研究[J].现代农村科技,2010(3):51-52.CHEN C, ZHUANG C, SUN C M, ZHONG P, SHAO W Q, CHEN Z M, YANG C Y. Study on slow release effect of new poplar slow release fertilizer[J]. Modern Rural Science and Technology, 2010(3):51-52.

[30] 张文辉,万亚珍,谷守玉. 一种新型大颗粒控制释放林木肥的研究与开发[J].林业实用技术,2005(10):11-12. doi:10.13456/j.cnki.lykt.2005.10.004.ZHANG W H, WAN Y Z, GU S Y. Research and development of a new large particle controlled release of forest fertilizer[J]. Forestry Practical Technology, 2005(10): 11-12. doi:10.13456/j.cnki.lykt.2005.10.004.

Analysis on Soil Physical and Chemical Properties of Representative Chinese Fir Stands in Shimen National Forest Park

MO Zhian1, LAI Wuting2, LI Junjie1, LIAN Renhao1, HU Caili1, ZHANG Huilin2, YUAN Fujian2
(1. Guangzhou Shimen National Forest Park Management Center, Guangzhou 510976,China;2. Guangzhou Carbon Forest Co., Ltd, Guangzhou 510650, China)

Abstract:【Objective】In order to improve the productivity of Chinese fir forest land in Shimen National Forest Park and meet the needs of the growth of large-diameter timber and multi-objective forest management, the study aimed to investigate the soil nutrient contents and provide references for balanced fertilization.【Method】Based on systematic evaluation of the soil physical and chemical properties, the soil nutrient demand of the large-diameter timber was calculated.【Result】The pH value of soil in the survey area varied from 4.60 to 4.87, the bulk density of soil displayed as≤1.35 g/cm3, and the total porosity spanned from 30.46% to 50.25%. The contents of soil organic matter and nitrogen were on the third level and above, the content of phosphorus was on the fifth level and below, and the content of potassium was on the fourth level and below. Correlation analysis revealed that soil bulk density of layer A (0-20 cm) was significantly different from that of layer B (20-40 cm) and layer C (40-60 cm). Soil total porosity of layer A was significantly different from that of layer C. The pH value of soil was negatively correlated with organic matter, total nitrogen, alkali hydrolyzed nitrogen, available phosphorus and available potassium, while the organic matter was positively correlated with total nitrogen and available nitrogen, phosphorus and potassium. The total nitrogen was positively correlated with alkali hydrolyzed nitrogen.【Conclusion】In Shimen National Forest Park, there was no significant difference between soil bulk density and total porosity among layers A, B and C, the levels appeared to be similar among various work areas, and the soil was acid.The contents of soil organic matter and nitrogen were rich, but the contents of soil phosphorus and potassium were low. For balanced fertilization, phosphate fertilizer, potassium fertilizer or compound fertilizer of phosphorus and potassium should be selected for topdressing.

Key words: Chinese fir; large-diameter timber; soil nutrient; physical and chemical properties; correlation

中图分类号:S153.6;S714.8

文献标志码:A

文章编号:1004-874X(2020)07-0106-09

莫志安,赖武婷,李俊杰,连人豪,胡彩丽,张慧琳,袁富坚.石门国家森林公园典型杉木林土壤理化特性分析[J]. 广东农业科学,2020,47(7):106-113.

收稿日期:2020-04-18

基金项目:广州石门公园储备林杉木多目标经营示范林项目(穗石门公园资合字〔2018〕13号)

作者简介:莫志安(1977—),男,助理工程师,研究方向为植物资源与应用,E-mail:916275070@qq.com

通信作者:赖武婷(1988—),女,林业工程师,研究方向为林业调查与规划设计,E-mail:873829644@qq.com

(责任编辑 杨贤智)