文章信息
- 罗弼樱, 黄承标, 闭炳翠, 王磊, 黄凡, 黄厚松
- LUO Biying, HUANG Chengbiao, BI Bingcui, WANG Lei, HUANG Fan, HUANG Housong
- 广西滨海红鳞蒲桃群落的土壤理化性质
- The soil physical and chemical properties of Syzygium hancei plantations along the sea coast of Guangxi
- 亚热带农业研究, 2016, 12(3): 175-180
- Subtropical Agriculture Research, 2016, 12(3): 175-180.
- DOI: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2016.03.007
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文章历史
- 收稿日期: 2016-06-30
2. 广西大学林学院, 广西 南宁 530005
2. Forestry College, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530005, China
红鳞蒲桃(Syzygium hancei Merr. & Perry)是桃金娘科(Myrtaceae)蒲桃属(Syzygium)常绿乔木,主要分布在福建、广东、广西及海南等省(区)的低海拔疏林中,通常与下龙新木姜(Neolitsea alongensis)、滨木患(Arytera littoralis)等常绿树种组成以红鳞蒲桃为主的常绿季雨林[1]。目前,有关滨海红鳞蒲桃群落的研究涉及林分结构特征、多样性、物候、光合生理及温度胁迫等方面[2-12]。但对于群落土壤理化性质的研究则少见报道。本研究在广西滨海的防城、北海地区选择不同立地测定土壤理化性质,探讨其变化规律,以期为保护和提高红鳞蒲桃群落土壤肥力以及合理调控、促进林业的可持续发展提供依据。
1 材料与方法 1.1 样地概况在广西滨海过渡带红鳞蒲桃群落分布区内(21°34′~21°38′N ,108°31′~109°14′E),选择具有代表性的3种不同立地(海拔高度、地域、群落结构)建立样地。各样地之间相隔5 km以上,坡度1°~2°,长×宽为30 m×20 m。在样地内,乔木层按树种进行每木检尺,测量其胸径、树高及林分郁闭度;灌木层和草本层分别按种类测量其高度和覆盖度。样地基本概况见表 1。据防城(21°32′N,107°58′E,海拔20.0 m)及北海(21°29′N,109°06′E,海拔14.6 m)气象站资料显示,区年平均气温21.1~22.6 ℃,年平均最高气温26.1~26.4 ℃,年平均最低气温19.7~19.8 ℃,极端最高气温37.1~37.8 ℃,极端最低气温0.9~2.0 ℃,年平均降雨量1 636.2~2 822.7 mm,年平均蒸发量1 477.7~1 869.6 mm,年平均相对湿度81%~82%,年平均日照时数1 560.9~2 119.6 h,年平均风速1.8~3.1 m·s-1,属南亚热带湿润型气候。土壤母质为第四纪海河沉积物,土壤质地为砂壤土,土层厚度1 m以上。
样地 | 海拔 | 乔木层 | 灌木层 | 草本层 | ||||||
m | 平均胸径 | 平均树高 | 郁闭度 | 平均高度 | 平均盖度 | 平均高度 | 平均盖度 | |||
cm | m | m | % | m | % | |||||
防城簕山(样地Ⅰ) | -10.6 | 8.0 | 4.9 | 0.62 | 0.95 | 26.4 | 0.0 | 0.0 | ||
防城沙螺(样地Ⅱ) | 3.2 | 11.0 | 5.9 | 0.50 | 1.05 | 21.6 | 0.44 | 12.4 | ||
北海统村(样地Ⅲ) | 17.9 | 10.4 | 5.6 | 0.73 | 0.71 | 20.8 | 0.54 | 15.6 | ||
1)乔木层以红鳞蒲桃、下龙新木姜、山油柑(Acronychia pedunculata)、丛花山矾(Symplocos poilanei)等为优势种;灌木层以下龙新木姜、喙果皂帽花(Dasymaschalon rostratum)、罗伞树(Ardisia quinquegona)、雪下红(Ardisia villosa)等为优势种;草本层以胜红蓟(Ageratum conyzoides)、沿阶草(Ophiopogon bodinieri)、荩草(Arthraxon hispidus)、淡竹叶(Lophatherum gracile)等为优势种。 |
将各样地均等划分成6个小方格,并按顺时针排列成1~6序号,在2、4、6序号内各挖土壤剖面1个,共挖9个土壤剖面。按0~20、20~40、40~60 cm 3个土层,每一土层用环刀法各取土样3个,并同时各取500 g左右土壤装入塑料袋带回室内处理,按国家标准[13-14]测定其理化性质,并根据广西土壤养分分级标准[15]对土壤肥力现状进行评价。
2 结果与分析 2.1 土壤物理性质 2.1.1 容重土壤容重是指单位体积内原状土壤干土的质量,是评价土壤紧实度的一项指标,与土壤质地、结构、降水、耕作、施肥、灌溉等密切相关,在一定程度上可以表征土壤肥力状况,直接影响植物根系在土壤层的发育[16]。由表 2可见,0~60 cm土层中,3种不同立地红鳞蒲桃群落各层次的土壤容重在0.815 6~0.985 6 g·cm-3之间,且随土层深度的增加而递增,各层次土壤容重标准差较小(0.018 4~0.025 1 g·cm-3)。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤容重进行方差分析表明,F=0.321 6 <F0.05=5.143 3,差异均不显著。
g·cm-3 | |||||
土层/cm | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 |
0~20 | 0.815 6 | 0.834 0 | 0.852 3 | 0.834 0 | 0.018 4 |
20~40 | 0.885 2 | 0.910 3 | 0.935 4 | 0.910 3 | 0.025 1 |
40~60 | 0.943 5 | 0.964 6 | 0.985 6 | 0.964 6 | 0.021 1 |
1)各样地土壤容重分别为2、4、6序号3 个土壤剖面共9个样品测定数据的平均值。 |
土壤孔隙度是土壤的基本物理性质之一,是土壤中容纳水分及空气的空间以及土壤物质与能量交换的场所[17],包括非毛管孔隙、毛管孔隙和总孔隙3个分量,其数量的大小直接影响土壤通透性和林木根系的延伸。由表 3可见,0~60 cm土层中,3种不同立地红鳞蒲桃群落各层次的土壤非毛管孔隙、毛管孔隙和总孔隙度的变化趋势相似,均随土层深度的增加呈递减趋势。其中土壤总孔隙度为51.63%~61.06%,非毛管孔隙度为11.12%~20.65%,约占总孔隙度的1/4~1/3。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤非毛管孔隙、毛管孔隙和总孔隙度进行方差分析表明,各相同土层的F=0.411 6~0.767 5 <F0.05=5.143 3,差异不显著。
% | |||||||||||||||
土层/cm | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | |||||||||||
非毛管 | 毛管 | 总孔 | 非毛管 | 毛管 | 总孔 | 非毛管 | 毛管 | 总孔 | 非毛管 | 毛管 | 总孔 | ||||
0~20 | 20.65 | 40.41 | 61.06 | 18.21 | 39.48 | 57.69 | 19.43 | 39.95 | 59.38 | 19.43 | 39.95 | 59.38 | |||
20~40 | 16.83 | 41.01 | 57.84 | 14.04 | 40.11 | 54.15 | 15.44 | 40.56 | 56.00 | 15.44 | 40.56 | 56.00 | |||
40~60 | 13.71 | 40.04 | 53.75 | 11.12 | 40.51 | 51.63 | 12.42 | 40.28 | 52.69 | 12.42 | 40.28 | 52.70 |
土壤通气度与土壤总孔隙度存在相关性,土壤孔隙度大,相对通气度就高,则土壤通气性能就好。由表 4可见,0~60 cm土层中,3种不同立地红鳞蒲桃群落各层次的土壤通气度在15.67%~21.84%之间,标准差较小(0.39%~0.75%)。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤通气度进行方差分析表明,F=0.126 4 <F0.05=5.143 3,差异不显著。
% | |||||
土层/cm | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 |
0~20 | 21.84 | 21.09 | 20.34 | 21.07 | 0.75 |
20~40 | 18.43 | 18.01 | 17.58 | 18.01 | 0.43 |
40~60 | 16.45 | 16.06 | 15.67 | 16.05 | 0.39 |
土壤持水量包括饱和(最大)持水量、毛管持水量和田间(最小)持水量3个分量。由表 5可见,0~60 cm土层中,3种不同立地红鳞蒲桃群落各层次的土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量的变化趋势较一致,均随土层深度的增加呈递减趋势,其数值依次为30.77%~41.85%、25.43%~40.66%和23.65%~37.93%,显示出土壤持水能力普遍较差的特点。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤持水量进行方差分析表明,F=0.042 6~0.223 1 <F0.05=5.143 3,差异不显著。
% | |||||||||||||||
土层/cm | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | |||||||||||
饱和 | 毛管 | 田间 | 饱和 | 毛管 | 田间 | 饱和 | 毛管 | 田间 | 饱和 | 毛管 | 田间 | ||||
0~20 | 41.85 | 40.66 | 37.93 | 41.54 | 40.16 | 37.01 | 41.22 | 39.65 | 36.09 | 41.54 | 40.16 | 37.01 | |||
20~40 | 39.98 | 37.38 | 29.78 | 38.54 | 34.08 | 29.28 | 37.09 | 30.78 | 28.78 | 38.54 | 34.08 | 29.28 | |||
40~60 | 34.67 | 27.48 | 25.33 | 32.72 | 26.46 | 24.49 | 30.77 | 25.43 | 23.65 | 26.46 | 26.46 | 24.49 |
土壤酸碱度是土壤化学性质的重要指标之一,对土壤肥力状况、土壤中养分存在的状态和有效性、土壤微生物的活动和植物生长都有很大影响。由表 6可见,0~60 cm土层中,3种不同立地红鳞蒲桃群落各层次的土壤pH值在3.81~4.44之间,随土层深度的增加略有递增。这一数值与广西山口国家级红树林海洋生态自然保护区英罗港红树植物群落土壤(0~40 cm土层)pH值(2.91~4.12)[18]较接近。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤pH值进行方差分析表明,F=0.022 8 <F0.05=5.143 3,差异不显著。
土层/cm | pH值 | 有机质/(g·kg-1) | |||||||||
样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | ||
0~20 | 3.81 | 3.89 | 3.94 | 3.88 | 0.07 | 22.64 | 23.41 | 21.09 | 22.38 | 1.18 | |
20~40 | 4.32 | 4.38 | 4.37 | 4.36 | 0.03 | 7.54 | 7.17 | 7.85 | 7.52 | 0.34 | |
40~60 | 4.44 | 4.41 | 4.41 | 4.42 | 0.03 | 2.38 | 2.17 | 2.48 | 2.34 | 0.16 |
土壤有机质包括土壤中动植物的残体、微生物体及其分解和合成的各种有机质,是土壤固相部分的重要组成成分。尽管土壤有机质含量只占土壤总量的很小一部分,但对土壤的形成、土壤肥力、环境保护及林业可持续发展等都有着极其重要的作用。由表 6可见,0~60 cm土层中,3种不同立地红鳞蒲桃群落各层次的土壤有机质含量在2.17~23.41 g·kg-1之间。这一数值与广西土壤养分分级标准[15](划分为六等级,即:极富、富、中上、中、贫、极贫)相比较,其中0~20 cm土层含量属中等水平(15~30 g·kg-1),而20~40 cm和40~60 cm土层含量则分别属于贫(6~15 g·kg-1)和极贫(<6 g·kg-1)水平范围。有机质含量随土层深度的增加而剧减,其中表土层(0~20 cm)有机质含量是40~60 cm土层的3~11倍。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤有机质含量进行方差分析表明,F=0.001 6 <F0.05=5.143 3,差异均不显著。
2.2.2 N素含量N是植物生长和发育所需的大量营养元素,也是植物从土壤中吸收量最大的元素之一。土壤N含量的高低影响着土壤肥力,全N含量的高低在一定程度上表明了土壤潜在供N能力的强弱,而土壤中有效N能够被植物直接吸收利用,可作为评价土壤N素释放速度的指标[19]。由表 7可见,3种不同立地红鳞蒲桃群落相同土层土壤的全N、水解N含量的变化趋势较一致,均随土层深度的增加显著递减,其含量分别为0.41~1.24 g·kg-1和24.4~82.1 mg·kg-1。与文献[15]相比较,其中0~20 cm土层含量属中等水平(1.0~1.5 g·kg-1和60~90 mg·kg-1),而20~40 cm和40~60 cm土层含量则分别为贫(0.5~1.0 g·kg-1和30~60 mg·kg-1)和极贫( <0.5 g·kg-1和<30 mg·kg-1)范围。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤全N、水解N含量进行方差分析表明,F=0.016 0~0.097 5<F0.05=5.143 3,差异不显著。
土层/cm | 全N/(g·kg-1) | 水解N/(mg·kg-1) | |||||||||
样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | ||
0~20 | 1.18 | 1.24 | 1.07 | 1.16 | 0.09 | 78.6 | 82.1 | 75.3 | 78.67 | 3.40 | |
20~40 | 0.80 | 0.88 | 0.74 | 0.81 | 0.06 | 52.4 | 53.9 | 51.8 | 52.70 | 1.08 | |
40~60 | 0.43 | 0.49 | 0.41 | 0.44 | 0.03 | 25.8 | 27.1 | 24.4 | 25.77 | 1.35 |
P是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。土壤全P包括有机P和无机P两大类。土壤中的P素大部分以迟效性状态存在,因此,土壤全P含量并不能作为土壤P素供应的指标。全P含量高并不意味着P素供应充足,而全P含量低于某一水平却可能意味着P素供应不足。有效P是土壤中对作物最为有效的部分,可以被作物直接吸收利用,是评价土壤供P能力的一项重要指标[19]。由表 8可见,3种不同立地红鳞蒲桃群落相同土层土壤的全P含量均随土层深度的增加而递增,有效P含量则随土层深度的增加而递减,其含量分别为0.07~0.12 g·kg-1和2.22~3.86 mg·kg-1。与文献[15]相比较,在0~60 cm土层中,除0~20 cm土层的有效P含量属贫(3~5 mg·kg-1)水平之外,其余土层均处于极贫(<0.5 g·kg-1和<3 mg·kg-1)状态,表明研究区土壤P素含量极低。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤全P、有效P含量进行方差分析表明,F=0.208 5~2.176 5<F0.05=5.143 3,差异不显著。
土层/cm | 全P/(g·kg-1) | 有效P/(mg·kg-1) | |||||||||
样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | ||
0~20 | 0.08 | 0.09 | 0.07 | 0.08 | 0.01 | 3.45 | 3.86 | 3.36 | 3.56 | 0.27 | |
20~40 | 0.09 | 0.10 | 0.08 | 0.09 | 0.01 | 2.88 | 2.98 | 2.78 | 2.88 | 0.10 | |
40~60 | 0.11 | 0.12 | 0.09 | 0.11 | 0.02 | 2.37 | 2.47 | 2.22 | 2.35 | 0.13 |
K素是植物生长发育必需的大量元素之一。土壤K包括3种形态:矿物K、缓效性K和速效性K。矿物K主要存在于土壤粗粒部分,占全K绝大部分,植物极难吸收;缓效性K占全K小部分,为土壤速效K给源;速效性K指吸附于土壤胶体表面的代换性K和土壤溶液K+,植物主要吸收土壤溶液K+[19]。由表 9可见,3种不同立地红鳞蒲桃群落相同土层土壤的全K、速效K含量的变化趋势较一致,均随土层深度的增加显著递减,其含量分别为0.73~1.38 g·kg-1和10.07~46.66 mg·kg-1。与文献[15]相比较,在0~60 cm土层中,除0~20 cm土层的速效K含量属贫(30~50 mg·kg-1)水平外,其余土层的含量均属于极贫(<10 g·kg-1和<30 mg·kg-1)状态,表明K素含量极为贫乏。分别对3种不同立地红鳞蒲桃群落土壤全K、速效K含量进行方差分析表明,F=0.043 4~1.532 3<F0.05=5.143 3,差异不显著。
土层/cm | 全k/(g·kg-1) | 速效PK/(mg·kg-1) | |||||||||
样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | 样地Ⅰ | 样地Ⅱ | 样地Ⅲ | 平均 | 标准差 | ||
0~20 | 1.27 | 1.38 | 1.16 | 1.27 | 0.11 | 43.27 | 46.66 | 41.47 | 43.80 | 2.64 | |
20~40 | 0.92 | 1.24 | 0.88 | 1.01 | 0.20 | 13.16 | 15.23 | 11.87 | 13.42 | 1.70 | |
40~60 | 0.87 | 1.02 | 0.73 | 0.87 | 0.15 | 11.94 | 14.35 | 10.07 | 12.12 | 2.15 |
通过对广西滨海不同海拔、不同地域红鳞蒲桃群落土壤(0~60 cm)各项理化指标的调查与测定表明,不同立地土壤容重较小(0.815 6~0.985 6 g·cm-3),土壤孔隙度较大(51.63%~61.06%),土壤通气度为15.69%~21.84%,饱和持水量较小(30.77%~41.85%),显示出土壤疏松、通气性较好、持水能力较差等特点。土壤pH值偏酸(3.81~4.44),土壤有机质以及N、P、K主要养分含量偏低,除个别表土有机质含量接近中等水平外,其余均处于贫乏或极贫乏状态,尤其是P、K含量。因此,要加强对红鳞蒲桃群落植被层的管理与改造,提倡营造乔、灌、草相结合与形成层次结构复杂的混交林模式,并适当增施一些P、K含量比例较高的有机肥,以提高土壤P、K养分含量。
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