蒙古栎林和白桦林土壤养分空间分布特征

蒙古栎林和白桦林土壤养分空间分布特征

土壤是空间连续的突变体，具有高度的空间异质性。无论是大还是小，土壤的空间异质性都存在。在进行土壤调查时,同一土壤类型上不同的空间位置取样所测定的土壤养分和水分等因子常常具有较大的差别,除去取样和测定过程中的误差外,还存在着土壤本身的变化,这种变化称为土壤空间异质性或空间变异性。土壤空间异质性是土壤重要的属性之一。本文就天然次生林下土壤养分空间的变异进行了初步研究。1施业期气候条件试验地选设在黑龙江省苇河林场。苇河林场位于尚志市东郊,场址距市区60km,隶属于尚志国有林场管理局,东、南与亚布力、苇河林业局相邻,西接尚志国有林场管理局一面坡林场,北与苇河林业局万山、新兴林场接壤。林场地处张广才岭西坡,地形以山区丘陵地貌为主。施业区内地势较缓,地势南北高、东西低。水系为松花江支流水系,气候属中温带大陆性季风气候。冬季漫长、寒冷而干燥,夏季短促、温暖而多雨,早春少雨易干旱。施业区内有3个土类,以暗棕壤为主,植被属长白山植物区系。2学习方法2.1桦林不同类型土壤的调查2009年重点对研究区域内蒙古栎林和白桦林2种天然次生林下的土壤进行调查。每种不同的森林类型分别选取2个研究点,其主要植被类型的环境因子以及生长状况见表1。2.2研磨后放养分在每个样方内按照梅花形布点原则设置5个采样点,分为0~20cm和20~40cm两个层次,每个样品1kg左右,将土样带回实验室在自然条件下风干,剔除肉眼可见的根块和碎石,之后再用1mm网筛以除去根系和粗沙粒,研磨后供养分含量分析所用。2.3土壤有机碳分析与剖面描述土壤各养分指标除速效氮外,其余5个指标均参照中国标准出版社《土壤理化分析与剖面描述》中的相关标准方法进行;速效氮按照南京土壤研究所《土壤理化分析》中的方法进行。3结果与分析3.1不同土层间有机质含量的差异从表2中可以看出,在0~20cm和20~40cm土层中,土壤有机质含量蒙古栎林>白桦林。这2种天然次生林下上层土壤的有机质含量明显高于下层土壤有机质含量。经方差分析,上下土层之间有机质含量均存在明显差异。从变异系数上看(表3),土壤有机质均属于中等变异性。土壤有机质含量的差异主要是由于不同林分下地表凋落物厚度、组成成分的差异以及部分动物、微生物残体的差异,导致林下土壤有机质含量不同。3.2生的有机酸土壤pH值主要取决于土壤溶液中氢离子的浓度,氢离子多来源于吸附性Al3+以及土壤生物呼吸作用产生的CO2溶于水后形成碳酸和有机质降解产生的有机酸。土壤酸性的强弱与残落物分解不完全有密切的关系,土壤pH值大小也受降雨量的大小和有机质含量等因素的影响。从表2可以看出,2种天然次生林下土壤pH值介于4.903~5.069之间,均呈弱酸性,变化规律并不明显,且土层间的差异并不显著。从变异系数上看(表3),不同类型土壤上层pH值变异系数在5.21%~6.63%之间,下层土壤pH值的变异程度在5.26%~5.41%之间,土壤pH值均属于弱变异性。3.3全氮及慢速氮含量氮素是植物必需元素之一,也是土壤养分中最重要的元素之一。不同森林类型在同一土层土壤全氮及速效氮含量存在一定的差别(表2)。在0~20cm土层中,土壤速效氮的含量蒙古栎林>白桦林;土壤全氮的含量白桦林>蒙古栎林。在20~40cm土层中,土壤速效氮和土壤全氮的含量蒙古栎林>白桦林。对于同一种森林类型在不同土层深度全氮及速效氮含量的变化规律非常一致:即同一森林类型中,上层土壤的全氮及速效氮含量明显高于下层土壤。从变异系数上看(表3),不同类型土壤上层全氮含量变异系数在23.42%~23.51%之间,土壤速效氮变异系数在52.8%~64.02%之间;下层土壤全氮含量的变异程度在18.96%~40.87%之间,下层土壤速效氮含量的变异程度在41.52%~42.24%之间,均属于中等程度变异。3.4土壤全磷及有效磷含量从表2可以看出,在0~20cm土层中,土壤全磷和有效磷的含量白桦林>蒙古栎林,存在极显著差异;在20~40cm土层中,土壤全磷和有效磷含量白桦林>蒙古栎林,差异不显著。同时,同一森林类型下从上到下各层土壤全磷及有效磷含量逐渐降低,但是降低的幅度不同。从变异系数上看(表3),不同类型土壤上层全磷含量变异系数在19.78%~34.35%之间,土壤有效磷变异系数在37.48%~45.65%之间;下层土壤全磷含量的变异程度在21.30%~22.11%之间,下层土壤速效磷含量的变异程度在21.44%~32.54%之间,均属于中等程度变异。4林下土壤ph值的分布4.1蒙古栎林和白桦林2种天然次生林下土壤pH值介于4.9~5.0之间,均呈弱酸性,变化规律并不明显,且土层间的差异并不显著。除全氮含量外,其他土壤养分含量蒙古栎林均大于白桦林。对于同一森林类型而言,上层土壤(0~20cm)pH值低于下层(20~40cm)土壤,其余各养分指标则是上层土壤的含量均不同程度地高于下层土壤。在0~20cm土层中,蒙古栎林与白桦林之间土壤有机质、土壤全磷和有效磷含