不同干扰类型下的白桦次生林土壤理化性质研究.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月林 业 调 查 规 划 :/不同干扰类型下的白桦次生林土壤理化性质研究于晓雨铁 牛萨如拉呼日查(.内蒙古农业大学 林学院内蒙古 呼和浩特 .内蒙古林业科学研究院内蒙古 呼和浩特)摘要:研究内蒙古大兴安岭地区不同干扰类型下白桦次生林土壤理化性质特征在内蒙古根河市选取 种干扰类型的白桦次生林样地的不同土层土壤作为研究对象对土壤理化性质进行测量分析探究不同干扰类型对土壤理化性质的影响 研究结果表明白桦次生林在不同干扰方式下土壤理化性质存在显著差异 其中人工条带改造后的白桦次生林土壤 值增大火烧后白桦次生林容重增大土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾含量在人工条带改造后显
2、著增高采伐干扰样地白桦次生林样地土壤含水量、速效氮含量最高 不同干扰类型的白桦次生林样地土壤理化性质间相关性不同 人工条带改造干扰样地白桦次生林土壤综合指数较高火干扰样地白桦次生林土壤综合指数较低关键词:大兴安岭白桦次生林干扰类型土壤理化性质中图分类号:文献标识码:文章编号:()引文格式:于晓雨铁牛萨如拉等 不同干扰类型下的白桦次生林土壤理化性质研究 林业调查规划():/.():/(.):.收稿日期:基金项目:内蒙古自治区科技计划项目()第一作者:于晓雨()女内蒙古呼伦贝尔人硕士研究生 研究方向为退化生态系统的土壤修复过程 :责任作者:铁牛()男内蒙古兴安盟人博士教授 研究方向为土壤生态学 :
3、于晓雨等:不同干扰类型下的白桦次生林土壤理化性质研究 .:火干扰是影响森林生态系统功能、土壤结构和地球化学循环的主要方式也是影响林分更新的主要因子 火烧引起森林表层土壤温度升高土壤入渗率降低进而影响土壤养分循环 人为干扰将使土壤理化性质发生变化改变土壤含水量、等 近年国内外许多研究表明不同干扰对土壤理化性质具有显著影响 采伐干扰是重要的人为干扰方式采伐林木后土壤和植被均遭到破坏使原有的土壤功能发生改变阻碍土壤养分循环土壤中菌根和微生物活动也受到限制长期影响土壤功能和结构并改变林下土壤的理化性质进而影响地上林木的生长发育 林下土壤是森林生态系统的重要组成部分为林木生长提供必需的营养物质 长期维持
4、并提高森林土壤肥力可提高森林生态系统的稳定性促进林业可持续发展 以大兴安岭地区不同干扰类型的白桦次生林样地土壤为研究对象通过设置不同干扰类型样地并在不同土壤剖面取样调查对其土壤理化性质特征进行研究探究不同干扰类型的白桦次生林与土壤理化性质间的相互关系将对大兴安岭白桦次生林的恢复更新以及保护具有重要意义 研究区概况与研究方法 研究区概况研究区选在内蒙古自治区呼伦贝尔根河市位于大兴安岭北段西坡地理坐标为东经 北纬 东与鄂伦春自治旗为邻西与额尔古纳市接壤南连牙克石市北接黑龙江省大兴安岭地区漠河市、呼中区 南北直线距离最长达 东西直线距离最宽达 总面积 万 根河是中国纬度最高的城市之一平均海拔 年均降
5、水量 主要集中在 月年均温 极端低温年封冻期 以上森林覆盖率 土壤为棕色针叶林土质地较轻含砂粒及石砾较多土壤呈酸性 为 上部土层较酸下部土层呈微酸至中性 优势树种为兴安落叶松()并伴生有白桦()、山杨()等乔木 研究方法 样地设置样地设于内蒙古自治区呼伦贝尔根河市选取研究区内 种不同干扰类型的白桦次生林样地:火干扰样地(、)两块人工条带改造干扰样地(、)两块采伐干扰样地(、)块共 块 样地在样地内进行每木调查记录各样地的经纬度、海拔、坡度、坡向、坡位等地形信息 样地基本情况见表 土壤样品采集与测定土壤样品采集时间为 年 月在根河市所表 不同干扰类型样地的白桦次生林固定样地基本概况 样地经纬度平
6、均海拔/坡向坡度/()郁闭度平均树高/平均胸径/株树密度/(株)东坡 东坡 东坡 东坡 西南坡 西坡 西南坡 西南坡 第 期林 业 调 查 规 划选研究区内选取的 块 固定样地中每块样地内按对角线三点挖取土壤剖面各样点垂直分层(和 )采集土壤样品共 份各土壤样品过直径 筛网去除可见的植物物质和小石子用样品袋编号密封并取环刀土用于土壤含水量和容重的测定 将新鲜土壤带回实验室整理后用于理化性质的测定理化性质的测定方法与仪器如表 所示表 土壤理化性质测定方法与仪器 理化性质测定方法与仪器含水量()环刀烘干法容重()环刀烘干法电位测定法有机质含量重铬酸钾法全氮含量高氯酸硫酸消化法开氏定氮仪全磷含量高氯
7、酸硫酸消化法分光光度计全钾含量氢氟酸高氯酸消化法原子吸收仪速效氮含量氯化钠溶液浸提开氏定氮仪速效磷含量碳酸氢钠溶液浸提分光光度计速效钾含量醋酸铵溶液浸提原子吸收仪机械组成激光粒度分布仪法 统计方法)采用 分析不同干扰类型白桦次生林土壤氮组分、磷组分、钾组分及 间的差异性显著性水平设为 土壤理化性质相关性通过 双尾检验法进行分析 运用 整理数据使用软件 进行数据统计分析)采用升型(公式()、降型分布函数(公式()公式利用软件 计算各个因子的主成分贡献率、累计贡献率根据主成分的分析结果来确定各个因子载荷 公式分别为:()()/()()()()/()()式中:()为各土壤因子隶属度值为土壤各因子的值
8、为第 项土壤因子中的最大值为第 项土壤因子中的最小值土壤质量因子权重计算公式为:/()式中:为第 项土壤质量因子的因子载荷计算土壤各隶属度采用综合指标值 的计算公式计算不同干扰类型下白桦次生林土壤质量公式为:()()结果与分析 不同干扰类型样地白桦次生林土壤理化性质特征 土壤有机碳特征不同干扰类型样地白桦次生林 土层内土壤有机碳含量在垂直方向变化规律为随着土层的加深不同干扰类型下白桦次生林土壤有机碳含量均呈减少趋势说明白桦次生林土壤有机碳具有表层富集性(图)图 不同干扰类型样地白桦次生林土壤有机碳含量 种干扰类型样地白桦次生林土壤有机碳含量无显著性差异在 、土层内有机碳含量大小依次为:人工条带
9、改造干扰样地()采伐干扰样地()火干扰样地()土壤有机碳含量特征表现:随着林下枯落物的增加和分解白桦次生林的更新恢复补充了土壤表层有机质可见人工条带改造干扰有利于林下土壤有机物质的增加而火干扰则相反 不同干扰类型样地白桦次生林其他土壤理化性质特征不同干扰类型样地白桦次生林其他土壤理化性质统计见表 表 由表 可知研究区内不同干扰类型样地白桦次生林在 、土层土壤 均表现为第 卷于晓雨等:不同干扰类型下的白桦次生林土壤理化性质研究表 不同干扰类型样地白桦次生林土壤物理性质 样地类型土层厚度/土壤容重/()含水量/总孔隙度/值 值 注:不同小写字母表示各指标在同一土层不同干扰样地白桦次生林的差异显著性
10、(火干扰样地 采伐干扰样地在垂直方向上同一干扰类型样地白桦次生林土壤 会随着土壤深度的增加而增加整个研究的土壤剖面中采伐干扰和火干扰样地的白桦次生林土壤 显著低于人工条带改造干扰样地的白桦次生林(采伐干扰样地 人工条带改造干扰样地火干扰样地的白桦次生林 值显著高于人工条带改造干扰样地的白桦次生林(人工条带改造干扰样地 火干扰样地 种干扰类型样地白桦次生林土壤含水量并无显著性差异 其中土壤容重越大的含水量越小 在 、土层土壤总孔隙度均表现为:人工条带改造干扰样地 采伐干扰样地 火干扰样地表 不同干扰类型样地白桦次生林土壤化学性质 样地类型土层厚度/有机质/()全氮/()全磷/()全钾/()速效氮
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