论文部分内容阅读
马尾松是我国松属中分布最广、数量最多的主要用材树种,在森林生态系统组成中占有很重要的地位。但人工纯林的结构单一,凋落物积累与分解不协调,致使地力衰退,涵养水源及保持土壤能力下降,造成林木低产低效。定量研究人工林土壤水土保持功能的演变,对低效人工林改造和长江上游的生态环境建设具有重要意义。本文研究了宜宾市高县7个林龄马尾松人工林的土壤蓄持性能、养分状况、团聚体特征及抗蚀性能,采用“空间代替时间”的方法结合方差分析、相关分析和主成分分析,探讨了不同林龄马尾松人工林土壤抗蚀性及其特征,并建立了川南马尾松人工林土壤抗蚀性综合评价模型。主要研究结果如下：(1)7个林龄的马尾松林地土壤最大蓄水量和毛管蓄水量分别介于1521.66-1627.43t/hm2、994.97～1262.03t/hm2,随林龄增长先降低后增加,随土层增加显著降低。(2)土壤总孔隙度为31.812%-42.309%,毛管孔隙度为24.738%-36.023%。土壤容重随林龄增加先增加后降低,且随土层增加显著增加,中龄林容重最大,表层和20-40 cm土层分别为1.293 g/Kg3,1.448 g/Kg3,与总孔隙度和毛管孔隙度极显著负相关,容重降低是土壤孔隙分布良好、土壤蓄水量增加的主要原因。(3)林地土壤有机质、全氮含量分别为14.137-28.333 g/Kg,0.390-0.807 g/Kg,速效养分含量为1.507-63.898 mg/Kg。林龄对土壤养分影响显著,总体表现为幼龄林至中龄林先增加后降低,中龄林至成熟林先降低后迅速上升,随土层增加显著降低。中龄林和31年成熟林养分含量最低,不利土壤养分保持。(4)土壤团聚体分形维数(D)为2.826-2.981,水稳性团聚体分形维数(WD)与>0.25mm团聚体含量(R0.25)、有机质、团聚体平均几何直径(GMD)、团聚体平均重量直径(MWD)显著正相关,与团聚体破坏率(PAD)极显著负相关,D可用于评价人工林土壤理化性质的变化。(5)土壤可蚀性K值在0.216-0.239之间。林龄对表层土壤可蚀性影响较大,中龄林K值显著高于除3年外的其他林地,极大增加了水土流失的潜在危险性。(6)评价川南马尾松人工林土壤抗蚀性的最优6指标为：>0.25mm水稳性团体将含量(WRo.25)、>0.5mm水稳性团体将含量(WR0.5)、MWD、PAD、物理性黏粒、有机质。有机质和物理性黏粒是决定土壤抗蚀性的主要因素,在实际应用中可采用6个优化指标衡量研究区土壤抗蚀性演变。(7)川南马尾松人工林土壤抗蚀性评价指标综合为4个主成分,综合指标评价模型为：Z--0.48721+0-31222+0.11223+0.08524。林龄对土壤抗蚀性影响显著,抗蚀性综合指数幼龄林至中龄林先增加后降低,中龄林至成熟林上升,总体缓慢上升。相关分析表明Z与可蚀性K值极显著负相关,可以用主成分分析建立的模型来评价人工林土壤抗蚀性能。综上所述,林龄对土壤理化性质及结构有影响。人工林到中龄阶段,土壤养分指标降低,结构恶化,通透性能及蓄水能力下降,抵抗侵蚀能力降低,易造成严重水土流失。成熟林土壤孔隙状况、团粒结构、入渗能力和持蓄持能力得到改善,土壤抵抗降雨侵蚀和地表径流的能力提高,利于土壤涵养水源、保持土壤作用的发挥。