省域尺度油松人工林生产力与土壤养分关系研究

樊兰英　闫丽娟

摘要：  根据山西省11个生态类型区筛选样地，评价油松土壤养分概况;采用“累积法”计算森林生产力，探寻其与土壤养分的相关关系。研究结果表明，油松人工林土壤有机质、全氮、全磷、全钾水平分别为缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和碱解氮水平为中等、缺乏;土壤有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮与林分生产力的关系呈显著或极显著水平，土壤全钾、速效磷与林分生产力关系不显著。

关键词：  油松林;  林分生产力;  土壤养分

中图分类号：   S 791. 254， S 718. 55+6                  文献标识码：   A

油松（Pinus tabuliformis）适应性强，耐干旱瘠薄，是荒山造林的先锋树种。造林初期油松对土壤养分条件的要求低于其他树种，但随着林龄的增长，在瘠薄的林地条件下虽能成林，但生产力显著降低。土壤质量的下降导致36年油松林森林生产力低下，主要体现为土壤养分特别是有机质、全氮和有效磷含量的锐减。山西省早期油松造林密度普遍偏高，这些林分发育至今已为中龄林或近熟林，主要特点是结构简单，生产力低下。作为林分的载体-土壤，其保育是提高林地生产力的重要措施。本研究从省域尺度，选用具有代表性的油松林，对山西省油松林土壤养分特征进行研究，分析油松人工林生产力与土壤养分质量的关系，以期为今后的可持续经营提供科学依据。

1 研究区概况

山西省各县气温、降水、林业区划图叠加，采用板块面积合并指数对斑块进行整合，形成山西省森林生态类型区划图，划分结果形成11个生态类型区。以生态类型区为划分标准，结合林组面积比例进行样地设置，共设置样地30块，涵盖全省14个县，林分年龄分布范围5～63年，土壤类型包括黄绵土、栗钙土、褐土、灰褐土。

2 研究方法

2. 1 生产力计算方法

森林生产力测定采用“累积法”（群落收获法或现存量法），即在t1和t2时间段，新合成的有机物质的总量，在森林生态系统中，因复杂的相互关系，测定净生产量所必须的条件很少能被实现，例如ΔR、ΔL和ΔG，因此现实中常用公式为：P =ΔY/Δt，具体实施过程中，采用现存生物量除以平均年龄而得。乔木层生物量测定采用平均木法，下木层和草本层采用样方收获法（灌木6年，草本1年）。具体公式如下：

P =ΔPg/Δt

ΔPg =ΔY+ΔR+ΔL+ΔG

式中：P-森林生产力;Δt-某个时间段;ΔPg-净生产量;ΔY-增加的生物量;ΔR-呼吸消耗量;ΔL-枯死凋落量;ΔG-被食量。

2. 2 土样采集与检测

在每块样地沿对角线布置3个取样点，测定土层厚度后，以20 cm为一层进行取样，每层取样3个，经混合-风干-粉碎-过筛后以供养分测定，pH 值采用电位法，土壤有机碳含量采用重铬酸钾-外加热法，全氮含量采用半微量凯氏定氮法，全磷含量采用酸溶-钼锑抗比色法，全钾采用火焰光度计法。速效磷含量采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，碱解氮含量采用碱解-扩散吸收法[ 1 ]。

2. 3 数据分析

试验采用Microsoft Excel 软件和SPSS 软件进行数据分析處理。

3 结果分析

3. 1 油松林土壤养分概况

山西省油松林土壤有机质、全氮、全磷、全钾的平均含量分别为18.91、1.49、0.41、18.85 g/kg;土壤速效磷和有效氮的含量分别为19.89 mg/kg和75.21mg/kg;土壤整体呈中性。根据中国土壤养分分级标准，油松林土壤有机质、全氮、全磷、全钾水平分别为缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和碱解氮水平为中等、缺乏（表2）。

3. 2 油松林生产力与土壤养分的关系

由表3可知，土壤有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮与森林生产力的关系呈显著或极显著水平，土壤全钾、速效磷与森林生产力关系不显著。

4 结 论

有机质、全氮、全磷、全钾水平分别为缺乏、中等、缺乏、中等，速效磷和碱解氮水平为中等、缺乏。土壤有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮与森林生产力的关系呈显著或极显著水平，土壤全钾、速效磷与森林生产力关系不显著。

参考文献

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[2] 曹云，  等.  人工抚育措施对油松林生长及结构特征的影响[J].  应用生态学报，  2005，  16（3）：  397 - 402.

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[6] 中國树木志编委会主编.  中国主要树种造林技术[M].  北京：中国林业出版社，  1993.

Study on Relationship of Forest Productivity and Soil Nutrients of Pinus tabuliformis Plantation in Provincial Scale

FAN Lanying

（Shanxi Academy of Forestry Sciences，  Taiyuan 030012）

Abstract Pinus tabuliformis forest soil quality condition in Shanxi Province and the relationship with forest productivity were studied. According to the 11 ecological regions in Shanxi Province， sample plots were selected to evaluate the Pinus tabulaeformis soil quality; Accumulation method was used to calculate the forest productivity and explore its correlation with soil nutrient. TOC， TN， TP， TK were lack， medium， lack， medium; AP， AN were medium， lack; The relationship between soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， total potassium and alkali-hydrolysis nitrogen and forest productivity was significant or extremely significant; there was no significant relationship between total potassium and available phosphorus in soil and forest productivity.

Key words Pinus tabuliformis;  Forest productivity;  Soil nutrients