摘 要

以5a生柳树人工林作为研究样地，以相邻农田为对照组，分析柳树人工林对土壤孔隙度（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）及持水状况（最大持水量、毛管持水量、田间持水量）的影响作用。结果表明，柳树人工林增大了土壤孔隙度和增加了持水量，一定程度上起到了改良土壤的作用。

关键词：柳树人工林 土壤孔隙度 土壤持水量

Study on soil porosity and water-retention characters of willow plantation

Abstract

The study takes willow plantation of five years as study sample,and takes adjacent cropland as control group in order to analyze the impacts of willow plantion on soil porosity(total porosity,capillary porosity,noncapillary poropsity) and water-retention characters(maximum water holding capacity,capillary capacity,field capacity).The results show that willow plantation can increase soil porosity and enlarge the storage capacity of soil water,so it can improve soil condition to some extent.

Keywords:willow plantation;soil porosity;water-retention characters

目 录

1 绪论 5

1.1 研究目的和意义 5

1.2 国内外研究进展 5

1.2.1 人工林对土壤物理性质的影响 5

1.2.2 人工林对土壤化学性质的影响 5

1.2.3 人工林对土壤生物学性质的影响 6

2 试验地概况与研究方法 6

2.1 试验地概况 7

2.2 研究方法 7

2.2.1 试验地选择 7

2.2.2 土壤样品采集与处理 7

2.2.3 土样分析项目与方法 7

2.2.4 数据处理 8

3 结果分析 9

3.1 柳树人工林土壤孔隙状况 9

3.2 柳树人工林土壤持水状况 13

3.3 柳树人工林对土壤孔隙度及持水性的影响作用分析 15

4 结论与讨论 17

致谢 18

参考文献 19

1 绪论

1.1 研究目的和意义

不同植被、不同利用方式对土壤性质的影响不同，森林植被对土壤性质、土壤肥力方面的影响具有特殊作用^[1]。土壤孔隙度及持水状况是反映土壤通气、透水、持水、保水状况的重要指标，柳树人工林作为发展较快的重要人工林之一，对其土壤孔隙度及持水状况开展研究，为维护和改善土壤性质、促进人工林可持续发展提供依据^[2]。

1.2 国内外研究进展

1.2.1 人工林对土壤物理性质的影响

土壤物理性质直接或间接影响土壤的通气透水、蓄水抗旱，耕作质量、保肥性能和养分转化，并对林木生长产生重要影响，是衡量土壤肥力和林地环境质量高低的一个重要方面^[3]。以桉树为例，（一）广东桉树人工林土壤体积质量A层显著小于B层，总孔隙度、毛管孔隙度、毛管持水量和全容水量A层显著高于B层。（二）粤北桉树人工林A层土壤的体积质量显著高于粤东、粤西和珠三角，总孔隙度显著低于上述地区，非毛管孔隙度显著低于珠三角，全容水量显著低于珠三角和粤西地区。各地区B层土壤的各物理性质差异不显著。（三）除了非毛管孔隙度仅与全容水量（A层）、毛管持水量和毛管孔隙度（B层）显著相关外，各物理性质直接均呈显著或极显著相关关系。桉树人工林土壤体积质量与毛管孔隙度、毛管持水量、全容水量之间的最佳回归方程分别为对数方程、一元二次方程和指数方程。（四）海拔和坡度对桉树人工林A层土壤各物理性质有显著影响，对B层土壤无显著影响，有机质对A、B层土壤物理性质均有显著影响^[4]。

1.2.2 人工林对土壤化学性质的影响

在林地上种植林木后，土壤的化学性质发生了明显变化。以人工沙棘林为例，，通过对不同林龄沙棘林下土壤成分分析，研究沙棘人工林对土壤化学性质的影响。研究表明，通过种植沙棘，沙棘林地的土壤化学性质由以前的土壤保肥力弱逐渐转变为保肥力强，土壤中的有机质、速效磷、速效钾、有效氮、全氮、全磷、全钾以及阳离子交换量总体不断增加^[5]。这与沙棘的适应性强，在砒沙岩区能够快速生长，迅速覆盖地表，特别是其强大的根系，以及根瘤菌发挥的作用有很大的关系^[6]。因此，在砒沙岩地区营造沙棘人工林有利于改善土壤化学性质，特别是有效改善林地土壤肥力，提高土壤抗蚀抗冲能力，进而在保持水土、涵养水源和改善土壤利用状况方面起着重要的作用，具有明显的蓄水、保水和减少水土流失的作用^[7]。

1.2.3 人工林对土壤生物学性质的影响

我国人工林面积大，蓄积量大，但在经营管理方面也存在着一些问题。人工林的连作会使土壤的生物学性质发生一些变化，如对土壤微生物数量的的影响，对土壤酶活性的影响等^[8]。以杨树林为例，选取与土壤碳水化合物、氮素、磷素和物质转换最相关的脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶作为研究内容，研究不同代数杨树人工林土壤酶活性的变化^[9]。研究表明，杨树连载导致土壤真菌数量、放线菌数量、细菌数量减少，土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶下降。土壤多酚氧化酶活性增加，且对土壤细菌数量及土壤蛋白酶活性的影响达到显著性水平，这可能是随着杨树人工林连栽，土壤孔隙度减少，土壤透气性变差，同时土壤有机质等养分含量降低，提供给微生物生长的营养物质减少，导致2代林土壤微生物数量减少，并进一步导致土壤酶活性降低。因此说明连栽会改变土壤的生态环境，降低土壤生态系统物质循环和能量流动的效率，从而降低林分生产力^[10]。

2 试验地概况与研究方法

2.1 试验地概况

试验地位于江苏省连云港市海州区（E：119°2′50″~119°52′9″，N：34°11′45″~ 34 °38 ′50″）境内，该区位于中国华东、长江三角洲地区，地处江苏省东北部、连云港市区南部。东接连云港市连云区，南与灌云县相连，西与东海县毗邻，北靠连云港市赣榆区。属暖温带南缘湿润性季风气候，受海洋调节，四季分明，气候温和，光照充足，雨水适中，雨热同期。常年平均气温14℃，最冷月份为1月，最热月份为7月。降水量904.8mm，无霜期215d左右。地势平坦，成土母质为黄泛沉积物，土壤属粘性潮盐土中的脱盐黄粘土，人工造林前为农用地，表层土壤基本性质为：pH值为8.21、有机质10.13 g/kg、全氮0.71 g/kg。

2.2 研究方法

2.2.1 试验地选择

根据研究目的，在连云港市海州区选取林分差异较小、生长良好、生长状况基本一致的5a生柳树人工林作为研究样地，并以未种柳树的相邻农田作为对照。供试人工林于2010年早春按3m×3m造林〔造林苗木地径2cm、苗高3m，所用柳树品种为滨柳（Salix‘binliu’）〕而成。

2.2.2 土壤样品采集与处理

2015年秋季（10月下旬）进行土壤采样，土壤调查前进行林木树高、胸径生长基本状况调查，树高和胸径分别采用长杆标尺、胸径尺测定，5a生柳树人工林平均树高、胸径分别为16.70m、19.8cm。在每个样地（包括对照）选择典型样点，挖掘土壤剖面，按0~20cm（上层）、20~40cm（中层）、40~60cm（下层）分层采集环刀土壤样品，重复3次。

2.2.3 土样分析项目与方法