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陕西秦岭和渭北林区主要树种人工林土壤性质及其连栽障碍问题研究

付刚  
【摘要】: 由于人工纯林树种组成简单、生物生态学特性单一、对物质吸收利用的选择性和对环境效应的特殊性会导致其长期生长或连栽后的土壤出现自贫、自毒、旱化、酸化和盐碱化等退化现象,严重影响着森林的稳定和可持续发展。本项研究以陕西秦岭山区(油松、落叶松、楸树和锐齿栎)和陕西渭北高原(油松、侧柏和刺槐)纯林及混交林为对象,通过对森林土壤理化性质的测定,评价纯林和混交林下土壤性质的动态变化趋势;通过用树叶和种子浸提液处理种子进行发芽试验,判断林地可能存在的自毒效应;通过不同针阔林地土壤混合的苗木盆栽试验,分析不同针阔树种的种间土壤关系。取得的主要结果和结论如下: (1)通过对森林土壤理化性质的测定结果表明,秦岭林区人工林土壤物理性质有所改善,全N、NH4+-N、碱解氮、全P、有机质、土壤微生物数量均为针阔混交林针叶林天然草地,且落叶松锐齿栎混交林土壤养分含量最高,说明该区针叶林地土壤性质虽然较天然草地有所改善,但与针阔混交林地相比存在一定的退化危险。渭北林区森林土壤物理性质也有所改善,但纯林土壤有机质含量、全N、氨态N和碱解氮含量均小于天然草地,说明该区人工纯林土壤存在明显的退化危险。 (2)通过用树叶和种子浸提液处理种子进行发芽试验结果表明,种子发芽率基本上为种子浸提液处理叶浸提液处理纯净水处理,高浓度浸提液处理低浓度浸提液处理,说明纯林对自身种子发芽都可能存在一定的抑制作用,且来自种子本身的自毒效应高于来自凋落叶。此外,落叶松种子和叶浸提液对锐齿栎和楸树种子发芽有较强的抑制作用,表明进行落叶松和锐齿栎或楸树的混交造林会存在一定的风险。 (3)通过不同针阔林地土壤混合的苗木盆栽试验结果表明,秦岭林区楸树与油松或落叶松客土混合,对楸树树高、地径的生长均有促进作用,对油松、落叶松的树高的生长均有抑制作用,对油松地径的生长有促进作用,而对落叶松地径的生长有抑制作用;落叶松与锐齿栎或楸树客土混合,对落叶松树高、地径生长均有抑制作用。渭北林区侧柏与刺槐客土混合,对刺槐树高的生长有促进作用,对侧柏和刺槐的地径的生长均有抑制作用。油松与刺槐客土混合,对油松树高、地径的生长有促进作用,对刺槐地径的生长有抑制作用。 (4)以立地条件基本相同、植被充分覆盖和生长旺盛的天然草地为平衡态,将林地土壤性质离开平衡态的距离用极化度来表示,结果表明:秦岭林区纯林土壤性质的综合极化度为落叶松林(25.54) 楸树林(17.01) 锐齿栎林(9.54)油松林(9.02),渭北林区纯林土壤性质的综合极化度为侧柏林(6.16) 刺槐林(2.85) 油松林(2.43)。秦岭林区纯林土壤物理、化学和生物学指标对其贡献率分别在11.22~23.44%,8.82~38.13%和50.65~72.86%之间;而渭北林区分别在15.10~28.41%,15.64~41.47%和31.78~69.26%之间,因此加强对森林土壤生物学性质的改良有利于改善森林土壤。


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