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由于桉树耐贫瘠、速生且具有巨大经济价值,桉树人工林在我国南方大面积种植。在城市周边,大面积的桉树人工林正在或将要进行林分改造,以提高其生态功能。目前,研究桉树人工林不同改造模式对土壤性质、水源涵养和养分流失的研究相对较少,开展改造模式对林分水源涵养功能影响的研究,对于选取合理改造模式、改善桉树人工林土壤性质、提高水源涵养效能、防止水土流失等有重要参考意义。
本文对大岭山国家森林公园中红壤坡地桉树林四种不同改造模式(包括桉树疏伐60％林+套种乡土树种(A1)、保留原有桉树林+套种乡土树种(A2)、桉树采伐迹地(A3)、原有桉树林(A4))的土壤、凋落物、径流以及氮磷流失进行野外定点监测,主要研究结果如下:
1、各个样地中的凋落物现存量和地被植物的生物量顺序均为:A1＞A3＞A4＞A2,样地A1明显高于其他样地。凋落物全氮含量顺序为A4＞A2＞A1＞A3,全磷含量顺序为A1＞A2＞A4＞A3,有机碳含量的顺序为A4＞A2＞A1＞A3,样地A3的全氮、全磷、有机碳含量均明显低于其他样地。
2、各样地土壤普遍偏酸性。在0-20cm土层,pH大小变化为A1＞A4＞A3＞A2,各种模式之间没有显著性差异。样地A120-40 cm和40-60 cm土层中,土壤容重、毛管孔隙度、毛管持水量与其他样地具有显著差异。说明疏伐模式对于改善土壤的物理性质有一定作用。
3、A1林下土壤的有机质、全氮、全磷含量均显著高于其他样地,说明样地A1的长期供氮和供磷能力显著高于其他模式。各个样地土壤碱解氮以A4最高,各个样地土壤有效磷无显著差异。
4、A1的径流年均pH值显著低于其他样地。年总径流量A3＞A2＞A4＞A1,样地A1的径流量显著低于其他模式,说明它对降雨的涵蓄能力最强。
5、各种样地径流的总氮、总磷、硝态氮、氨态氮和可溶性磷酸盐的总流失量趋势大体一致,总体来看,样地A3和A4的各种养分的径流流失要高于样地A2和A1,样地A1和A2的模式对于水土保持更有效。
6、径流的养分浓度与凋落物养分含量的相关性要高于与土壤养分含量的相关性。径流中各种流失元素主要受凋落物的营养元素含量影响。
7、径流产量与总氮、氨氮、硝态氮、总磷的流失量存在极显著正相关关系;地表径流量与土壤的自然含水量(负相关性)、非毛管孔隙度和通气孔气度(正相关性)的有极显著的相关性。径流量与土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、渗透系数、叶面积指数、林分郁闭度的没有显著相关性。径流量与凋落物最大持水量、有效持水量有显著负相关,说明凋落物能够有效减少径流量。