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桉树为热带速生优质阔叶树种,由于具有速生、丰产、轮伐期短、抗逆性强、用途广泛、经济效益高等优点,在我国许多省区都已进行了广泛的种植。同时,桉树作为外来树种,该林种发展模式存在树种单一、发展迅速但相关管理和经营技术不配套等问题,处理不当就会造成林地水土流失,土壤肥力下降等后果。为了提高人工林的生产水平和改善区域生态环境,从桉树人工林可持续发展的角度考虑,研究桉树人工林引种改变土地覆被类型后土壤质量的变化特征势在必行。 2003年,金光集团与云南省政府合作,在云南省亚热带山区普洱、文山、临沧等地大量引种桉树,其中以普洱市边三县(包括西盟县、孟连县、澜沧县)引种桉树的面积最大,分布最集中,约占引种总面积的55%。三县当中又以澜沧县桉树引种最多,为32514.68hm2。因此,本文选择云南省澜沧县桉树人工林地、常绿阔叶林地(引种桉树前的林地)、思茅松林地(引种桉树前的林地)作为土样采集地,对桉树人工林引种取代常绿阔叶林和思茅松林后土壤理化性质变化进行分析。运用土壤质量综合指数(ISQI)和土壤退化指数(DI)对桉树人工林引种后土壤质量的变化特征进行评价。 主要研究结果如下: 1.第一轮伐期内,桉树人工林取代常绿阔叶林和思茅松林后,土壤容重增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度下降,非毛管孔隙度上升,土壤含水量减少。桉树人工林引种改变了土壤的物理结构,影响了土壤结构的疏松性和通透性,森林植被吸持水分用于维持自身生长发育的能力下降,土壤物理性质变差。但总的来说,研究区土壤物理状况整体处于一个较好的水平。 2.第一轮伐期内,桉树人工林引种取代常绿阔叶林和思茅松林后,pH变化幅度不大;土壤有机质,土壤交换性镁、交换性钙含量下降;土壤全氮、水解性氮、有效磷、速效钾含量上升;桉树人工林对土壤中微量元素的消耗与林地不同的根系生长和林地生长过程中对微量元素不同的吸收利用有关,桉树人工林在生长时间较短的过程中所消耗的土壤有效Fe、Zn、Cu、B、Mn均比常绿阔叶林和思茅松林多。桉树人工林地的原用地类型不同,林下土壤化学性质也不同,原用地类型为常绿阔叶林的桉树林地土壤pH、有机质、水解性氮、全氮、有效Fe、有效Zn、有效Cu含量均大于原用地类型为思茅松林的桉树林;而原用地类型为思茅松林的桉树林地土壤速效钾、交换性镁、钙、有效Mn、有效B含量较高。 3.运用土壤质量综合指数(ISQI)和土壤退化指数(DI)对研究区内不同林地土壤质量进行评价,土壤质量综合指数评价结果排序为:常绿阔叶林(ISQI=0.314)>原用地类型为常绿阔叶林地的桉树林地(ISQI=0.285)>思茅松(ISQI=0.279)>原用地类型为思茅松的桉树林地(ISQI=0.223);土壤退化指数评价结果为:常绿阔叶林(DI)=0)>原用地类型为常绿阔叶林地的桉树林地(DI=-1.23%)>原用地类型为思茅松的桉树林地(DI=-22.72%)>思茅松(DI=-23.95%),表明在第一轮伐期内,桉树人工林取代常绿阔叶林后,土壤质量下降;桉树人工林取代思茅松林后,两种方法得出的结果迥异,但均显示出引种前后土壤质量变化幅度不大。同为桉树人工林地,原用地类型不同,土壤质量综合指数和土壤退化指数也有差异,原用地类型为常绿阔叶林的桉树林地土壤质量综合指数和土壤退化指数均大于原用地类型为思茅松林的桉树林地,表明林地土壤质量与原用地类型有关。 4.为了对比土壤质量综合指数ISQI和土壤退化指数DI之间的关系,本文引入了土壤综合质量相对值ISQI,ISQI和DI之间具有显著的线性关系(F=12.609,P=0.003),两者之间的相关性方程为ISQI=0.664DI-3.969,R=0.688**。表明虽然两种方法得出的结果稍有差异,但土壤退化指数、土壤质量综合指数均能有效地评价研究区桉树人工林引种后对土壤质量的变化特征。 5.土壤质量衰退是所有人工林普遍存在的问题。必须采取合理的技术措施,加强科学合理施肥,特别增施有机肥,同时采取调整林分结构、确定适宜轮伐期、采伐剩余物回归等措施,由此指导建立科学、合理的林木栽培制度使桉树人工林能够在满足经济需求的同时保护环境质量,这也是人工林土壤质量衰退研究的重点和方向。