广东省罗定市森林土壤属性综合评价及其空间分布特征

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森林土壤是森林生态系统的重要组成部分,其质量状况严重影响着林木生长、林木质量以及森林生态环境。研究森林土壤肥力质量状况和林地重金属污染等级,对改善林木质量、促进森林更新、实现森林资源可持续发展等都具有重要意义。本文以广东省罗定市为研究区域,选取该地区针阔混交林、针叶混交林、阔叶混交林、杉木林、相思林、桉树林、马尾松林、经济林等8种典型森林植被林下010cm土层的混合土壤为研究对象,分析这些土壤的容重、孔隙度、含水量、养分元素和重金属元素含量以及这些性质间的相关关系,并综合评价这些土壤肥力质量状况和重金属污染程度,最后借助ArcGIS技术探究该地区森林土壤性质的空间分布特征。主要研究结果包括:(1)8种林分的土壤质地均为中壤土,均表现出较好的土壤透水性和通气性,不同林分土壤的容重和总孔隙度差异都不明显。不同林分相比,杉木林的毛管孔隙度最大,达到46.26%;经济林的非毛管孔隙度最大,为11.24%;桉树林的通气孔隙度最大,为24.40%;土壤自然含水量和毛管持水量最高的均是杉木林。(2)不同林分土壤的pH值均低于4.5,表现为强酸性。土壤有机质含量为25.232.48g·kg-1,碱解氮含量106.31140.20 mg·kg-1,速效磷的范围在1.332.35mg·kg-1,速效钾的范围在56.6191.27 mg·kg-1,速效磷和速效钾的含量偏低。特别地,针叶混交林的有机质含量和速效养分均低于其他林分。除速效磷外,经济林的有机质、速效钾、碱解氮含量均显著高于其他林分。(3)相关性分析显示,容重与自然含水量、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管空隙度、土壤通气空隙度、有机质、速效钾和碱解氮均呈极显著负相关,而与pH(H2O)呈显著正相关;有机质与速效磷、速效钾和碱解氮均为极显著的正相关;土壤pH(H2O)与土壤pH(KCl)呈极显著正相关关系,与速效钾呈极显著正相关。(4)通过对8种林分土壤肥力质量进行综合评价,发现罗定市森林土壤肥力中等。8种林分土壤肥力质量得分排序为:杉木林(0.544)>经济林(0.500)>针阔混交林(0.493)>相思林(0.474)>阔叶混交林(0.473)>马尾松林(0.467)>桉树林(0.463)>针叶混交林(0.430)。纯林中杉木林土壤肥力最佳,桉树林肥力得分最低;混交林中经济林土壤肥力最佳,针叶混交林肥力最低。(5)8种林分土壤重金属分析结果显示,该研究区Pb、Zn、Ni、Cr和Cu含量均未超过广东省土壤背景值,整体处于洁净水平。以广东省土壤环境背景值作为参照值,研究区内土壤Cu为预警水平,Zn,Pb、Cd、Ni四种重金属元素单项污染指数均为清洁水平;8种林分土壤重金属的内梅罗综合污染等级由高到低排序为:针阔混交林>针叶混交林>马尾松林>杉木林=经济林>桉树林=阔叶混交林>相思林。8种林分潜在生态风险指数均属于轻微生态危害程度,由高到低排序依次为:针阔混交林>经济林>杉木林>阔叶林>马尾松林>桉树林>针叶林>相思林。(6)基于ArcGIS,对罗定市土壤肥力状况和重金属污染等级的空间分布进行反距离权重插值计算,结果显示:罗定市森林土壤肥力质量空间分布总体上表现为西部较高,东部偏低,由西向东逐渐递减;附城镇北部、林滨镇、泗纶镇、分界镇、罗镜镇南部、金鸡镇南部等地肥力质量评分大于0.5;苹塘镇、朗塘镇等地区土壤肥力相对贫瘠。罗定市森林土壤重金属污染空间分布总体上是西南部、东北部为轻微污染,南部和北部为清洁水平;龙湾镇、苹糖镇和金鸡镇交界处以及分界镇南部为轻微污染。
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