杉木林土壤理化性质与水源涵养功能及相关性研究

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杉木林是我国重要的用材树种之一,广泛的分布于南方地区。杉木不仅能为我国经济建设提供材料,而且还能发挥出巨大的生态效益,尤其是在水源涵养功能方面。在当前的生态环境危机中,涵养水源问题已是许多国家和地区,特别是大城市所面临的突出矛盾,而探索杉木林土壤水源涵养功能不仅对研究地福寿林场地区有重要意义,同时对整个南方地区都意义重大。本文以福寿林场中杉木幼龄林、杉木中龄林和杉木近熟林为研究对象,同时以近天然林为参照对象,研究三种不同龄组杉木林与近天然林在土壤物理性质、土壤化学性质及土壤水源涵养功能方面的差异,旨在研究福寿林场土壤理化性质与土壤水源涵养功能的关系,并通过采取人工整地、树盘覆盖、营造混交林和采取剩余物回归等土壤技术措施,达到提高土壤水源涵养功能的目的,为该地区土壤水源涵养功能的提高提供理论依据和实际参考价值。本文主要研究结论如下:(1)三种不同龄组杉木林与近天然林的土壤容重大小依次为:杉木中龄林(1.44g/cm3)>杉木近熟林(1.37g/cm3)>杉木幼龄林(1.30g/cm3)>近天然林(1.22g/cm3);近天然林的土壤孔隙度(67.88%)均比三种不同龄组杉木林要大,且在表层土最大。近天然林的土壤通气性和透水性均比三种不同龄组杉木林要强。(2)土壤有机质含量依次为:近天然林(56.63g/kg)>杉木幼龄林(37.08g/kg)>杉木中龄林(30.05g/kg)>杉木近熟林(25.10g/kg);近天然林土壤全N、全P含量显著高于不同龄组杉木林(p<0.05),而近天然林土壤全K含量显著低于不同龄组杉木林(p<0.05)。杉木林随着林龄的增大,土壤养分含量有所减小,除土壤全N、全P含量,三种不同龄组杉木之间的土壤全K含量有显著性差异(p<0.05);本地区的土壤PH值呈酸性(4.5-6.5),近天然林的土壤PH值明显低于三种不同龄组杉木林(p<0.05),且土壤PH值随土层厚度的增大差异性不显著。近天然林的土壤PH值随土层厚度的增大而增大。(3)从土壤饱和蓄水量来看,它们之间的大小依次为:近天然林(2000.4t·hm-2)>杉木近熟林(1498.4t·hm-2)>杉木幼龄林(1400.5t·hm-2)>杉木中龄林(1326.9t·hm-2):从非毛管蓄水量来看,大小依次为:近天然林(1104.8t·hm-2)>杉木近熟林(1077.4t·hm-2)>杉木中龄林(812.4t·hm-2)>杉木幼龄林(574.3t·hm-2);从毛管蓄水量来看,近天然林(895.5t·hm-2)>杉木幼龄林(826.1t·hm-2)>杉木中龄林(514.5t·hm-2)>杉木近熟林(421.0t·hm-2)。因此,可以看出近天然林比三种不同龄组杉木林具有良好的土壤水源涵养功能。(4)通过分析土壤理化性质与土壤水源涵养功能的相关关系发现:土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、有机质和全P含量均与土壤水源涵养功能有极显著强相关关系(p<0.01);而全N含量与土壤PH值与土壤水源涵养功能有中等显著强相关关系(p<0.05)。通过多元回归分析建立了以土壤容重(X1)、毛管孔隙度(X2)、非毛管孔隙度(X3)、全N含量(X4)和PH值(X8)为自变量,土壤水源涵养量为因变量的回归方程:Y=2.197X1+1.487X2+2.868X3-2.147X4-1.806X8,调整后的R2=0.783。(5)根据研究结果与实地调查,有针对性的提出了对研究区采取人工整地、树盘覆盖、营造混交林和采取剩余物回归等土壤技术措施,用以达到提高研究区土壤水源涵养功能目的。
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