海南西南部不同植被類型樣地的土壤養(yǎng)分特性及持水性比較研究

1、第21卷第4期海南大學學報自然科學版Vol.21No.4 2003年12月NATURAL SCIENCE JOURNAL OF HAINAN UNIVERSITY Dec.2003 文章編號:1004-1729(200304-0334-05海南西南部不同植被類型樣地的土壤養(yǎng)分特性及持水性比較研究楊小波,李躍烈(海南大學生命科學與農(nóng)學院,海南?？?70228摘 要:對海南西南部海尾地區(qū)的桉樹林、木麻黃林、相思林、灌叢、草地和甘蔗園等6種主要植被類型進行了野外調查和室內分析,研究了其土壤養(yǎng)分和4個不同季節(jié)的土壤含水量.結果表明:6種植被類型的土壤養(yǎng)分整體明顯偏低,在020cm土層,全N為0.005

2、8%0.0471%,全P為0.0080%0.0180%,全K為0.0491%0.1482%,速效N為12.3063.20mg kg-1,速效P為9.7544.63mg kg-1,速效K為11.2527.50mg kg-1,有機質為0.145%0.878%,p H值為5.557.18;灌叢、甘蔗和相思林持水性較好,而桉樹林地土壤含水量極差;桉樹林、木麻黃和相思林林地土壤有機質含量與含水量、全N含量有一定的相關性.由于桉樹林土壤持水能力弱,因此認為該地區(qū)不適宜大面積種植桉樹,可用灌叢和相思林代替桉樹林.關鍵詞:土壤養(yǎng)分;土壤含水量;植被類型;海尾地區(qū)中圖分類號:S158.3 文獻標識碼:A桉樹是適

3、應性廣、生長迅速、輪伐期短的優(yōu)良樹種,由于其生長速度快,生長過程中需從土壤中吸收大量的養(yǎng)分和水分,因此易造成林地地力衰退.為了改善單一大面積種植桉樹所造成的對土地的不良影響,人們做了一些相關研究,有的將桉樹與粗果相思(Acacia s p.混交,其林地的凋落物量及其蓄積的養(yǎng)分量均比桉樹純林多得多,林地土壤養(yǎng)分含量也比桉樹林地高;桉樹人工林改全墾為帶墾,能減輕水土流失和土壤侵蝕,有利于土壤養(yǎng)分的保存和土壤結構的改善.也有研究報道,桉樹間種菠蘿(Ananas、西瓜(Citrullus、山毛豆(Te phrosia candida等具有改善土壤化學性質,提高養(yǎng)分水平的良好作用16.這些研究結果共同說

4、明,以上幾種桉樹種植方式增加了林下覆蓋率,對于保持和提高林地土壤肥力、防止地力衰退有積極意義.但在不同地區(qū)種植桉樹林,其對生態(tài)環(huán)境的影響程度存在差異,但差異程度尚難以定論.1965年昌化林場在海南西南沿海地區(qū)建立后,曾大面積開荒造植木麻黃(Casuarina林,致使原有的自然植被面積相應減少,到1989年,該林場又開始伐木麻黃林造桉樹(Eucalyptus林,目前,該地區(qū)的桉樹林面積約有900hm2.近幾年來,該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境已明顯不如以前,空氣變得干燥,地下水位下降,農(nóng)業(yè)缺少灌溉水,出現(xiàn)了買賣飲用水的現(xiàn)象.那么是什么原因導致了該地區(qū)生存環(huán)境的惡化?為了了解種植桉樹是否對該地區(qū)的環(huán)境有影響,影

5、響有多大,筆者進行了這項研究.收稿日期:2003-03-07基金項目:國家自然科學基金資助項目(30160070作者簡介:楊小波(1962-,男,?？谌?海南大學生命科學與農(nóng)學院教授,博士后.1 研究區(qū)的自然條件海尾鎮(zhèn)位于東經(jīng)108 45!108 55!,北緯19 26!19 30!之間(昌江縣縣城西北部,西臨北部灣,總面積119.21km 2.該地區(qū)屬熱帶氣候,四季不明顯,年平均氣溫24.5,大于10年積溫為88009200;全年無霜,平均最低氣溫為7,年太陽總輻射量為565.22kJ cm 2;雨量偏少,年降雨量只有902.61017.4mm,且年蒸發(fā)量大于2500mm,9月底至翌年6月底

6、為長達9個月的旱季,年平均干燥度大于1 6,屬于海南最干旱地區(qū)之一.區(qū)內由于溫度高,旱季長,致使區(qū)內土壤發(fā)育為燥紅土,而靠海處多為濱海砂土;同時,由于受海潮的影響,沿海還有部分的鹽漬沼澤土1.該地區(qū)植被類型有自然生長的灌叢、草本構成的自然植被;人工林有木麻黃林、相思林、桉樹林.其中桉樹林下植被有多植物生長的和少植物生長的2種植被類型,而其他耕地內則有由甘蔗、水稻、芒果、腰果、多種蔬菜等構成的人工植被.在桉樹林面積當中,林下少植物生長(覆蓋率<5%的桉樹林面積占絕大部分.1 昌江縣農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會辦公室匯編.昌江縣農(nóng)業(yè)區(qū)劃報告集,1983,3.2 研究對象與方法2.1 研究對象 選擇該地區(qū)6

7、種主要的植被類型為研究對象,它們分別是:1桉樹林,分2種類型,其中1種類型(4年生,第1代的林下植物覆蓋率達80%,但面積很小,約占該地區(qū)桉樹林地的20%(簡稱林下多植物的桉樹林,另1種類型(4年生,第1代和第2代的林下植被覆蓋率在1%20%之間,很多地段幾乎光禿,該類型面積很大,約占該地區(qū)桉樹林地的80%(簡稱林下少植物的桉樹林;211年生第1代的木麻黃林,林下無植物,地面為其凋落物覆蓋;33年生第1代相思林;4灌叢,植物覆蓋率約85%;5草地,植物覆蓋率約65%;6甘蔗園地的甘蔗.本實驗在2001年8月、11月、2002年1月、3月、6月,分別進行5次土壤含水量測量,并于2001年8月1次

8、性取土測定土壤養(yǎng)分.2.2 土壤持水量比較方法 選好比較樣地,挖1m 深的土壤剖面,分05、20、40、80、100cm 5個深度,并采用鋁盒法取土測定.每一鋁盒取約占鋁盒容積1 5的土樣,每個深度在2個垂直剖面上取,重復2次.2.3 土壤養(yǎng)分取樣方法 在樣地內,挖2個土壤剖面,深度040cm,分020cm 和2040c m 2層,每深度取土0.5kg 左右,重復2次.2.4 土壤分析方法 土壤分析采用常規(guī)分析方法,pH 值用電位法,有機質用油加熱#重鉻酸鉀容量法,全N 用開氏法,全P 用Na OH 溶解#鉬銻抗比色法,全K 用Na OH 熔融#火焰光度計法,速效N 用堿解擴散法,速效P 用濃

9、度為0.03mol L -1的NH 4F #0.025mol L -1的HCl 浸提#鉬銻抗比色法,速效K 用濃度為1mol L -1的NH 4OAc 浸提#火焰光度法.3 結果與分析3.1 土壤養(yǎng)分狀況 由表1可以看出,5種植被類型的土壤養(yǎng)分整體明顯偏低,表現(xiàn)出該地區(qū)沙土土壤養(yǎng)分貧瘠的特點.土層厚度為020cm 時,全N 為0.0058%0.0471%,全P 為0.0080%0.0180%,全K 為0.0491%0.1482%,速效N 為12.3063.20mg kg -1,速效P335第4期 楊小波等:海南西南部不同植被類型樣地的土壤養(yǎng)分特性及持水性比較研究為9.7544.63mg kg

10、-1,速效K 為11.2527.50mg kg -1,有機質為0.145%0.878%,pH 值為5.557.18.表1 土壤養(yǎng)分含量狀況植被類型土層厚度cm 全N %全P %全K %速效N (mg kg -1速效P (mg kg -1速效K (mg kg -1有機質%H 2O p H 值桉樹林*02020400.01670.01550.00800.01110.08670.086425.5015.9514.1917.7524.3820.630.2950.134 6.857.05桉樹林*02020400.04710.02620.01620.01690.04970.049663.2052.3644

11、.6340.1022.5018.750.8780.370 6.236.66木麻黃林02020400.00580.00660.00970.00740.07440.073812.3022.909.7513.3520.0017.500.1450.559 6.666.66相思樹林02020400.02320.02470.01800.01940.04990.049736.2034.5035.3842.1011.2510.000.4250.457 6.296.58灌叢02020400.02180.02180.01720.00730.04910.049036.2032.6041.2536.8017.5011

12、.250.3360.403 5.556.15草地02020400.01160.01010.01210.00800.14820.174014.4030.8014.1312.8827.5027.500.2210.0567.187.09注:*林下少植物的桉樹林,*林下多植物的桉樹林土層厚度為2040cm 時,全N 為0.0066%0.0262%,全P 為0.0073%0.0194%,全K 為0.0490%0.1740%,速效N 為15.9552.36mg kg -1,速效P 為12.8842.10mg kg -1,速效K 為10.0027.50mg kg -1,有機質為0.056%0.559%,pH

13、 值為6.157.09.土壤養(yǎng)分垂直分布有一定的規(guī)律,除木麻黃林和相思林外,土壤有機質含量是上層土(020cm高于下層土(2040cm;全N 含量在2個土層的變化不大;除草地外,全K 、速效K 的變化規(guī)律與有機質含量相類似,也是上層土高于下層土,體現(xiàn)了干旱地區(qū)土壤養(yǎng)分淋溶速度慢的特點;pH 值是下層土比上層土高,表現(xiàn)出沿海地區(qū)土壤pH 變化的特點.比較上層土,從表1可以清楚地看到,灌叢、林下有較多植物分布的按樹林和相思林的有機質、全N 、全P 和速效N 的含量較高,這說明了林下植被對桉樹林土壤養(yǎng)分的保護是較為重要的;其他指標變化缺乏規(guī)律性.3.3 不同植被類型的土壤持水特點分析3.3.1 不同

14、植被類型的土壤在不同時期含水量的分析 表2數(shù)據(jù)表明,甘蔗園、灌叢、相思林和林下多植物的桉樹林是植被中持水力較強的植被類型,林下少植物的桉樹林土壤的持水力最弱;灌叢樹冠矮小,生長較密集,從土表蒸發(fā)出來的水氣,被樹冠層截留了一部分,減少了地表蒸發(fā),加上根系較淺,在深層耗水不多,灌叢的這種生長特性,對土壤持水性具有保護作用.木麻黃林和相思林在4個季節(jié)的土壤含水量都高于林下少植物的桉樹林和林下無植物的桉樹林.草地與甘蔗園林相比,甘蔗園明顯優(yōu)于草地,草地又稍微優(yōu)于林下少植物的桉樹林;草地土壤持水量較低的原因是:該地區(qū)草地是由華三芒草(Aristida 、球柱草(Bulbostylis 等旱生禾草和莎草組

15、成,它們在旱季干枯,保水能力下降.地上植被覆蓋率越高的土壤,在豐雨季節(jié),儲存水分越多,在干旱季節(jié)儲存水分最好,而地上植被覆蓋率低的土壤則相反.木本植被型儲水順序為:灌叢>相思林>木麻黃林>林下多植物的桉樹林>林下少植物的桉樹林;甘蔗園優(yōu)于草地.336海南大學學報自然科學版 2003年表2 不同植被類型的土壤在不同時期含水量的平均值%樣地土層厚度cm 日 期2001080320011103200201202002031620020623桉樹林*1100 3.60 3.62 2.46 1.76 2.59桉樹林*1100 5.79 2.99 2.74 2.51 3.14木麻黃

16、林1100 4.54 3.87 2.90 1.94 2.56相思林1100 6.03 3.84 2.80 2.15 3.16灌叢1100 6.15 3.88 3.54 2.74 3.75草地1100 5.22 3.96 2.84 1.88 3.45甘蔗園1100#4.164.253.623.95注:*林下少植物的桉樹林,*林下多植物的桉樹林3.3.2 不同植被類型的土壤水分含量垂直變化 由表3可見,土層深度為05c m 處的含水量與地上植被覆蓋相關,覆蓋率最高的林下多植物的桉樹林的土壤含水量最高,為3 36%,其次是灌叢,含水量為3 22%.在甘蔗園,由于甘蔗根系大量分布在表層,消耗大量水分,

17、所以其土壤含水量最低,為2 51%.在土層深度為20cm 處的含水量不僅與植被覆蓋相關,而且還跟地下植被根系有關,如地面上的灌叢,由于其地下根系相對不發(fā)達,故其土壤含水量最高,為4.07%,依次為相思林(3 95%、甘蔗園(3 86%及林下多植物的桉樹林(3 77%.原來覆蓋率高的植被類型,土壤含水量在土層深處(40c m 繼續(xù)提高,含水量高最的是灌叢,為4 53%,甘蔗園為4 18%,相思林為3 89%,木麻黃林為3 11%,林下多植物的桉樹林為3 88%,林下少植物的桉樹林為2 95%.土層深度在80c m 以下,其土壤持水量的變化規(guī)律是:根系較淺的植被類型,其土壤含水量較高,如灌叢、草地

18、和甘蔗園地,其余3種植被類型較低.表3 不同植被類型的土壤在不同土層的含水量%土層深度 cm 桉樹林*桉樹林*木麻黃林相思林灌叢草地甘蔗園05 2.84 3.36 2.50 2.74 3.22 2.61 2.5120 2.69 3.77 2.94 3.95 4.07 2.89 3.8640 2.95 3.88 3.11 3.89 4.53 3.16 4.1880 2.75 3.22 3.32 3.76 4.25 4.16 4.78100 2.81 2.94 3.93 3.64 3.98 4.53 4.65平均值2.813.433.163.604.013.474.00注:*林下少植物桉樹林,*林

19、下多植物桉樹林4 自然植被和人工植被的土壤有機質與含水量、全N 的相關性分析相關分析結果表明,第1層土壤(020cm和第2層土壤(2040c m的有機質與相對應土層的全N 、含水量顯示出不同的相關性.其中,有機質和全N 的相關性在020c m 水平,相關系數(shù)為0.9914(n =6r 0.05=0.811r 0.01=0.917,下同,達極顯著相關;在2040cm 水平,相關系數(shù)只有0.1918,呈顯不相關.這說明有機質和全N 的相關性在020c m 水平遠密切于在2040cm 水平.有機質和土壤含水量的相關性在020c m 水平,相關系數(shù)為0.6899,呈顯不相關;在2040cm 水平,相關

20、系數(shù)只有0.4784,呈顯不相關.但仍表明有機質和土壤含水量的相關性337第4期 楊小波等:海南西南部不同植被類型樣地的土壤養(yǎng)分特性及持水性比較研究338海南大學學報自然科學版 2003年在020cm水平較密切于在2040cm水平.對這一地區(qū)林地進行相對應的相關分析,亦表現(xiàn)相類似的結果,即:有機質和全N的相關性在020cm水平,相關系數(shù)為0.9978(n=4r0.05=0.950,r0.01=0.990,下同,達極顯著相關;在2040cm水平,相關系數(shù)卻為-0.2005,呈顯不相關;有機質和土壤含水量的相關性在020c m水平,相關系數(shù)為0 9002,呈顯不相關;在2040cm水平,相關系數(shù)只

21、有0.3687,亦呈顯不相關.即使這樣,也同樣表明有機質和土壤含水量的相關性在020cm水平較密切于在2040c m水平.這說明有機質積累對土壤涵養(yǎng)水量有利,也有利于N的積累.5 討論與結論上述結果表明,研究區(qū)土地養(yǎng)分貧瘠的主要原因是該地處于平原沙地和燥紅壤區(qū),土壤質地本身肥力較低、保肥供肥能力較弱的緣故.但灌叢、林下多植物的桉樹林和相思林的土壤有機質、全N、全P和速效N的含量相對高一些,這說明林下植被對桉樹林土壤養(yǎng)分的保護是較為重要的.在同一立地上生長覆蓋著不同植物,其土壤含水量差異明顯.比較海尾地區(qū)6種主要的植被類型的土壤含水量,4種木本植被儲水量依次為:灌叢>相思林>木麻黃林

22、>桉樹林;對比桉樹林的情況是:林下多植物的桉樹林>林下少植物的桉樹林;草本植被情況是:甘蔗園>草地.枯枝落葉抑制水分蒸發(fā)的作用與土壤含水量有關,土壤含水量很低時,抑制土壤蒸發(fā)的效果不明顯,當土壤水分高于3 4田間持水量時,其抑制蒸發(fā)的效果隨土壤水分的提高和凋落物層的加厚而提高7.年降水量分布與各植被土壤含水量的變化基本保持一致,且在豐雨季節(jié),土壤含水量最高值在50cm以上,隨著季節(jié)降雨量減少,土壤含水量最高值下移.即使含水量最高的灌叢地和甘蔗園植物,在實際生長中還需要補充水分.三大人工林在旱季儲水都差,尤其是桉樹林地更甚,在蒸發(fā)量遠大于降雨量的干旱地區(qū),種植大面積的桉樹林,在

23、經(jīng)過數(shù)年生長后,會導致地下水位下降.本結果還表明有機質積累越多對涵養(yǎng)水分越好,N源越豐富.因此,筆者認為海尾地區(qū)的植被建設應盡可能退部分桉樹林為灌叢,方能達到持水之目的.參考文獻:1藍佩玲,廖新榮,廖觀榮,等.桉樹與粗果相思混交對土壤養(yǎng)分的影響J.熱帶亞熱帶土壤科學,1998,7(1:77-79.2楊偉東,鐘羅生,楊國清,等.桉樹人工林地力衰退防治研究#改全墾為帶墾J.熱帶亞熱帶土壤科學,1998,7(3:179-183.3黃錦龍,吳學仕,林松煜,等.桉樹間種菠蘿對土壤性質和林木生長的影響J.熱帶亞熱帶土壤科學,1992,1(1:32-36.4陳孝,林松煜,楊國清,等.農(nóng)林復合經(jīng)營研究#桉樹人

24、工林間種西瓜對林木和土壤的效應J.熱帶亞熱帶土壤科學,1996,5(3:127-132.5楊國清,趙貴,鄭日紅,等.農(nóng)林復合經(jīng)營研究#桉樹間種山毛豆對林木和土壤的影響J.熱帶亞熱帶土壤科學,1997,6(2:71-75.6王尚明,吳學仕,陳孝,等.農(nóng)林復合經(jīng)營研究#菠蘿與桉樹輪作對林木生長和土壤的影響J.熱帶亞熱帶土壤科學,1997,6(1:1-8.7王佑民.中國林地枯落物持水保土作用研究概況J.水土保持水報.2000,14(4:108-113.(下轉第343頁第 4期 汪躍華等: 1- MCP 對唐菖蒲切花的保鮮作用 343 Fresh keeping Effects of 1- Methy

25、lcyclopropene on Cut flowers of Gladiolus hybridus Hort. WANG Yue hua, DONG Hua qiang, LIN Yin feng ( Faculty of Agriculture and Husbandry , Science and Technology University of Foshan, Foshan 528231, China Abstract: The cut f lowers of Gladiolus hybridus Hort. , which were to be inserted in vase, w

26、ere treated by 1- methylcyclopropene ( 1- MCP under different concentrat ions. The result showed that compared with control treatment, 1- MCP treament could improve the blossom rate of Gladiolus hybridus cut flowers and increase theirs ornamental value, and reduce theirs withering degree. It also sh

27、owed that the effect of 1MCP treatment with = 0. 1 mL L -1 was particularly the best. This treatment could extend the life of cut flowers and improve theirs exterior quality, meantime could also retard the relative permeability of petals and leaves plasma membrane, and have a certain effect on the c

28、ontent of petal protein and leaf chloro phyll. Key words: Gladiolus hybridus ; cut flowers; 1- methylcyclopropene ( 上接第 338 頁 The Comparative Study on the Soil Nutrients and Water holding Among Different Vegetation Types in the South west Area of Hainan Island YANG Xiao bo, LI Yue lie ( A griculture College of Hainan University, Haikou 570228, China Abstract: The main types of artificial and nature vegetation are as follows: Eucalyptus forest , Casuarina fore