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文檔簡介

茂名小良水保站不同植被類型土壤理化性狀對比分析

我國已有100多年的桉樹引進歷史,但對桉樹的研究只有50多年。此外,大部分研究工作集中在引進、育種、高產(chǎn)栽培技術(shù)和木材使用方面。對桉樹生態(tài)退化的研究,尤其是對桉樹與其他植物物理特性的比較分析,很少有研究對桉樹及其周圍環(huán)境的物理特性進行。土壤物理性狀退化,導(dǎo)致的肥力貧瘠、地力衰退已成為茂名小良水保站經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸問題.本研究選擇了小良水保站的混交林、松桉混交林、桉樹純林、光板地4塊樣地,通過開展樣地的土壤含水量、土壤吸濕水、土壤容重、土壤比重、土壤孔隙度以及土壤的機械組成等6個土壤物理性狀指標的測定,試圖通過不同的植被類型下土壤物理性狀的對比分析來研究植被類型對土壤物理性質(zhì)的影響,為科學(xué)、合理地經(jīng)營桉樹經(jīng)濟林,改善土壤物理性狀,提高地力提供科學(xué)依據(jù).1南海洋性土壤條件小良水保站位于廣東省茂名市電白縣小良鎮(zhèn)西南部的沿海臺地上,地理位置為110°54′18″E,21°27′49″N.全站面積288.87hm2;海拔最高處為36m.該地屬熱帶北緣海洋性季風氣候區(qū),年平均氣溫為23℃,最高溫36.5℃,最低溫4.7℃.年平均降雨量1442mm,雨量分布極不均勻,降雨方式多為暴雨形式的對流雨及臺風雨.大部分集中在6~8月,有明顯的干濕季之分;年平均蒸發(fā)量為2100mm.地帶性土壤大部分是發(fā)育于花崗巖母質(zhì)上的多礫粘質(zhì)磚紅壤;頂級植被為熱帶季雨林.2材料和研究方法2.1土壤樣品的采集和處理2.1.1土壤養(yǎng)分供應(yīng)情況.對于小良基地土壤土壤中的有效養(yǎng)分的含量,隨季節(jié)的改變有很大的變化.分析土壤養(yǎng)分供應(yīng)情況時,一般都在晚秋或早春采樣,同一時間內(nèi)采取的土樣才能相互比較.本項目同時在晚秋采集小良基地4個樣地的混合土樣和剖面土樣.2.1.2土壤樣品的采集森林土壤樣品的采集必須在取樣時間、立地條件基本一致的地段,對不同植被的混交林、松桉混交林、桉樹純林和光板地分別取土樣.土壤物理性質(zhì)測試樣品的采集:每種樣地挖一個剖面,分層取土.土壤剖面應(yīng)在林木根系集中分布區(qū),離樹干1m左右,避開施肥穴和人工翻動土層.通常采取自下而上均勻取土,每個剖面每層取土量基本相等約0.2kg,合并為1kg左右的混合土樣,用塑料袋盛裝并貼上編號標簽,做好采樣記錄,帶回室內(nèi)供化驗分析.1)自然含水量:每層用鋁盒采2個土樣,計算時取2個值的平均值,回來后放干燥器里(鋁盒16個).2)田間持水量:每層的土壤用環(huán)刀采1個土樣.回來后放干燥器里(環(huán)刀8個).3)容重:每層的土壤用環(huán)刀采2個土樣,計算時取2個值的平均值.回來后放干燥器里(環(huán)刀16個).4)用塑料袋裝好每層土壤,回來后攤開風干制樣,以備研究土壤的風干土吸濕含水量、土壤顆粒分析、土壤容重和比重的測定及總孔隙度的計算、土壤團聚體的測定(塑料袋6打).2.1.3測定樣品的目的和方法從野外采回的土壤樣本,都要經(jīng)過一定的處理,制成分析樣本,才能用來進行各項分析.處理樣品的目的主要有:①使樣品較長期地保存,不致因微生物活動而變質(zhì).②挑去非土部分,使分析結(jié)果能代表土壤本身的組成.③將樣品適當磨細和充分混勻,使分析時所取樣品具有較高的代表性,減少稱樣的誤差.④將樣品磨細,增大土粒的表面積,使制備待測溶液時分解樣品的反應(yīng)能夠完全和均勻一致.1土壤樣品的預(yù)處理土樣處理按常規(guī)方法進行,處理步驟:風干、研磨、過篩、混合、分樣、稱重和儲存.從試驗林地采回的土壤樣品,應(yīng)及時進行風干,以免發(fā)霉而引起性質(zhì)的改變.其方法是將土壤樣品弄成碎塊平鋪在干凈的紙上,攤成薄層置于室內(nèi)陰涼通風處風干,經(jīng)常翻動,加速其干燥,切忌陽光直接曝曬,風干后的土樣再進行研磨、過篩、混合、分樣處理.2土壤顆粒重的測定,計算其21mm細礫重的測定在進行土壤物理分析時,樣品處理的方法是取風干樣品100~200g,挑去大的有機物及石塊,研磨,然后通過6—7號篩(3mm)及8號篩(1mm),稱出3~1mm粒級細礫重,同時將通過1mm篩的土樣稱重,計算其3~1mm細礫含量百分數(shù),最后將土樣混勻后盛于廣口瓶內(nèi),供土壤顆粒分析及其它物理性質(zhì)測定時用.倘若土壤中有鐵錳結(jié)核、石灰結(jié)核,應(yīng)細心挑出稱重,保存,以備專門分析之用.2.2土壤物理特性分析2.2.1土壤含水率和吸濕水含量的測定用感量0.001g的天秤稱得鋁盒土樣的質(zhì)量,記錄土樣的濕質(zhì)量(風干土質(zhì)量)mt,在105℃烘箱內(nèi)將土樣烘6~8h至恒重,移入干燥器冷卻至室溫測定烘干土重ms,根據(jù)em=(mt-ms)/ms×100%得出土壤含水率和吸濕水含量.2.2.2土樣的預(yù)處理用感量0.001g的天平稱取過1mm篩的烘干土10g,傾入50mL的比重瓶內(nèi),加蒸餾水至瓶內(nèi)容積約一半處,搖動比重瓶使土樣與水混合均勻,置于電熱板加熱沸騰lh,不時搖動比重瓶以驅(qū)逐土壤和水中的空氣,冷卻,加滿排除空氣的冷卻蒸餾水,濾紙擦干瓶外水分,稱重為m1;將比重瓶內(nèi)的土倒出,洗凈,加滿排除空氣的冷卻蒸餾水,濾紙擦干瓶外水分,稱重為m2.依公式pa=10/(10+m2一m1)得土壤比重.2.2.3土壤含水量和容重的測定將充滿土壤的環(huán)刀稱重m2,減去事先稱取的環(huán)刀重量m1(精確到0.001g),得到濕土質(zhì)量m,從環(huán)刀筒中取出土樣測定土壤含水量em,依公式pb=(m2-m1)×(100-em)/(v×100)得土壤容重,其中v為環(huán)刀容積.2.2.4通過土壤比重和體積重計算,孔度=1-pp土體積重和土壤比重2.2.5沉降粒土粒沉降試驗稱取過2mm篩風土50g,加入0.5mol.氫氧化鈉分散劑40mL,制成5%懸浮液,讓土粒自由沉降.選定測比重計讀數(shù)的時間,測出<0.01mm,粒級的比重計讀數(shù).另取一沉降筒,加入等量分散,軟水稀釋至1000mL,比重計讀數(shù)為空白校正,取比重計校正讀數(shù)為結(jié)果值.公式:∠0.01mm土粒%=[讀數(shù)(R)—校正值(C)]×100/烘干土重.以上試驗均做2個平行.3土壤質(zhì)地與養(yǎng)分的關(guān)系土壤的物理性質(zhì)是多方面的,主要包括土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度等.這些性質(zhì)影響著土壤的堅實度、塑性、通透性、排水、蓄水能力、根部穿透的難易、植物養(yǎng)分的保存力等,它們彼此間相互關(guān)聯(lián).土壤質(zhì)地一般稱為土壤機械組成,指礫石、砂粒、粉砂和粘粒不同粒級不同比例的組合.土壤質(zhì)地不僅影響土壤水分、空氣和熱量的狀況,同時影響著養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化.土壤的孔隙性涉及到土壤的比重、容重,決定于土壤質(zhì)地、有機質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)等,決定著土壤的水分和空氣狀況,并對熱量有一定的影響.孔隙性良好的土壤能夠很好地協(xié)調(diào)水肥氣熱的狀況,有利于土壤肥力的發(fā)揮和作物的生長發(fā)育.3.1表土層容重、土壤有機質(zhì)含量土壤容重是指土壤在自然結(jié)構(gòu)的狀況下,單位體積土壤的烘干重,以g/cm3表示.土壤容重主要由土壤孔隙以及土壤固體的數(shù)量來決定.因此疏松多孔、富含有機質(zhì)的土壤容重就低,而那些較為緊實致密、有機質(zhì)含量少的土壤密度就高.由土壤容重圖可以看出:①土壤的容重表土層都要低于心土層,這是因為表土層有機質(zhì)含量比心土層高的緣故;但光板地表土層的容重反而高于心土層,這主要是由于光板地表土層流水侵蝕強烈,土壤細粒物質(zhì)大部分淋失,質(zhì)地粗而緊實.②平均容重混交林和桉樹林一樣,都為1.675,但是混交林不但容重最小,而且表土層和心土層相差也最少為0.03,說明土壤環(huán)境較好,有機質(zhì)較豐富,土壤質(zhì)地上下較均一;桉樹林栽培1~2年,容重小,主要是全墾深耕地的結(jié)果,而且表土層和心土層相差較大,表明粘粒下移,表層沙化.③松桉混交林是40多年的老林,粘粒下移,表層沙化非常明顯,表土層和心土層相差極大為0.43,說明土壤環(huán)境不好.④桉樹林相對于光板地來說,表土層土壤容重要小,說明對土壤質(zhì)地有一定的改善作用.⑤混交林表土層容重僅低于光板地——較大,這是因為林下土壤多石沙,少粘粒,團粒結(jié)構(gòu)較差的緣故,也充分說明了人工恢復(fù)林生態(tài)的脆弱性.2.2桉樹林土壤肥力相對應(yīng)比混交林土由表1可以看出:①松桉混交林表土層比重最小,桉樹林表土比重最大,混交林比重也較大,這和容重結(jié)果相似.這是因為桉樹林其固相成分里有機質(zhì)含量比較少,礦物質(zhì)較多,說明桉樹林地的土壤肥力較低,也與全耕深翻的人為管理方式有關(guān).②松桉混交林粘粒下移明顯,表土層也有一定含量的有機質(zhì),比闊葉林、純桉林土壤比重小.③闊葉林和光板地比重值在大多數(shù)土壤比重范圍內(nèi)(2.56),是正常值.2.3土壤質(zhì)地的細土壤孔隙度是指單位原狀容積土壤中孔隙所占容積的百分數(shù).土壤孔隙度的大小與土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和有機質(zhì)含量密切相關(guān),一般土壤的孔隙度為40%~60%,隨著土壤質(zhì)地的變細,孔隙度也會增加;土壤有機質(zhì)含量高,土壤孔隙度也高;而砂質(zhì)土壤的孔隙度較低.結(jié)果分析:由表2可以看出:①小良土壤孔隙度普遍偏低,說明土壤團粒結(jié)構(gòu)較差,沙化嚴重.②桉樹林地的土壤孔隙度較大,這是因為全耕和深翻的影響,使土壤比較疏松.③松桉混交林粘粒下移,表層土比重較小,孔隙度較大.④闊葉混交林表層土石沙多,粘粒少,孔隙度也較小.⑤光板地無植被保護,板結(jié)密實,是最粗質(zhì)、孔隙度最小,且粗孔隙較多.2.4混交林地表土層含水量由表3可以看出:小良4種土都是重石質(zhì)壤土,其中混交林為重石質(zhì)輕壤土,其它為重石質(zhì)中壤土.可見,人工恢復(fù)林生態(tài)的脆弱性和可持續(xù)的艱巨性.2.1.5土壤含水量測定結(jié)果與分析由圖2可見:含水量表土層都低于心土層,使地面蒸發(fā)的緣故.闊葉混交林地蓄水功能最好;純桉林次之;多年生的松桉混交含水量較少,光板地無植被保護,含水量最少.光板地表土層與心土層含水量相差較大;桉樹林相差最大.說明純桉林2~3年生時處在速生期,地表層須根多,耗水量大;地表層地物少,植被保護差,林地蓄水功能較差,導(dǎo)致表土層與心土層含水量相差最大;但含水量仍較大,說明純桉林還有一定的蓄水能力.圖3表明:①小良4種林地下土壤的吸濕含水率最大的是闊葉混交林,其次的桉樹林地、松桉混交林地,最低的是光板地.②表土層與心土層吸濕含水率相差桉林最大,松桉混交林次之,光板地最小.由此可見,桉樹林下土壤相對于光板地而言,其土壤質(zhì)地變細,物理性質(zhì)得到一定的改善,另一方面,與粘粒下移有關(guān).4結(jié)論和討論4.1不同混交類型土壤理化性質(zhì)森林土壤的物理性質(zhì)主要反映在土壤的固相、液相、氣相等方面,三者之間相互協(xié)調(diào),比例適當時,土壤才表現(xiàn)出林木生長所需的最好的物理性質(zhì).上述研究結(jié)果表明:混交林下土壤的固相、液相、氣相顯著優(yōu)于松桉混交林和桉樹林土壤,更優(yōu)于光板地,這與混交林林下土壤具有較高的有機質(zhì)含量有關(guān).良好的土壤結(jié)構(gòu),增加了土壤涵養(yǎng)水分的能力.由于有林地土壤總孔隙度大于光板地,因而保水蓄水能力要好于非林地.林內(nèi)保水能力主要是通過水分滲人到土體內(nèi)部貯存起來或變?yōu)橥羶?nèi)徑流,將地表水轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥浪?而非林地土壤的滲透作用遠不及林內(nèi).實驗結(jié)果表明:①4種植被下的土壤含水量由大到小的順序是:混交林>純桉林>松桉混交林>光板地;表土層與心土層含量相差:純桉林>光板地>松桉混交林>闊葉混交林地.②吸濕水含量:混交林>純桉林>松桉混交林>光板地;表土層與心土層含量相差:純桉林>松桉混交林>闊葉混交林地>光板地.③土壤表土層容重:光板地>混交林>純桉林>松桉混交林;土壤心土層容重:松桉混交林>純桉林>混交林>光板地.④土壤比重:純桉林>混交林>光板地>松桉混交林.⑤土壤孔隙度:桉樹林地>松桉混交林地>闊葉混交林地>光板地.⑥土壤粘粒含量:光板地>松桉混交林>純桉林>混交林.⑦土壤礫石含量:混交林>松桉混交林>光板地>純桉林.⑧土壤質(zhì)地分類除混交林是重石質(zhì)輕壤土外,其他3種土都是重石質(zhì)中壤土.分析可見:①混交林含水、蓄水性能最好;但土壤質(zhì)地一般,多石沙;容重和孔隙度都不太好.②松桉混交林比純桉林容重和比重小,說明桉樹混交利于土壤質(zhì)地改善;但松桉混交林、純桉林的保水、蓄水性能不如混交林,地表沙化,粘粒下移明顯;③純桉林人工全耕深翻,土質(zhì)疏松利于雨水下滲.④光板地物理性狀最差,是無植被保護的結(jié)果.4.2討論1桉樹在半島經(jīng)營的土壤物理性狀隨樹齡的變化而存在一些物理特性,通過研究發(fā)現(xiàn),松桉混交林和純桉林都有表土層沙

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