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人工林不同发育阶段土壤变化的主要原因

 

杉木人工林与落叶松人工林不同发育阶段(不同林龄)的土壤质量变化进行分析。大量的调查测定可以反映出一定规律性。

 

首先从我们调查和引用的资料看,南方的杉木人工林和北方的落叶松人工林不同发育阶段土壤质量变化的现象是不相同的。在杉木人工林明显地表现出在中龄林阶段土壤质量是相对最差的,到了近、成熟林阶段有所恢复。但落叶松人工林基本从幼龄林到中龄林和近熟林土壤质量是呈下降趋势的,3类林分中近熟林土壤质量较低,有没有可能到了成熟林有所恢复,有待进一步调查。

 

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人工林不同发育阶段(或不同林龄)土壤质量产生不同改变的原因主要有3个,第一是林木的生长速度与生长量变化,尤其是与林木密度与生长量高峰期有关。当林分密度大而林木生长量大时,吸收养分多。对杉木人工林我们有一个6块样地8年的定位观测,从 11~19年生的8年间(生长速度、生长量最大时期),水解N平均下降了30. 12%,由最适值下降到临界值;速效P下降了20. 2% ,使P的供应更为不足;此外有机质也有所下降。第二是林下植被的发育状况,人工林通常在中龄时,林冠发展快、林冠郁闭度高(如达 0.8~1.0或更高),林下光照弱,林下几无植物生长。但到了中龄林以后,由于自然稀疏和自然整枝林冠郁闭度下降,林下透光度增加,林下植被很快发育,特别那些孢子、种子易传播的植物,以及在林地土壤种子库中还活着的植物种子会迅速生长起来,因此通常在中龄林后,特别到了近熟林和成熟林,杉木林下植被已有相当发展。根据我们对林下植被专门调查测定中发现,当林下植被达到一定的覆盖度和生物量时,对土壤的质量(包括理化,生物特性)有明显影响。第三是枯落物的组成与分解,林下枯落物组成是多样的还是单一的,尤其在针叶树人工林中其分解和养分释放速率有较大差别。如针叶树枯落物中混生有阔叶树落叶或林下植被枯落物后,有加速分解和养分释放的作用。

 

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从上面分析的两个树种人工林看,杉木人工林比较明显的是从幼龄林中龄林,土壤质量有所下降,而到了近成熟林土壤质量有所恢复,这种状况同杉木人工林在中龄林(10~ 20年生)时期生长快、林木生长量大、林冠郁闭度高、林下植被发育差有关。而杉木人工林在中龄林时期养分吸收多,枯落物分解慢,释放的养分少,故这一时期土壤质量是下降的。但到了近熟林(21~25年生)和成熟林(26-35年生)林木生长量下降,但林下植被却有良好发育,也就是林木吸收养分量减少,而枯落物分解和养分释放加速,因此此时期土壤质量有所上升。

 

落叶松人工林土壤质量变化与杉木人工林有所不同。落叶松人工林土壤质量从幼龄林到近熟林一直呈下降趋势,近熟林土壤质量未显出有所改善。这是因为落叶松人工林生长、发育特性与杉木人工林有所不同,从生长看落叶松人工林速生期和生长量高的时期比较长,而生长量也比杉木人工林小。相对而言,对林地土壤质量影响也较小,不像杉木人工林在中龄林时期对土壤的影响(主要表现养分需求)明显。从林分发育看,根据崔国发等(1996)调査资料,25年生(中龄林)和37年生(近熟林)落叶松林,其林下植被发育情况没有明显的差别,同时反映在凋落物的数量和组成上,也是如此。如25年生林分每公顷针叶、阔叶、枯草累积量与总量四者分别为3040kg、560kg、151kg和3751kg,而37年生林分四者分别为2730kg、850kg、191kg和3771kg;其针叶、阔叶、枯草积累量的比例25年林分分别为81%,、15%和4%,,37年生林分分别为72%、23%与5%。这也表明林下植被发育与枯落 物积累量与组成,在近熟林并未获得明显改善,故近熟林土壤质量仍然有所下降。

 


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