秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征研究

【目的】作为最重要的速生造林树种,50多年前华北落叶松就被引入陕西并造林,引种初期华北落叶松生长良好,而近年来生长势明显下降,地力衰退问题也日益受到关注。本文研究了秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征,以期为华北落叶松幼龄期人工林的合理经营、中幼龄林地土壤生态系统结构、功能及其可持续利用提供科学依据。【方法】本试验选取立地条件基本一致的5a、10a和20a的华北落叶松人工林地,每个样地设置20m×20m的标准地,用土钻在每个标准地沿“S”型采集5个点的0—20cm、20—40cm和40—60cm的土样,各层混均,用四分法取样,分析不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面的pH值、有机质及氮、磷养分和酶活性。【结果】研究结果表明,土壤pH值在5a林地随土壤深度的增加逐渐升高,而在10a和20a林地表现为先降低后显著升高(P<0.05),不同林龄林地0—20cm土层的pH值变化范围为6.21～6.71,表现为10a>5a>20a;40—60cm和20—40cm土层均表现为5a>10a>20a。不同林龄林地的表层(0—20cm)土壤有机质含量变化范围为18.68～25.89g/kg,均显著高于下层(20—40cm和40—60cm)土壤,随着林龄的增加没有明显的变化趋势。土壤全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷含量随着土壤深度的增加呈明显下降的趋势(P<0.05),而在0—20cm土层中,20a林地的氮含量显著高于5a和10a林地的(P<0.05),10a林地的速效磷含量最高。不同林龄的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性在0—20cm土层显著高于20—40cm和40—60cm土层(P<0.05),过氧化氢酶活性却呈相反的变化趋势。0—20cm土层,不同林龄林地的蔗糖酶和脲酶活性表现为10a>5a>20a,磷酸酶和过氧化氢酶活性在20a林地土壤中最大,不同林龄林地土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化范围分别为25.93～71.07Glucosemg/g、0.15～0.52NH3-Nmg/g、0.28～0.41Phenolmg/g和3.95～4.58mL0.01mol/LKMnO4/g。相关性分析表明,土壤有机质、全氮和速效磷含量与土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈极显著的正相关性(P<0.01),与过氧化氢酶呈极显著的负相关性(P<0.01)。【结论】华北落叶松的生长对土壤pH、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷的变化产生了明显影响,同时也影响了土壤酶活性;由于该地区土壤的有效氮和速效磷含量较低,加上林木的快速生长,20a华北落叶松林地力呈现衰退趋势。基于以上研究结果,建议在该地区对于接近20a的华北落叶松人工林地采取施肥措施,以补充土壤养分,保证林木的正常生长。