第 2 1 卷 第 4期

    2 0 0 4年 1 2月

    干 旱 区 研 究

    ARI D Z 0NE RES EARCH

    Vo I . 21 NO . 4

    De c . 2 o0 4

    文章编号 ： 1 0 0 1 —4 6 7 5 ( 2 0 0 4 ) 0 4—0 3 4 8—0 5

    油松刺槐混交林土壤生物学特性研究

    王 健 ， 一 ， 刘作新

    ( 1中国科学院 沈阳应用生态研究所， 沈阳 1 1 0 0 1 5 ； 2海南大学 生命科学与农学院， 海口 5 7 0 2 2 8 )

    摘 要：通过对油松 ( P i t a b H l a e f o r mi s C a r t . ) 、 刺槐 ( Ro b i n i a p s e u d o a c a c i a L . ) 混交林、 油松纯林及刺槐纯林多种

    土壤微生物种群数量、 酶活性及其季节变化的对比分析。结果表明， 油松刺槐混交显著改善了林地土壤生物学特

    性 ， 土壤细菌 、 真菌和放线菌 以及固氮菌 、 磷细菌 、 钾细菌 的种群数量较纯林均明显增多， 土壤质量明显改善。油松

    刺槐混交提高了土壤过氧化氢酶、 脲酶和磷酸酶活性。此外， 研究还显示， 混交林土壤生物学特性的改变与生长季

    土壤含水量密切相关。

    关键词 ：油松；刺槐 ； 混交林 ；生物学特性；土壤

    中图分类号 ： 1 5 4 文献标识码 ： A

    大量研究表明， 长期人工林经营对土壤物理、化学及生物学特性 的影响， 是造成人工林地力衰退

    的重要原因【 卜引。为了防治地力衰退 ， 施行混交造

    林或将纯 林改 造成 混交 林。针对 杨树 ( P o p u l u s

    s p p . ) 、 刺 槐 J 、水 曲 柳 ( F r a x i mu s ma n d s h u r i c a

    R u p r . ) 落叶松 ( L 口 比E s p p . ) j 、 杉 ( C u n n i n g h a mi a

    l a n c e o l a t a Ho o k . ) 桦 ( B e t u l a s p p . ) l 引、 油松刺槐

    等的混交林研究和实践已经证明， 通过合理混交可

    以在很大程度上改善人工林地力衰退状况， 但对产

    生这种作用的机理 目前却了解甚少。本文以辽西地

    区油松刺槐混交林为对象 ， 研究混交造林对土壤生

    物学特性的影响， 旨在研究混交造林防治地力衰退

    的机 理 。

    I 试验地概况

    试验地位于辽宁省喀左县老爷庙镇下河套村西

    山国家攻关旱农喀左试区的人工林试验示范基地。

    土壤为褐土， 土层厚度 3 0 c m。试验地油松种植 于

    2 0世纪 6 0年代 ， 由于地力衰退、 土壤瘠薄， 一直生

    长不良。1 9 8 2年调查时油松纯林平均蓄积量仅为

    3. 6 m3 · h m ～ ，林分平均生长量 1 . 4 0 m3 · h m一 a - 【 剐。

    l 9 7 5年以后， 国家攻关旱农课题组在此进行 了较大

    范围的人工林改造试验 ， 采用隔行间伐后混交刺槐 、沙 棘 ( Hi p p o p h a e r h a mn o i d e s L r . ) 、胡 枝 子

    ( L e s p e d e z a J T o r i b u n d a B g e . ) 等， 变油松纯林为混交

    林， 取得了显著的效果， 林分生长状况明显好转。实

    地调查表明， 现实林分郁闭度 0 . 7 5 ， 油松平均树高

    1 2 . 6 I T I ， 胸径 1 3 . 7 c r n ； 刺槐平均树高 1 1 . 4 I T I ， 胸径

    1 0 . 3 c m。林下 自然更新 良好 ， 植被盖度为 7 0 %。

    2 试验方法

    2 . 1 样品采集

    分别在油松纯林 、 刺槐纯林和油松刺槐混交林

    于春季( 4月 1 6日) 、 夏季( 7月 6日) 、 秋季( 9月 2 0

    日) 依次取样。取样时先在林下随机选取 5处取样

    点， 依次取 0 ～3 0 c m 土壤混合作为样品， 再将不同

    取样点的土样充分混合后用 四分法取出待测土样。

    每种林地类型取样重复 4次， 逐项测定土壤含水量、土样中细菌、 真菌 、 放线菌 、 固氮菌、 磷细菌、 钾细菌

    数量及过氧化氢酶、 脲酶、 磷酸酶活性。试验连续进

    行 了2 a ， 以 2 a 平均值进行分析。

    2 . 2 样品测定

    细菌、 真菌和放线菌数量采用稀释平板法测定。

    脲酶活性采用奈氏比色法测定 ； 磷酸酶活性采用磷

    酸苯二钠法测定； 过氧化氢酶活性采用 KMn O4 滴

    定法测定。详细测定方法见《 土壤微生物分析方法

    手册》 【 ] 和《 土壤动态生物化学研究法》 【 加] 。

    3 结果与分析

    3 . 1 土壤含水量变化

    辽西油松 、 刺槐混交林和油松 、 刺槐纯林在不同

    收稿 日期：2 0 0 3一l 】一1 4； 修订日期：2 0 0 4—0 4—2 3

    基金项 目： “ 九五” 国家重点攻关专题项 目( 9 6—0 0 6～O 4一O 6 ) 资助

    作者简介 ：七健( 1 9 6 8一) ， 男 ， 副研究员， 博士， 从事森林培育学方面的研究和教学工作， 发表学术论文( 著) 3 O篇( 部)

    维普资讯 http:www.cqvip.com 4期 王 健等： 油松刺槐混交林土壤生物学特性研究 3 4 9

    2 O

    1 0

    寸 c 5

    O

    取样时I ‘ 司 ( 月一 口)

    四油松纯林 日刺槐纯林 口混 变 林

    图 l 不 同林分土壤含水量变化

    Fi g . 1 Ch a n g e o f mo i s t u r e c o n t e n t i n s o i l s

    u n d e r t h e d i f f e r e n t f o r e s t s

    季节的土壤含水量变化见图 1 ， 整个生长季 3种林

    分的平均土壤含水 量为 1 2 . 2 %～1 3 . 7 %， 变化不

    大。但不同林分其含水量的季节变化 明显不同， 最

    显著的变化表 现 在夏季 ， 此时 ， 混交 林含 水量 为

    l 6 . 7 %， 比春、 秋季分别高 6 . 0和 3 . 1个百分点 ， 比

    裸地的 6 . 0 %增加了 1 0 . 7个百分点， 与油松和刺槐

    纯林同期相 比分别高 6 . 4和 7 . 9个百分点。油松和

    刺槐纯林的季节变化与混交林不 同， 其含水量最高

    值均出现在秋季， 由于喀左地区降雨主要分布在夏

    季( 6 ～8月) ， 占全年降雨量的 7 1 . 6 %， 夏季土壤含

    水量应该较高 ， 但 2种人工纯林土壤含水量却较低，这种情况一方面与夏季温度高， 土壤蒸发量大有关 ，另一方面也是林分质量差， 林内植被稀疏 ， 土壤保水

    性能差的集中体现。也说明油松 、 刺槐混交能够更

    好地涵蓄土壤水分。

    3 . 2 微生物种群数量及其变化

    3 . 2 . 1 细菌、 放线菌和真菌

    土壤微生物的种类和数量受土壤温度、 水分 、 孔

    隙、 有机质、 矿物质等多种因素的影响， 有机质丰富、质地疏松 、 酸碱度适宜的土壤， 其微生物活性较高 ......