炼山对巨桉林地土壤全磷和有效磷含量的影响

摘要：研究了四川省乐山市兴福寺和棉花山等地炼山初期、炼山后一年生、炼山后五年生巨桉林地土壤磷含量。结果表明，炼山对巨桉林地土壤全磷和有效磷含量的影响十分显著。炼山初期林地土壤全磷含量高于炼山后一年生和五年生巨桉林地土壤，而土壤有效磷含量则低于炼山后一年生和五年生巨桉林地土壤。炼山后一年生的巨桉林地土壤有效磷含量最高，而全磷含量则是炼山初期最高。说明炼山对巨桉林地土壤全磷和有效磷含量在短时间内有提高的作用，但随着时间推移全磷和有效磷含量都会下降。

关键词：炼山；巨桉人工林；全磷；有效磷

中图分类号：Ｓ７１４．６文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）14－2838-03

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｂｕｒｎｉｎｇ ｏｎ Ｓｏｉｌ’s Ｔｏｔａｌ ａｎｄ Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ

Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｇｒａｎｄｉｓ Ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ

ＬＩＵ Ｚｈｅｎｇ－gａｎｇ，ＹＩＮ Ｗｕ－ｊｕｎ

（Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙａ’ａｎ６２５０１４， Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｏｉｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｕｃａｌｙｐｔ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｇｒａｎｄｉｓ） ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｕｒｎｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ （１－ｍｏｎｔｈ， １－ｙｅａｒ ａｎｄ ５－ｙｅａｒ） ｉｎ Ｘｉｎｇｆｕ tｅｍｐｌｅ ａｎｄ Ｍｉａｎｈｕａｓｈａｎ ｉｎ Ｌｅｓｈａｎ cｉｔｙ ｏｆ Ｓｉｃｈｕａｎ pｒｏｖｉｎｃｅ． Ｂｕｒｎｉｎｇ ｈａｄ ｇｒｅａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｕｃａｌｙｐｔ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｄａｙｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ａｆｔｅｒ １ ａｎｄ ５ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ． Ｂｕｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｄａｙｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ａｆｔｅｒ １ ａｎｄ ５ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｆｔｅｒ １ ｙｅａｒ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｉｎ ｅａｒｌｙ ｄａｙｓ ｏｆ ｂｕｒｎｉｎｇ ｗａｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ． Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｂｕｒｎｉｎｇ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｏｆ ｅｕｃａｌｙｐｔ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｓｈｏｒｔ ｔｉｍｅ， ｂｕｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｗｏｕｌｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ ａｆｔｅｒ ｂｕｒｎｉｎｇ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｕｒｎｉｎｇ； Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｇｒａｎｄｉｓ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ； total ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ； ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ

桉树是桃金娘科（Ｍｙｒｔａｅｅａｅ）桉树属（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）的统称。桉树具有适应性强、速生丰产、轮伐期短、用途广泛和经济效益高等特点是我国南方发展速生丰产林的理想树种，也是质量优良的短周期纤维材以及造纸、人造板等的原料树种。随着国内外人造板和纸浆生产量的日益扩大，对工业原料林的需求也不断增加，桉树作为优选树种被大范围推广。但是，长期以来对桉树的生态影响问题褒贬不一［１－３］，如认为桉树对地下水位、土壤肥力以及林下植被多样性等存在不良的影响，普遍预测桉树人工纯林可能造成比较严重的地力衰退问题。同时，在桉树人工林的营造中，对造林地几乎都采用炼山这种林地清理方式［４］。炼山是我国林区采伐迹地清理的一种常见方式之一，炼山时对林地土壤理化性质具有一定的影响，但一些文献对其褒贬不一［５］。因此，以四川省乐山市巨桉人工林为研究对象，初步研究了炼山对巨桉林地土壤全磷和有效磷含量的影响，旨在为巨桉人工林的经营管理提供参考依据。

１材料与方法

１．１研究区概况

土壤样品采集地处于乐山兴福寺、棉花山等地区，位于东经１０３°３６′、北纬２９°３６′。属中亚热带气候带，具有四季分明的特点，雨量充沛，年平均降水量绝大多数地区在１ ０００ ｍｍ以上，水热同季，无霜期长，农业气候条件优越。年平均气温为１６．５～１８．０ ℃，年平均无霜期长达３００ ｄ以上，水热条件较好。样品采集地海拔３８５．８~４１５．４ ｍ，土壤类型为老冲积黄壤，土层厚３０～８０ ｃｍ，石粒含量１０％。采集区植物种类以峨眉姜花、巨桉、杉木、海金沙、地果等为主。

１．２采样方法和试验方法

在炼山初期、炼山后一年生、炼山后五年生巨桉人工林中设置面积为２０ ｍ×２０ ｍ的标准地。在每个标准地内按典型方式挖取土壤剖面３个，每个剖面按Ⅰ层（０～２０ cm）和Ⅱ层（２０～４０ cm）分层采集土壤样品，共计采样６２个。

磷的测定采用钼锑抗比色法［６］。利用Ｅｘｃｅｌ软件对结果进行统计分析。

２结果与分析

２．１炼山对巨桉林地土壤全磷的影响

土壤全磷含量是衡量土壤磷元素供应状况的重要指标，炼山后巨桉林地土壤中的全磷含量的变化直接关系着林木的生长情况［７］。从表１可以看出，炼山初期、炼山后一年生和五年生的巨桉林地土壤全磷含量差异较大，分别为４．８８３、２．２００和１．８１９ ｇ／ｋｇ。炼山初期巨桉林地土壤全磷含量明显高于炼山后一年生和炼山后五年生的巨桉林地土壤。炼山后一年生巨桉林地土壤全磷含量比炼山初期降低５４．９％，炼山后五年生巨桉林地土壤全磷含量比炼山初期降低６２．７％，炼山后五年生巨桉林地土壤全磷含量比炼山后一年生巨桉林地土壤降低１７．３％。说明炼山一年内巨桉林地土壤磷损失较大，但随着时间的延长，土壤磷损失速度减缓，这是因为炼山开始的一段时期使植被遭到烧毁，加剧了巨桉林地土壤侵蚀程度，地表径流更易冲刷表层土壤，导致磷素等养分元素的流失。杨玉盛等［８］对炼山的杉木幼林地水土流失动态及预测模型的研究表明，炼山１～２年后林地水土流失最为严重，与研究结果基本一致。从表１还可以看出，炼山初期、炼山后一年生和炼山后五年生巨桉林地土壤全磷含量随土层深度的增加而减小，炼山对表层土壤全磷含量影响较大。从炼山初期到炼山后的１～５年表层土壤的全磷含量都高于深层土。炼山后一年生的巨桉林地０～２０ ｃｍ土层土壤全磷含量较炼山初期降低了49．4％，炼山后五年生的巨桉林地土壤全磷含量较炼山初期降低了６1．7％，炼山后五年生的巨桉林地土壤全磷含量较一年生降低了２４．４％；炼山后一年生的巨桉林地２０～４０ ｃｍ土层土壤全磷含量较炼山初期降低了６１．１％，炼山后五年生的巨桉林地土壤全磷含量较炼山初期降低了６３．9％，炼山后五年生的巨桉林地土壤全磷含量较一年生降低了７．１％。说明炼山后期随着土层深度的加深，土壤磷素的耗损逐渐减少，与其他研究结果基本一致［８，９］。

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２．２炼山对巨桉人工林地土壤有效磷含量的影响

有效磷也称为速效磷，是土壤中可被植物吸收的磷组分。土壤中有效磷含量与全磷含量之间虽不呈直线相关，但当土壤全磷含量低于０．３００ ｇ／ｋｇ时，土壤往往表现缺少有效磷。土壤有效磷是土壤磷素养分供应水平高低的指标，土壤磷素含量高低在一定程度上反映了土壤中磷素的储量和供应能力。研究巨桉林地土壤有效磷含量对巨桉的种植有巨大的帮助，对于施肥有着直接的意义。从表２可以看出，炼山后不同时期巨桉林地土壤有效磷含量有较大的差异。炼山初期、炼山后一年生和五年生的巨桉林地土壤有效磷含量分别８．５９３ ７ ｍｇ／ｋｇ、３６．456 3 ｍｇ／ｋｇ和２３．９６４ ８ ｍｇ／ｋｇ。炼山后一年生林地土壤有效磷含量比炼山初期增加３２４．２％，炼山后五年生林地土壤有效磷含量比炼山初期增加１７８．９％。说明巨桉林地土壤有效磷含量会因为炼山而升高。这可能是刚经过高温灼烧，植物灰分没有来得及进入土壤，导致炼山初期土壤有效磷含量低［８］；随着时间的延长，在雨水作用下植物灰分进入土壤，加之土壤ｐＨ值可能升高，减少氧化铝和氧化铁对土壤中磷的固定从而提高了林地土壤有效磷的含量［９］。同时，也表明炼山对巨桉林地土壤有效磷含量的提升只局限于较短的几年时间，随着时间的延长巨桉林地土壤有效磷的含量会迅速降低。从表２可以看出，不同土层有效磷含量表现为０～２０ ｃｍ土层有效磷含量明显高于２０～４０ ｃｍ土层有效磷含量。各土层有效磷含量变化与整个土壤剖面相似。炼山后一年生的巨桉林地０～２０ ｃｍ土层土壤有效磷含量较炼山初期增加了２７２．１％，炼山后五年生的巨桉林地土壤有效磷含量较炼山初期增加了１７０．8％，炼山后五年生的巨桉林地土壤有效磷含量较一年生降低了２７．２％；炼山后一年生的巨桉林地２０～４０ ｃｍ土层土壤有效磷含量较炼山初期增加了４５１．6％，炼山后五年生的巨桉林地土壤有效磷含量较炼山初期增加了１９８．６％，炼山后五年生的巨桉林地土壤有效磷含量较一年生降低了４５．9％。

３讨论

炼山是南方山区林农长期沿袭下的一种利用木材和清理采伐迹地的方法［５］。国家的建设需要木材，但问题是在维护这种需要的前提下，如何将森林生态系统养分元素的迁出量降至最小。炼山固然有许多好处，譬如活化土壤、增加土壤可利用养分、疏松土壤等［１０］。但南方山地坡度较大，雨量充沛，雨强较大，雨量集中，且高温多雨同期，炼山后林地造成的水土流失是相当严重的，炼山后所增加的速效养分伴随着严重的水土流失移出森林生态系统外，火对土壤的有益作用持续时间较短，炼山后土壤肥力退化相当明显。从前茬地、间伐前林地和间伐后３年林地理化性质指标的测定结果和变化趋势来看，炼山处理会使林地土壤的物理结构有所恶化，进而影响到林地土壤的化学性质，降低土壤的肥力［４］。潘辉［４］就不同林地清理方式对巨尾桉林地生产力的影响研究表明，炼山处理后第六年，林地土壤的有机质及Ｎ、Ｐ、Ｋ含量分别比炼山前降低了１６．０％、２４．１％、４１．９％和和２２．７％；而不炼山处理六年生巨尾桉林地土壤有机质及Ｎ、Ｋ含量均比前茬地高；并进一步指出，在巨尾桉人工林经营过程中，采用炼山清杂的林地清理方式在一定程度上会影响林分的后期生长潜力，在短轮伐期的经营模式下极有可能造成桉树连栽地力衰退问题。有关林地皆伐火烧后生物量和养分元素资源迁移的研究表明，在皆伐时采用去皮作业和保留粗枝于林地的方法并将采伐剩余物水平带状堆积而不炼山，就可使大量的养分元素保存于采伐剩余物和土壤中并随着采伐剩余物的分解和土壤矿化过程缓慢释放出供林木生长所需，与传统的皆伐炼山相比，上述方法迁移出森林生态系统的Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ将分别降至１９％、１８％、４２％、７４％、７０％左右，并且可以有效地防止幼林地的水土流失［9］；同时，不同林地清理方式的林下植被多样性研究表明，不炼山处理的林下植被多样性和丰富度都高于炼山处理的林分，炼山会破坏林地的生物多样性，给整个人工林生态环境带来负面影响［10］。薛立等［6］对杉木林采伐迹地及采伐后的炼山迹地的土壤物理性质、养分含量的研究表明，采伐迹地的非毛管孔隙比杉木林地增加２３％，自然含水量和毛管持水量则下降２５％；炼山迹地土壤容重比杉木林地增加１０％，非毛管孔隙、自然含水量和毛管持水量分别下降６１％、４８％和２６％；采伐迹地有机质、全Ｎ、全Ｐ和全Ｋ含量分别比杉木林地下降１４％、１４％、３５％和２２％，炼山迹地分别下降３７％、３７％、４７％和７％；采伐迹地碱解Ｎ和有效Ｋ含量分别比杉木林地增加２４％和３１％，有效Ｐ含量比杉木林地下降１５％；炼山迹地的碱解Ｎ、有效Ｐ和有效Ｋ含量分别比杉木林地下降２５％、４３％和４０％；并指出炼山１年后，土壤肥力急剧下降，微生物减少。研究结果表明，炼山初期巨桉林地土壤全磷含量高于炼山后一年生和五年生巨桉林地土壤，而土壤有效磷含量则低于炼山后一年生和五年生巨桉林地土壤；炼山后一年生的巨桉林地土壤有效磷含量最高，而全磷含量则是炼山初期最高。表明炼山对巨桉林地土壤全磷和有效磷含量在短时间内有提高的作用，但随着时间推移全磷和有效磷含量都会下降。

综上所述，巨桉林是优质的工业原料林，其生产发展应该是可持续的。所以选择合适的巨桉林地清理方式是可持续发展巨桉林产业的关键。炼山会导致巨桉林地土壤肥力下降而不利于巨桉林的初期发展，所以应尽量避免采用炼山进行巨桉林采伐迹地清理。

参考文献：

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［１０］ 林文龙． 炼山对物种多样性和土壤肥力的影响［Ｊ］． 林业科技开发，２００２（增刊）：３７－３８．

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