落叶松、水曲柳、樟子松和农田土壤指标差异及其综合比较

东北地区以大森林和大农业为主要特色,主要造林树种落叶松、水曲柳、樟子松及农田对土壤肥力、物理指标、盐碱度、碳截获等的影响差异是本文研究目的。选择秀水林场和帽儿山林场的4种植被类型进行0—60cm分层土壤采样,对根系密度、土壤p H、电导率、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤真菌代谢产物(球囊霉素相关蛋白易提取球囊霉素EEG、总提取球囊霉素TG)、容重、比重、孔隙度、比表面积、SOC、有机碳矿化速率等17个指标进行研究。主要结论如下:植被类型间的差异在不同土层之间表现一致的指标所占比例很大,其中秀水林场13个指标,帽儿山林场全部17个指标。尽管不同地点间土壤差异较大,但也存在树种差异一致性。土壤物理性质(容重、比重、孔隙度、比表面积)维持方面,两个林场均显示水曲柳综合得分最高,说明其具有更好的土壤物理性质维持能力,且多通过土壤容重下降来实现。土壤固碳能力得分最高的也是水曲柳,并且两个研究地点结果类似,主要与其高根系密度有关。综合土壤肥力维持能力(N、P、K及其有效态及真菌代谢产物球囊霉素相关蛋白),不同地点间植被类型差异排序不同。降低土壤盐碱能力(p H和电导率)方面,樟子松得分最高,尽管不同地点不尽一致。不同植被类型对土壤影响尽管不同地点、不同土壤深度多不相同,但总体上存在规律性,特别是土壤物理性质维持和土壤固碳能力方面。进行造林绿化时应该根据造林目的进行树种选择,提升土壤物理性质应该考虑种植更能够维持良好土壤物理性质的树种(如水曲柳、樟子松等),而提升土壤碳截获则要考虑根系密度大的树种(如水曲柳)。相关研究结果对国家重大生态工程(三北防护林、退耕还林)工程生态功能评价以及后续管理、树种选择具有支撑作用。     

松嫩平原沙土区不同植被类型对土壤相关指标的影响

松嫩平原沙土区严重退化,不同植被对土壤影响的数据有助生态恢复,但相关数据匮乏严重。本研究以松嫩平原核心区新店林场的农田、草地、杨树林、落叶松林、樟子松林和榆树林等6种植被为研究对象,采集三层（0~20、20~40和40~60 cm）土样,测定土壤理化指标（容重、土壤含水量、土壤pH、土壤电导率、有机碳、碱解氮、全氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾）及根系密度、根系含水量。结果如下：6种植被在整个土壤剖面上显著影响了13个指标中的8个指标（根系密度、容重、土壤含水量、土壤pH、土壤电导率、全氮、根系含水量、有机碳）,其中根系密度植被间差异在不同土层显著不同(交互作用,P<0.05),而其它7个指标在不同土层的种间差异基本一致（交互作用,P>0.05）。与林地和农田相比,草地具有最大的根系生物量,达到农田的1.8倍,是4种林分平均值的1.4倍。容重、土壤含水量、pH、土壤电导率值均草地最高,林地最小。土壤有机碳的累积受根系密度和容重影响明显,土壤氮除了受上述两个因素影响外,还受土壤含水量的影响。上述结果说明草地对于表层土壤生物固着明显,而人工造林能够改善土壤物理性质、降低盐碱但增加耗水,这些结果对于西部沙土区通过植被恢复来实现土壤修复提供数据支撑。     

不同植物种植对松嫩平原盐碱地土壤理化性质与细根生长的影响

土地利用方式如何影响土壤理化性质及其作用深度一直是土壤生态学的研究热点,但是对松嫩平原退化盐碱地的相关研究匮乏。以肇东实验林场为研究对象,对8种植被类型的3个土层0~60 cm进行采样,共测定13个相关指标,结果显示：不同植被对根系密度、土壤pH、速效磷含量、土壤含水量、电导率、有机碳含量、全氮含量具有显著影响：其中前3个在不同土层的种间差异显著不同,而其余4个指标在60 cm土壤内种间差异一致。具体表现为：0~40 cm水曲柳根系密度最大,但在40~60 cm草地根系密度最大;黄檗的pH值在0~20 cm最大,但是在40~60 cm最小,而草地的pH值在20~60 cm均大于其他植物种类;速效磷含量在0~20、40~60 cm均是樟子松最小,但在20~40 cm层樟子松速效磷含量最高。草地土壤含水量26.7%,显著高于其它,是落叶松的1.8倍,其土壤电导率为503.4 μs·cm^-1,明显大于其它各植被类型;杨树、樟子松的土壤有机碳含量显著低于黄檗、榆树、草地和水曲柳;土壤全氮含量最低的樟子松和杨树仅为草地的72.3%。所有其他养分包括全磷、全钾、速效钾不同植被间没有差异。上述结果说明,与原有植被草地相比,松嫩平原盐碱化土壤造林虽然能降低盐碱化,但同时对水分消耗较大,造林各个树种对土壤养分消耗相差不大,多体现在有机碳和氮。这些发现可为今后该地区种间差异比较、土壤肥力评价、土壤养分收支平衡等研究提供指导。     

树种差异对哈尔滨市土壤理化性质影响及造林启示

东北地区的城市造林树种很多,树种差异对土壤理化性质的影响及其在不同土层深度差异对于适宜树种选择意义重大,但是基于野外长期定位研究结果匮乏。本文选择东北林业大学实验林场和哈尔滨市植物园的8个树种(水曲柳、胡桃楸、云杉、松树、杨树、榆树、黄檗、落叶松)进行0~20、20~40和40~60 cm分层土壤采样,对土壤p H、土壤电导率、有机碳、碱解氮、全N、速效磷、全P、速效钾、全K等9个指标进行研究。多因素方差分析显示,长期定植于类似土壤条件下,树木能够显著影响土壤各理化指标,但不同土壤层间存在明显差异。基于多重比较结果对各指标进行标准化处理、获得综合得分排名发现,榆树具有较好的土壤肥力维持能力(有机碳、碱解氮、全N、全P、速效磷、速效钾、全K),综合得分38,而杨树表现最差;降低土壤盐碱能力(p H和电导率)来看,黄檗、落叶松得分比较高(15),胡桃楸表现最差(7.5)。城市立地是典型困难立地,我们研究结果说明绿化树种选择对于改良城市土壤的重要性:对于贫瘠盐碱的核心区域,造林树种可以选择养分消耗少和降盐碱能力强的树种,对于土壤水肥条件优越的地区(如河道、湿地周边)可以考虑一些养分消耗快、生产力高的树种。