摘要闡述了森林土壤的作用,介紹了與林木生長(zhǎng)密切相關(guān)的森林土壤屬性,并從造林、森林經(jīng)營(yíng)等方面總結(jié)了森林土壤在林業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用,以供參考。
　　關(guān)鍵詞森林土壤;作用;土壤屬性;林業(yè)發(fā)展;應(yīng)用
　　
　　1森林土壤的作用
　　森林土壤是發(fā)展林業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),林木生物積累所需的水分、養(yǎng)分、光、熱和空氣除部分來自大氣外,水分、養(yǎng)分和一部分氧氣都要依賴森林土壤的補(bǔ)給,并依靠它的基礎(chǔ)支撐,使林木挺立于大地進(jìn)行多種生命活動(dòng)[1]。肥力是森林土壤的重要特性,它是決定森林生產(chǎn)力的主要因素,是土壤物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的綜合反映。土壤肥力的高低取決于其中養(yǎng)分、水分、空氣和溫度,即水、肥、氣、熱四者的協(xié)調(diào)狀況。因此,森林土壤肥力水平既受到成土條件的制約,也可以通過人為管理措施加以調(diào)控。森林土壤作為一種自然資源,不但是現(xiàn)有森林植物及其他物種的繁衍基地,而且還使之有再生的功能。林木及森林中的多種資源,在采集利用后,及時(shí)采取更新恢復(fù)措施,并保持良好的地力,就能夠繼續(xù)保證森林植物的后續(xù)生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)森林土壤的可持續(xù)利用。從這個(gè)意義理解,它又是可以長(zhǎng)期利用、具有再生能力的生產(chǎn)資料[2]。從發(fā)生學(xué)角度來講,森林土壤是氣候、生物、母質(zhì)、地形和時(shí)間等外在因素在森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成,并與該系統(tǒng)內(nèi)其他生態(tài)因子,如太陽輻射、降水、溫度、森林植物、微生物、動(dòng)物等進(jìn)行著不間斷地物質(zhì)和能量交換,促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展演變。正是由于森林土壤是幾種成土因素綜合作用的產(chǎn)物,因此它的現(xiàn)狀和某些特性又可為研究森林生態(tài)系統(tǒng)中其他生態(tài)因子提供借鑒[3-4]。
　　2與林木生長(zhǎng)密切相關(guān)的森林土壤屬性
　　2.1土壤質(zhì)地
　　質(zhì)地是由大小不同的土粒以各種比例組合而成。根據(jù)各種土粒級(jí)百分比,土壤質(zhì)地劃分為砂土、砂壤土、壤土和黏土。質(zhì)地在化驗(yàn)室用比重計(jì)法或吸管法測(cè)定,在野外用手感法也能確定。森林土壤質(zhì)地影響土壤有效水含量、養(yǎng)分含量和土壤保水保肥性能和通氣性、透水性及溫度變化,因而質(zhì)地與林木生長(zhǎng)關(guān)系密切。南方低山丘陵林地土壤多黏土、壤土,結(jié)持力緊密,易于板結(jié),通透性差,保肥力強(qiáng),但易導(dǎo)致地表水土流失,這種性狀不利于杉木生長(zhǎng),對(duì)毛竹繁衍、生長(zhǎng)尤為不利。在林業(yè)集約經(jīng)營(yíng)中應(yīng)重視土壤質(zhì)地的調(diào)查研究,在速生豐產(chǎn)林培育中盡可能施加有機(jī)肥或間種綠肥,并強(qiáng)化幼林階段的土壤管理,增加松土鋤草次數(shù)。黃泛平原林地土壤多砂土或砂壤上,通氣透水性強(qiáng),適宜楊樹、泡桐等生長(zhǎng),但由于土壤水肥保蓄性能差,加之降水較少,土壤干旱缺水成為肥力發(fā)揮的主要障礙。這一地區(qū)林地砂土改良措施是掩埋落葉,加施土雜肥,增加土壤有機(jī)質(zhì),有條件的地方還可采取客黏改沙措施以根本改善土壤質(zhì)地。
　　2.2土層厚度
　　土層厚度是指可供林木根系生長(zhǎng)活動(dòng)的土體厚度。它關(guān)系到土壤中水分、空氣的容積及林木所需養(yǎng)分貯量,也影響根系伸展及林木抗風(fēng)倒性能。土層厚度在山區(qū)尤為重要,由于山地森林土壤中石質(zhì)多、土層薄,因此土層厚度是宜林地選擇的主要因素。在調(diào)查研究中土層厚度劃分以A層、B層厚度總和為準(zhǔn),30cm以下為薄土層,31～60cm為中土層,60cm以上為厚土層。山地土壤厚度與地形部位及母質(zhì)類型有關(guān),一般坡下部堆積母質(zhì)上形成的土壤厚度較大,山脊山頂或坡上部殘積母質(zhì)上形成的土壤土層較淺薄,由于具有這種分布規(guī)律,在造林地選擇或立地類型圖繪制中可以地形部位作為土層厚度的參考依據(jù),并輔以實(shí)測(cè)為佐證。
　　2.3腐殖層厚度
　　土壤腐殖質(zhì)是有機(jī)質(zhì)經(jīng)過微生物深刻作用后形成具有多功能團(tuán)的、含氮的、酸性的高分子有機(jī)化合物,即胡敏酸、富里酸。通常用胡敏酸與富里酸比值(HA/FA)評(píng)價(jià)腐殖質(zhì)質(zhì)量。通常草甸上HA/FA比值大于1.0。闊葉林土壤HA/FA比值為0.5～1.0;針葉林土壤HA/FA比值小于0.5。腐殖質(zhì)在森林土壤肥力上具有多功能,它是林木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要源泉,土壤中大部分氮、磷、鉀等養(yǎng)分存貯在腐殖質(zhì)中,通過逐漸釋放而為森林植物吸收利用,成為穩(wěn)定的長(zhǎng)效肥源。腐殖質(zhì)分解過程中所產(chǎn)生的有機(jī)酸能夠溶解難溶性磷,提高磷的利用率。腐殖質(zhì)帶有正、負(fù)電荷,可以同時(shí)吸附陰、陽離子形態(tài)的養(yǎng)分元素,避免其流失,同時(shí)具有對(duì)酸堿反應(yīng)的緩沖性能。腐殖質(zhì)具有膠體性能,利于團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,使土壤疏松多孔,改善通氣性和透水性。腐殖質(zhì)是土壤中微生物活動(dòng)的能源,有助于土壤酶活性的加強(qiáng),改善土壤肥力。
　　由于腐殖質(zhì)的多功能性,在森林土壤調(diào)查中人們都非常重視腐殖質(zhì)的調(diào)查研究,通常以腐殖質(zhì)含量和厚薄來確定土壤的利用途徑。腐殖質(zhì)質(zhì)齡一般用腐殖質(zhì)層(A層)及其亞層的厚度、顏色衡量,顏色愈暗,厚度愈大,則腐殖質(zhì)質(zhì)量愈高。A層厚度在10cm以下。灰褐色土壤為少腐殖質(zhì);A層厚10~20cm,暗灰褐色土壤為中腐殖質(zhì);A層厚度在20cm以上,黑褐色土壤為多腐殖質(zhì)。
　　不同地區(qū)、不同森林土壤類型的腐殖質(zhì)含量有很大差別,北方森林土壤多于南方,山地森林土壤多于平原、丘陵,陰坡森林土壤多于陽坡。從森林土壤類型比較,腐殖質(zhì)含量依次為棕色針葉林>暗棕壤>棕壤>黃棕壤>紅壤、黃壤>磚紅壤。“七•五”期間國(guó)家攻關(guān)課題“用材林基地森林立地分類評(píng)價(jià)及適地適樹研究”表明,東北山地林區(qū)及南方林區(qū)的立地研究中將腐殖質(zhì)層質(zhì)量列為分類評(píng)價(jià)的主導(dǎo)因素。黃泛平原區(qū)楊樹豐產(chǎn)林培育采取落葉歸根的措施以增加土壤腐殖質(zhì),改良林地土壤。這些實(shí)踐都說明腐殖質(zhì)在森林土壤培肥中具有重要作用。
　　2.4土壤水分
　　土壤水分狀況(土壤濕度)影響到物理、化學(xué)和生物過程,對(duì)林木生長(zhǎng)有顯著制約作用。水分在土壤中受到各種作用力的影響,分為重力水、毛管水、吸濕水和膜狀水。重力水受重力作用影響極易滲漏或流失,甚少為林木利用。吸濕水和膜狀水受土壤顆粒的強(qiáng)烈吸附,也難于為林木吸收。毛管水可長(zhǎng)時(shí)間在土壤孔隙中滯留,能為根系充分吸收,是林木利用的主要水分類型。
　　土壤水分狀況直接受氣候(降水、氣溫)、地形、植被及土壤本身性狀的影響。在一定氣候區(qū)域內(nèi)地形對(duì)水分再分配起著主導(dǎo)作用。通常高海拔地區(qū)降水量大、空氣濕度高,土壤濕度較低海拔濕度大。山坡上部有地表徑流及土內(nèi)側(cè)滲,水分隨地形匯于山腳坡麓,因此山坡上部土壤濕度明顯低于下部。山地坡面分為凹形坡、直形坡及凸形坡等,降水或土壤水受這些坡形影響,其土壤濕度大小依次為:凹形坡>直形坡>凸形坡。陰、陽坡及坡度陡緩導(dǎo)致土壤水分狀況差異更明顯。土壤本身的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和孔隙狀況也是制約土壤水分含量的主要因素。在相同地理?xiàng)l件下黏質(zhì)土含水量高于砂質(zhì)土。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤能滲入更多水分。孔隙度大的土壤容蓄水量也大。
　　在一定條件下土壤含水量與林木生長(zhǎng)成直線相關(guān)。江南山地凹形坡杉木林、毛竹林生長(zhǎng)量遠(yuǎn)大于凸形坡和直形坡的林木。大興安嶺地區(qū)坡麓草類落葉松林地位級(jí)為I~Ⅱ級(jí),山坡上的杜鵑落葉松林地位級(jí)為Ⅲ～Ⅳ級(jí)。黃泛平原林地土壤濕度常年偏低,毛白楊人工林4—10月土壤含水量在20%～25%林木才能有較高生長(zhǎng)量。這表明在林木培育中對(duì)土壤水分狀況的管理是至關(guān)重要的。在人工林營(yíng)造中主要通過立地類型劃分和正確選地以盡可能適應(yīng)林木生長(zhǎng)要求。平原地區(qū)營(yíng)造的速生豐產(chǎn)林已采用人工灘溉方式進(jìn)行調(diào)控,以滿足林木速生豐產(chǎn)要求。
　　2.5土壤養(yǎng)分
　　土壤養(yǎng)分是構(gòu)成林木生物量的基本物質(zhì),在林木生命活動(dòng)中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素有20種左右。碳、氫、氧等元素自于空氣和水中,其他養(yǎng)分元素都依靠土壤補(bǔ)給。氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵等在林木器官中含量多,土壤中含量也較豐富,通稱為常量元素。硫、錳、銅、鋅、硼等在林木及上壤中含量均少,通稱為微量元素。林木各種器官含氮量為0.1%~0.3%,缺氮量時(shí)其根、莖、葉生長(zhǎng)均受到抑制。森林土壤表層全氮含量一般為0.1%~0.3%,速效氮更少。林木組織含磷0.1%～0.2%,缺磷時(shí)則生長(zhǎng)停滯,干形發(fā)育差。森林土壤磷含量多在0.02%~0.10%,速效磷含量為0.5～50.0mg/kg。林木組織中含鉀0.3%~2.0%,鉀對(duì)樹木生理有重要調(diào)節(jié)功能,貧缺時(shí)會(huì)嚴(yán)重削弱樹木抗逆性。森林土壤中全鉀含量為2.5%~5.0%,速效鉀含量20～200mg/kg,有效鉀含量20～200mg/kg。微量元素是構(gòu)成樹木體內(nèi)酶、維生素及生長(zhǎng)激素的成分,并直接參與代謝過程,是樹木正常生長(zhǎng)發(fā)育不能缺少的。土壤中這些元素含量低,但能滿足林木需要。
　　上述這些營(yíng)養(yǎng)元素在天然林中依靠森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的積累與循環(huán),進(jìn)行自我調(diào)節(jié)供應(yīng)林木需要,未見天然林因某種養(yǎng)分不足而使生長(zhǎng)受嚴(yán)重抑制的現(xiàn)象。但在人工林中,特別是短輪伐期的速生豐產(chǎn)林,生物量移出林地多,輪伐期短,養(yǎng)分積累與循環(huán)失調(diào),會(huì)導(dǎo)致林木養(yǎng)分不足,生長(zhǎng)減緩。北方平原楊樹人工林、南方杉木、桉樹人工林常見缺少氮、磷而生長(zhǎng)受挫,因此林地施肥成為速生豐產(chǎn)林培育的必要技術(shù)措施。
　　2.6土壤酸堿性
　　土壤酸堿性由土壤溶液中氫離子與氫氧根離子二者相對(duì)數(shù)量決定的。一般用氫離子濃度來反映土壤酸堿性,并用pH值表示。當(dāng)pH值=7時(shí)為中性,pH值<7時(shí)為酸性,pH值>7時(shí)為堿性。土壤水溶液pH值一般為4～9,但因土壤類型不同而異。山地土壤類型多為酸性,平原土壤為中性或堿性,森林土壤除少數(shù)類型外多為酸性。土壤酸堿性分級(jí):pH值<4.5為強(qiáng)酸性;pH值=4.5～5.5為酸性;pH值=5.6～6.5為弱酸性;pH值=6.6～7.5為中性;pH值=7.6～8.5為弱堿性;pH值>8.5為強(qiáng)堿性不同林木對(duì)土壤酸堿性有不同適應(yīng)性,這在育苗、造林、特別是引種外來樹種時(shí)更要注意它們對(duì)土壤的適應(yīng)能力。土壤酸堿性對(duì)林木生長(zhǎng)影響在許多情況下是通過土壤微生物和土壤養(yǎng)分有效性而間接影響于林木。土壤pH值還可通過微生物影響有機(jī)物的分解和固氮作用的強(qiáng)度。此外,土壤酸堿度還會(huì)影響土壤營(yíng)養(yǎng)元素的化學(xué)形態(tài)、溶解度及土壤保持養(yǎng)分的性能。
　　3森林土壤在林業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用
　　森林土壤學(xué)是研究土壤特性及其管理的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。林業(yè)要發(fā)展,林地生產(chǎn)力要提高,很重要一點(diǎn)就是以森林土壤學(xué)為指導(dǎo),根據(jù)土壤特性與林木生長(zhǎng)關(guān)系,在生產(chǎn)中采用適宜的技術(shù)。現(xiàn)就造林、森林經(jīng)營(yíng)及林區(qū)上應(yīng)用土壤的實(shí)踐作一簡(jiǎn)述。
　　3.1在造林中的應(yīng)用
　　在綠化造林和速生豐產(chǎn)林培育中,從樹種和造林地選擇(適地適樹)、造林前整地方式、幼林撫育乃至成林后的施肥灌水,都需根據(jù)土壤的特性采取相應(yīng)措施。立地類型是造林設(shè)計(jì)中落實(shí)技術(shù)措施的基本單元,無論山區(qū)或是平原都根據(jù)土壤某些屬性如土層厚度、腐殖質(zhì)層厚度、土壤質(zhì)地等擇其要者作為立地類型劃分的主要因子。在造林中樹種選擇是關(guān)鍵環(huán)節(jié),本著適地適樹的原則,選擇生態(tài)特性與土壤條件相適應(yīng)的樹種,以獲取最大效益。江南地區(qū)杉木是主要造林樹種,但它在肥沃濕潤(rùn)的土壤上才會(huì)有達(dá)到高產(chǎn)。北方平原造林樹種有楊樹、刺槐,但它們生態(tài)特性各異。楊樹好水肥,并能充分發(fā)揮其速生優(yōu)勢(shì);刺槐抗逆性強(qiáng)。因此,在水肥條件好的土壤上栽植楊樹更為合適。造林前整地可以改善土壤透水性與通氣性,易于幼樹根系擴(kuò)展,有利于成活與生長(zhǎng),是一項(xiàng)重要的造林措施,但各地要因地制宜。江南山地多為花崗巖風(fēng)化物上形成的紅黃壤,其質(zhì)地松散,易于流失,全墾整地會(huì)導(dǎo)致大量養(yǎng)分流失,造林前整地以穴狀為好,避免全面整地。淮北平原林地有大面積砂姜黑土,質(zhì)地黏重,板結(jié)緊實(shí),新植幼樹根系難以伸展,采用大穴整地效果明顯。黃泛平原宜林地多沙質(zhì)潮土,肥力貧瘠,同時(shí)造林苗木較大,非常適于大穴或撩壕整地(深寬約1m),這樣可擴(kuò)大幼樹營(yíng)養(yǎng)范圍,增強(qiáng)水分保蓄能力。各地營(yíng)造速生豐產(chǎn)林養(yǎng)分耗用多,林地又多貧瘠,應(yīng)根據(jù)土壤養(yǎng)分含量及樹木生長(zhǎng)需求,適時(shí)施用化肥。
　　3.2在森林經(jīng)營(yíng)中的應(yīng)用
　　對(duì)有林地中幼林的撫育間伐,成過熟林的采伐利用及天然次生林的改造,都需根據(jù)土壤立地條件,采取相應(yīng)措施。大興安嶺林區(qū)興安落葉松天然更新普遍良好,幼樹密度多達(dá)10萬株/hm2以上,相互擠壓,生長(zhǎng)受到抑制,亟需疏伐撫育,但限于當(dāng)前人力物力,不可能全面實(shí)施,只能選擇土壤立地條件好的地段進(jìn)行撫育疏伐。我國(guó)各林區(qū)分布有大面積天然次生林,它們所在的土壤條件不同,生長(zhǎng)各異,應(yīng)根據(jù)土壤肥瘠分別采用隔帶補(bǔ)植目的樹種、去劣留優(yōu)或封山育林的改造措施。成過熟林的采伐可導(dǎo)致采伐地土壤及小氣候的劇變,影響日后森林恢復(fù),因此不同林分采伐方式選擇是很重要的。通常土壤肥力好的林分采用皆伐,伐后人工造林;肥力差的采用漸伐方式,伐后天然更新或人工促進(jìn)更新;綜合作用和影響下形成的歷史自然體。
　　4參考文獻(xiàn)
　　[1]李慶逵.我國(guó)土壤科學(xué)發(fā)展與展望[J].土壤學(xué)報(bào),1989,26(3):207-216.
　　[2]趙其國(guó).九十年代的土壤科學(xué)[J].土壤通報(bào),1992,23(1):17-20.
　　[3]羅汝英.森林土壤學(xué):問題和方法[M].北京:科學(xué)出版社,1983:222-240.
　　[4]楊承棟,張萬儒.臥龍自然保護(hù)區(qū)森林土壤有機(jī)物質(zhì)的研究[J].土壤學(xué)報(bào),1986,23(1):30-39.