余婉丽 韦杰宏 黄晓路

（广西环境保护厅，广西 南宁 530022）

桉树（Eucalyptus）作为广西主要的用材树种，自 20世纪90年代初巨尾桉（Eucalyptus urophylla）各优良无性系推广以来，其人工林种植栽培面积迅速增加，南宁、钦州、贵港、北海和玉林等桂南地区是桉树主要栽植区，柳州、河池、百色等是新兴的桉树人工林种植区(项东云，2006；杨昌尚，2010)。2010年广西科技厅关于桉树生态研究专项汇报，广西桉树人工林蓄积量占广西森林总蓄积量比例已达到12.3%，位于全国第一位。但是大面积营造桉树纯林在提高经济收益的同时也存在一些不容忽视的问题。余雪标等研究报道，桉树人工林的速生高产导致土壤养分消耗过多，引起地力衰退（余雪标，2000），而在经营过程中需要施用大量化肥以维持地力、保证林木养分需求，在个别地区还使用农药和除草剂等而导致土壤养分失衡。而温远光等（温远光，2009）则报道桉树林取代乡土树种马尾松林后经过 10年的林分生长，土壤养分含量仍保持基本稳定。

根据《国务院关于开展第一次全国污染源普查的通知》（国发〔2006〕36号）和广西壮族自治区人民政府办公厅印发的《广西壮族自治区第一次全国污染源普查工作方案》（桂政办电[2007]207号），设立《桉树林种植农药、化肥施用情况抽样调查研究》专题，对广西区国有林场及部分集体林区桉树人工林进行了抽样调查。试验通过对广西主要桉树种植区林地土壤养分含量进行差异性、相关性分析、分级评定以及与其所在区域的背景值进行对比，旨在研究桉树人工林地土壤养分变异特征，分析土壤养分之间的相互关系以及探析桉树种植对土壤养分影响程度等，为充分发挥林地土壤的生产潜力、改良林地施肥模式以及生态环境保护等提供理论依据。

1 广西区自然概况

广西位于中国南部边疆，北回归线横贯中部，其气候既受季风环流控制，又受热带海洋影响，具有明显的季风气候特点，是中国气温较高、热量丰富的省(区)之一。据《广西气候资料》统计，从北到南年平均气温为17.9℃～22.6℃，大多数地方年平均降水量为1200毫米～2000毫米，总降水量达3640亿立方米，但分布不均，在地域上表现为南多、东多、北多、西少、中间少的现象。主要土壤类型有砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、石灰土等。区内桉树种植区多分布在桂中、桂东南及沿海地区。

图1 调查地点分布图

2 材料与方法

2.1 样地抽样方法

根据桉树人工林在广西区内的分布特点，试验分别设在高峰林场（南宁市）、七坡林场（南宁市）、东门林场（崇左市）、钦廉林场（北海市）、大桂山林场（贺州市）、维都林场（来宾市）等6个具有典型代表性的国有林场，通过资料收集和野外调查，对各林场以经营小班作为单元进行抽样并采集土壤样品，抽样单元的总面积不少于各林场桉树种植面积的5%。

2.2 采样和处理方法

土壤采样和处理方法参照《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166-2004）中的规定进行。在每个样地中采集土壤混合样品，按照对角线法，使用不锈钢土钻、土刀等工具在各样点的四角及中间部位采集0－20cm土壤层次的混合土样，再用“四分法”对角取1kg混合样品，装入塑料袋。采回的土壤样品及时置于干净整洁的室内通风处自然风干，剔除植物残体、石块等侵入体，压碎并用2毫米孔径筛过筛，装瓶保存。

2.3 测定方法

pH值测定采用电位法；全氮含量采用半微量凯氏法，水解性氮含量采用碱解扩散法；全磷和有效磷含量采用钼锑抗比色法；全钾和速效钾含量采用火焰光度计法；交换性钙、镁含量采用原子吸收光度计法。

3 结果与分析

3.1 土壤养分的变异性分析

试验区域内的200个采样点的养分数据进行统计分析，统计结果见表1。林地土壤pH值范围为3.98～6.98，平均值为4.45；全氮含量在0.14～4.52g/kg之间，平均值1.40g/kg；水解氮含量 18.06～148.9mg/kg之间，平均水解氮含量为82.12mg/kg；全磷与速效磷含量较低，全磷含量0.02～1.73 g/kg之间，平均值为0.3g/kg；速效磷含量0.03～3.370mg/kg之间，平均值1.32 mg/kg，可见土壤缺磷现象比较严重；全钾含量0.16～42.05 g/kg之间，平均值为12.75 g/kg。速效钾含量5.31～87.96 mg/kg之间，平均值34.56mg/kg；交换性钙含量 20.76～3024.54 mg/kg之间，平均值 184.35 mg/kg；交换性镁含量 133.06～0.80 mg/kg，平均值 19.72 mg/kg。

表1 广西桉树人工林地土壤养分状况

桉树人工林土壤养分含量极差倍数较大，变化幅度为1.55～262.81，其中全钾的极差倍数最大，达到262.81，其次为交换性镁，为166.33，且除pH值和水解氮外，其他养分指标的极差倍数都在10以上。变异系数和标准差分别表示养分含量的相对离散程度和绝对离散程度，变异系数≤0.1为弱变异性，0.1≤变异系数≤1为中等变异性，变异系数≥1为强变异性（魏丽红，2010）。养分指标中速效磷的变异系数最大，达到3.10，其次为交换性钙，到达2.13属强变异性，pH值的变异系数最小，为0.1，属弱变异性，其他指标皆为中等变异性。各土壤指标变异系数的高低顺序为速效磷＞交换性钙＞交换性镁＞全磷＞全钾＞全氮＞速效钾＞水解氮＞pH值。变异系数的差异主要由不同地区土壤基质差异和桉树人工林经营过程中施肥差异引起。氮、磷、钾三种元素是桉树人工林中施用复合肥中的主要养分元素，其含量占施肥总量的 30%，三种元素在林地土壤内的含量差异不仅与该林地施用的化肥用量、养分配比和施肥频率有关，也与该林地立地条件，如坡度、坡位、淋溶状态等因素有关。交换性钙、镁则与林地所在区域的土壤背景值差异有关。

3.2 土壤养分相关性分析

利用分析软件对9个土壤养分指标进行相关性分析，相关系数为负值表示养分之间存在拮抗作用，正值则表示促进作用。分析结果如表2所示，各土壤养分之间既有促进作用，也有拮抗作用。其中中量元素交换性钙和交换性镁与其他土壤养分之间皆为正相关；速效钾除与pH值呈负相关外，与其他土壤养分皆呈正相关；速效磷则与全氮、全磷、全钾和水解氮等呈负相关；水解氮则与速效钾、交换性钙、镁、全氮、全磷等养分成正相关；土壤pH值与全氮、全钾、水解氮、速效钾呈负相关，与全磷、速效磷以及交换性钙、镁呈正相关。由相关系数ρ=0临界表可知F0.10（9-2）=0.5822，F0.05（9-2）=0.6664（洪伟，2004）。则各指标的相关分析中pH值与交换性钙、全氮和全钾、水解氮和速效钾、交换性钙和交换性镁的相关系数皆存在显著正相关，证明土壤养分的积累和分解在相互之间的促进作用比拮抗作用突出。

由于pH值越低，钙元素的溶解性越大，而随着雨水淋溶和冲刷，流失的钙元素越多。相反，pH值越大则利于钙元素在土壤中的沉淀和累积；大量元素中全氮和全钾、水解氮和速效钾表现出显著正相关，与桉树人工林经营中专用肥的施放量以及养分配比有密切的关系；中量元素交换性钙和交换性镁等表现出显著正相关，则与区域土壤母质及其形成的土壤类型有关。杨建峰等在小范围的土壤养分分析试验中得到一致的结果(杨建峰,2009)，可见在一定范围内增加某种土壤养分的投入，可以提高土壤对其他养分积累能力。但由于地域背景值、立地条件以及林地经营等因素的差异，使土壤养分含量之间的关系变得更为复杂，需要更多的试验数据做进一步探究。

表2 广西桉树人工林地土壤养分相关性分析

3.3 土壤养分分级评定

全国第二次土壤普查养分分级标准将大量元素含量分为6级，分别为极富、富、中上、中、贫和极贫（陈少雄2009）（表 3）。据此可将广西桉树人工林土壤养分状况和广西林地土壤背景值状况分别进行分级评定。分级结果如表4所示，其中广西桉树人工林土壤全氮含量达到中上水平（3级），水解氮和全钾含量达到中等（4级）水平。全磷、速效磷和速效钾水平仅分别达到极贫（6级）、极贫（6级）和贫（5级）水平。

试验地桉树种植区的林业用地土壤背景值中全氮含量普遍在1.0g/kg（3级）以下。该区域缺素主要是土壤全磷，其含量一般在 0.13～0.26 g/kg (6级)之间，最低的甚至在0.05g/kg以下，有效磷多低于10 mg/kg (干土)。再而是供钾能力较低，土壤全钾含量平均虽在 24.5～37.0 g/kg (2级)之间，但速效钾仅在53.0～69.0 mg/kg(4级)之间。说明广西区林地土壤养分水平较低，氮、磷、钾含量缺乏，并且有效性较差。这与本试验中桉树人工林地土壤养分各指标的表现一致，桉树人工林地土壤磷、钾含量受其所在地区的土壤背景值影响较大，也表现出缺乏现象，而桉树人工林地速效磷、全钾和速效钾三个指标的等级相比背景值皆有下降现象，所以在今后桉树人工林的培育和土壤养分改良等经营措施中，应该注意磷、钾元素的配比、补充和蓄肥。

表3 土壤主要养分分级标准

表4 广西桉树人工林地土壤养分分级评定

4 结论与讨论

（1）桉树人工林地土壤养分的变异性较大，可见广西桉树林土壤养分分布极不均匀。土壤元素的分布差异主要由其成土母质性质决定，并受其立地条件、气候环境等影响，也同时受到该林地在经营过程中施肥、炼山和整地等人为因素强烈干扰。所以种植于不同地区、不同土壤类型上的桉树人工林对育林中施放肥料的要求不同，通过土壤养分的平衡诊断研究，以土壤分析、施肥效应、植物的外观形态分析、植物组织分析等方法分析植物生长中养分的丰缺程度，因地制宜采取相应的施肥措施显得尤为重要（臧国长，2007）。随着速生丰产林基地的建设，集约经营水平的提高，营养诊断技术将作为指导适地适树和林木平衡施肥的重要手段而发挥更重要的作用。

（2）桉树人工林地土壤养分间既存在促进作用，又存在拮抗作用，可见土壤养分在形成、转运、积累和消解等动态变化中关系密切。土壤有效养分含量并不是施肥量和土壤本身营养含量的简单相加,不同种营养元素可能在不同的环境条件下进行交互作用而影响其有效性，例如一种元素的大量施用可能会诱导另一元素的缺乏（臧国长，2007），土壤pH值通过影响元素在土壤中的溶解度来改变其在土壤中的含量和其有效性。所以在桉树人工林施肥中需要针对土壤养分含量特征来选择正确的肥料配方，平衡补充土壤养分, 实现桉树人工林生态系统中营养元素的良性循环。并充分利用土壤养分之间的相互关系来维持土壤养分平衡，以减少土壤施肥用量及施用频率。

（3）广西桉树人工林地土壤全氮、全钾含量达到了中等及中等以上水平，但全磷、速效磷和速效钾仅为贫、极贫水平，表现出严重缺磷、缺钾现象，虽该现象与该区域土壤背景值表现相符，但速效磷、全钾和速效钾水平低于其背景值，可见桉树人工林的大面积种植，对其土壤养分产生了一定程度的影响。尤其是营造单一无性系的桉树纯林，容易引起土壤缺素现象，且高强度的人为干扰使得养分循环遭到破坏。所以根据桉树的适生环境，可供发展地区林种状况，不同生态类型特征，切实合理的规划林种搭配，合理发展人工混交林模式(余正国，2009)，使桉树人工林既不会过于集中种植，且多种树种混交也便于今后更新轮作，减少土地浪费，同时也解决了单一树种易染病、易虫害的缺点。此外经营中减少炼山及全垦，保护林下植被和枯枝落叶，充分保证土壤养肥的回归与支出达到平衡，减轻水土流失，从而实现桉树人工林的可持续经营。

[1] 陈少雄.桉树人工林土壤养分现状与施肥研究[J].桉树科技,2009,26(1):52-63.

[2] 洪伟,吴承祯. 试验设计与分析——原理·操作·案例[M].北京:中国林业出版社,2004.309.

[3] 温远光,郑羡,李明臣,等. 广西桉树林取代马尾松林对土壤理化性质的影响[J].北京林业大学学报,2009,31(6):145-148.

[4] 魏丽红,翟秋喜. 辽宁省土壤养分的变异特征及相关性分析[J].湖北农业科学,2010,49(6):1338-1339.

[4] 项东云,陈建波,叶露,等. 广西桉树人工林发展现状、问题与对策[J].广西林业科学,2006,35(4):195-201.

[5] 杨昌尚,谭丽凤.广西桉树人工林可持续发展存在的问题及对策[J].现代农业科技,2010(6):238-239.

[6] 杨建峰,孙燕,邬华松,等.胡椒园土壤养分相关性研究[J].热带农业科学,2009,29(8):8-11.

[7] 余雪标,杨国清,余勇,等.不同连作代次桉树土壤性质变化//桉树人工林长期生产力管理研究[G].北京:中国林业出版社,2000,94-103.

[8] 余正国,钟琼和,曾少玲,等. 桉树人工林地力减退原因和调查及保护措施[J].热带林业,2009,37(3):16-17.

[9] 臧国长,马祥庆,蔡丽平.我国桉树人工林施肥研究进展[J].福建林业科技,2007,34(4):253-269.