摘 要 在25年生马尾松林中设置轻度间伐（10%，T0处理）、中度间伐（20%，T1处理）、重度间伐（35%，T2处理）及未间伐（空白对照，T3处理）处理，系统分析不同间伐强度对土壤有机碳、全氮、碱解氮含量及土壤过氧化氢酶、磷酸酶活性季节动态变化的影响。结果表明，间伐处理显著改变了土壤各项指标的季节性变化规律，除T1和T2处理的土壤有机碳含量外，其余不同指标均表现为春季相对较高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低；4种间伐处理中，T2处理土壤有机碳、全氮、碱解氮含量及过氧化氢酶、磷酸酶活性均较高。
关键词 间伐处理；马尾松人工林；土壤特性；季节动态变化
中图分类号：S753.7 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.22.053
森林生态系统是全球碳、氮循环的重要载体，其健康状况和功能对全球气候变化具有深远影响[1]。间伐作为一种重要的森林经营管理手段，可以通过调控林分密度和结构，有效改变森林内部环境条件，进而影响土壤的养分循环、微生物活性及生态系统的生产力[2-3]。马尾松是我国重要的造林树种之一，种植面积广泛[4]。开展不同间伐处理下马尾松人工林土壤特性的季节动态变化研究对指导马尾松人工林的合理经营管理具有重要意义。酶活性是评价土壤肥力和质量的重要指标[5]。研究以25年生马尾松林为对象，设置不同强度的间伐处理，监测处理后不同季节土壤有机碳含量、氮素含量、酶活性的变化，以期为马尾松林间伐强度的选择提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于广西壮族自治区国有派阳山林场鸿鸪分场24林班9小班、12小班、16小班，28林班27小班、38小班，均为25年生马尾松林，海拔500 m左右。该地属南亚热带季风气候，年平均气温22.1 ℃，年平均降水量1 261 mm，年平均日照时间1 555 h，土壤类型为红壤。
1.2 试验设计
试验以25年生马尾松林为研究对象，共设置4个不同处理，分别为轻度间伐（10%，T0处理）、中度间伐（20%，T1处理）、重度间伐（35%，T2处理）及未间伐（空白对照，T3处理）。于2019年进行间伐处理，每个处理设置3块30 m×30 m的试验样地，即每个处理进行3次重复试验。
1.3 项目测定
于2023年春季、夏季、秋季及冬季分别进行一次土样采集。在试验样地内通过随机采样法采集5份0～15 cm土层的土样，过2 mm土壤筛后将土样混合，取1 kg土样带回实验室进行土样指标测定。采用重铬酸钾-浓硫酸高温外热法测定土壤有机碳含量，采用凯氏定氮法测定土壤全氮含量，采用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量，采用邻苯三酚比色法测定过氧化氢酶活性，采用磷酸苯二钠比色法测定土壤磷酸酶活性。
1.4 数据处理与分析
使用Excel进行数据统计与分析，使用SPSS软件进行方差分析和多重比较（最小显著差异法）。
2 结果与分析
2.1 不同间伐处理下土壤有机碳和氮素含量的季节动态变化
2.1.1 土壤有机碳含量
由表1可知，不同季节条件下不同间伐处理的土壤有机碳含量之间存在显著差异（p＜0.05）。春季，4个处理的土壤有机碳含量相对较高，其中T2处理的土壤有机碳含量最高，且与T1处理之间不存在显著差异，但显著高于T3处理和T0处理（p＜0.05）；T0处理、T1处理、T3处理之间不存在显著差异。夏季，4个处理的土壤有机碳含量均有所降低，其中T2处理和T3处理的土壤有机碳含量较高，二者之间不存在显著差异，但均显著高于其他2个处理（p＜0.05）。秋季，T0处理、T1处理、T2处理的土壤有机碳含量有所提高，而T3处理略有下降；T2处理的土壤有机碳含量最高，且显著高于其他3个处理（p＜0.05），而其他3个处理之间则不存在显著差异。冬季，T0处理和T2处理的土壤有机碳含量有所下降，T1处理和T3处理则有所上升，其中T0处理的土壤有机碳含量最低，且与T3处理之间不存在显著差异，但显著低于T1处理和T2处理（p＜0.05）。
2.1.2 土壤全氮含量
由表2可知，不同季节条件下不同间伐处理的土壤全氮含量之间存在显著差异（p＜0.05）。春季，4个处理的土壤全氮含量相对较高，其中T1处理和T2处理的土壤全氮含量较高，二者之间不存在显著差异，但均显著高于其他2个处理（p＜0.05）。夏季，4个处理的土壤全氮含量有所降低，4个处理之间不存在显著差异。秋季，4个处理土壤全氮含量有所提高且4个处理之间不存在显著差异。冬季，4个处理的土壤全氮含量再次有所降低，其中T2处理的土壤全氮含量最高，显著高于其他3个处理（p＜0.05）；T1处理次之，显著高于T0处理、T3处理（p＜0.05）；T0处理和T3处理的土壤全氮含量较低，且二者之间不存在显著差异。
2.1.3 土壤碱解氮含量
由表3可知，不同季节条件下不同间伐处理的土壤碱解氮含量之间存在显著差异（p＜0.05）。春季，4个处理的土壤碱解氮含量相对较高，且各处理之间不存在显著差异。夏季，4个处理的土壤碱解氮含量有所降低，其中T2处理和T3处理的土壤碱解氮含量较高，二者之间不存在显著差异，但均显著高于其他2个处理（p＜0.05）。秋季，4个处理的土壤碱解氮含量有所提高，其中T2处理的土壤碱解氮含量最高，且与T3处理之间不存在显著差异，但显著高于T0处理和T1处理（p＜0.05）；T0处理、T1处理、T3处理之间不存在显著差异。冬季，4个处理的土壤碱解氮含量再次有所降低，其中T2处理和T3处理的土壤碱解氮含量较高，且二者之间不存在显著差异，但T2处理的碱解氮含量显著高于T0处理和T1处理（p＜0.05）；T3处理和T0处理之间不存在显著差异，但显著高于T1处理。
2.2 不同间伐处理下土壤酶活性的季节动态变化
2.2.1 过氧化氢酶活性
由表4可知，不同季节条件下不同间伐处理的土壤过氧化氢酶活性之间存在显著差异（p＜0.05），春季4个处理的土壤过氧化氢酶活性相对较高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低。春季、夏季、秋季，T1处理和T2处理的土壤过氧化氢酶活性均较高，且显著高于其他2个处理（p＜0.05）。冬季，T2处理的土壤过氧化氢酶活性最高，且与T1处理不存在显著差异，但显著高于其他2个处理（p＜0.05）；T0处理、T1处理、T3处理之间则不存在显著差异。
2.2.2 磷酸酶活性
由表5可知，不同季节条件下不同间伐处理的土壤磷酸酶活性之间存在显著差异（p＜0.05），春季4个处理的土壤磷酸酶活性相对较高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低。春季和夏季，T2处理的土壤磷酸酶活性均较高，且显著高于其他3个处理（p＜0.05）；T1处理和T3处理次之，且二者之间不存在显著差异，但显著高于T0处理。秋季，T0处理、T1处理、T2处理的土壤磷酸酶活性较高，三者之间不存在显著差异，但显著高于T3处理（p＜0.05）。冬季，T1处理、T2处理、T3处理的土壤磷酸酶活性较高，三者之间不存在显著差异，但显著高于T0处理（p＜0.05）。
3 结论与讨论
此次研究以25年生马尾松林为对象，通过设置轻度、中度、重度间伐及未间伐对照处理，探讨了不同间伐强度对土壤有机碳、氮素含量及土壤酶活性季节动态变化的影响。结果表明，间伐处理显著改变了土壤各项指标的季节性变化规律，除T1和T2处理的土壤有机碳含量外，其他不同指标均表现为春季相对较高，夏季有所下降，秋季再次有所升高，并在冬季再次降低，这可能与森林生态系统的季节性变化有关。春季植物生长旺盛，有机物质输入土壤，促进微生物活性和养分循环，土壤有机碳含量、氮含量及酶活性较高；夏季高温加速有机质分解，但可能降低土壤含水量，限制微生物和酶活性，因此土壤有机碳含量、氮含量及酶活性有所降低；秋季降雨增多，植物落叶提供有机物质，适宜温湿度有助于微生物活动和养分吸收，各项指标回升；冬季寒冷抑制微生物活性和有机物分解，土壤结构紧实，会降低有机碳含量、氮含量及酶活性。
T2处理的土壤有机碳、全氮、碱解氮含量及过氧化氢酶、磷酸酶活性均较高。这表明适度的间伐处理能够优化土壤有机碳、氮素储量及酶活性的季节动态变化，进而增强森林生态系统的生产力和服务功能。
参考文献：
[1] 马泽清，王辉民，杨风亭，等.基于长期观测研究支撑亚热带红壤丘陵区森林生态系统恢复与可持续发展[J].中国科学院院刊，2020，35（12）：1525-1536.
[2] 王有良，林开敏，宋重升，等.间伐对杉木人工林生态系统碳储量的短期影响[J].南京林业大学学报（自然科学版），2022，46（3）：65-73.
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[5] 刘子刚，卢海博，赵海超，等.旱作区春玉米秸秆还田方式对土壤微生物量碳氮磷及酶活性的影响[J].西北农业学报，2022，31（2）：183-192.
（责任编辑：刘宁宁）
作者简介：韦振流（1974—），中专，助理工程师，主要从事林业技术研究。E-mail：rmtj777@126.com。
