摘 要 为研究近自然化改造对杉木人工林土壤肥力的影响，以广西国有高峰林场31年生杉木人工林为调查对象，比较分析了未改造纯林（CK）与引入闽楠（T1）和刨花润楠（T2）两种近自然化改造模式下，土壤养分含量和化学计量特征的差异。结果表明，近自然改造处理与未改造处理相比，除0～20 cm土层的土壤全磷含量不存在差异外，土壤养分含量、碳氮比、碳磷比、氮磷比之间均存在显著差异（p＜0.05），说明近自然化改造在不同程度上显著改善了土壤养分情况，利于提高林分的生长水平和抗逆性。
关键词 杉木人工林；近自然化改造；土壤肥力；养分含量；化学计量
中图分类号：S714 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.04.079
杉木是我国南方重要的人工用材林树种，在我国林业生产中占据重要地位[1]。然而，长期大面积杉木纯林经营导致出现一系列生态问题[2-3]。近年来，近自然林业理念日益受到重视，通过引入阔叶树种构建混交林，增强林分的生态功能和生产力[4]。土壤肥力是衡量森林生态系统健康与稳定水平的重要指标，而近自然化改造对杉木人工林土壤肥力的长期影响尚不明确[5]。基于此，以广西国有高峰林场31年生杉木人工林为调查对象，分析近自然化改造对杉木人工林土壤肥力的长期影响，旨在为杉木人工林近自然化改造及其长期效应评估提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验林分概况
试验林分位于广西国有高峰林场，为31年生杉木人工林，初植667 m2密度为120株，后经间伐，667 m2
林分密度变为80株。造林20年后，该林分受自然灾害破坏，因此进行了近自然改造，部分未受灾林分保持原造林密度未做调整；其他部分分2个区域进行了行状间伐，分别补植闽楠和刨花润楠，混交比例为1∶1。3个区域相邻，起源相同又呈块状相互独立，经11年林分培养后土壤肥力势必出现不同，因此以这3块区域为研究对象分析近自然化改造对杉木人工林土壤肥力的长期影响，将未进行近自然化改造的林分记为CK，补植闽楠和刨花润楠的林分分别记为
T1和T2。
1.2 土壤样品采集
于2023年秋季在每个区域内随机布设3块20 m×
20 m的试验样地，在每块样地内按S形使用土钻采集土样，每块样地设置15个采样点，采样时分别采集0～20、20～40、40～60 cm土层的土壤，相同样地同一层次的土样混合均匀，按四分法取样2 kg带回实验室风干待测。
1.3 指标测定
测定土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、有效磷含量及速效钾含量6个指标作为土壤肥力指标，其中有机质含量采用重铬酸钾氧化外加热法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定，全钾含量采用NaOH碱熔-火焰光度法测定，有效磷含量采用氟化铵-盐酸浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾含量采用乙酸铵溶液浸提-火焰光度法测定。以上指标测定后，计算碳氮比，即土壤有机碳与全氮含量之比；碳磷比，即土壤有机碳与全磷含量之比；氮磷比，即土壤全氮与全磷含量之比。土壤有机碳含量以土壤有机质含量的58%计。
1.4 数据分析
使用Excel软件进行数据记录和简单计算，使用SPSS软件进行方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2.1 近自然化改造对杉木人工林土壤养分的影响
由表1可知，除0～20 cm土层的全磷含量外，不同处理对各土层土壤的有机质、全氮、全钾、有效磷和速效钾含量均有显著影响。在0～20 cm土层，T1处理和T2处理的土壤有机质含量不存在显著差异，但均显著高于CK处理；全氮含量方面，CK和T1处理之间不存在显著差异，但均显著高于T2处理；全钾含量方面，CK处理的含量最高，显著高于其他两个处理，其次为T2处理，显著高于T1处理，T1处理的全钾含量最低；有效磷含量方面，T1和T2处理之间不存在显著差异，但均显著高于CK处理；速效钾含量方面，CK和T2处理之间不存在显著差异，但均显著高于T1处理。
20～40 cm土层中，有机质含量方面，T1处理的有机质含量最高，显著高于其他2个处理，其次是T2处理，显著高于CK处理；全氮含量方面，CK和T1处理之间不存在显著差异，但均显著高于T2处理；全磷含量方面，CK和T2处理之间不存在显著差异，但均显著高于T1处理；全钾含量方面，3个处理间存在显著差异，T2处理的全钾含量最高，CK处理次之，T1处理最低；有效磷含量方面，T1处理的有效磷含量最高，显著高于其他2个处理，CK和T2处理之间不存在显著差异；速效钾含量方面，3个处理间存在显著差异，T1处理的速效钾含量最高，CK处理次之，T2处理最低。
40～60 cm土层中，有机质含量方面，3个处理间存在显著差异，T1处理含量最高，T2处理次之，CK处理最低；全氮和全磷含量方面，CK和T1处理之间不存在显著差异，但均显著高于T2处理；全钾含量方面，3个处理间存在显著差异，CK处理含量最高，T2处理次之，T1处理最低；有效磷含量方面，T2处理的有效磷含量最高，显著高于其他2个处理，CK和T1处理之间不存在显著差异；速效钾含量方面，T2处理含量最高，CK处理次之，T1处理最低，3个处理间存在显著差异。
2.2 近自然化改造对杉木人工林土壤化学计量的影响
由表2可知，不同处理对各土层土壤的碳氮比、碳磷比、氮磷比均具有显著影响。0～20 cm土层中，T1处理碳氮比显著高于CK和T2处理，CK和T2处理之间无显著差异；T1和T2处理的碳磷比显著高于CK处理；T2处理的氮磷比显著高于CK和T1处理，CK和T1处理之间无显著差异。20～40 cm土层中，碳氮比方面，3个处理间存在显著差异，T1处理＞T2处理＞CK处理；T1处理的碳磷比显著高于CK和T2处理，CK和T2处理之间无显著差异；CK和T1处理的氮磷比显著高于T2处理，两者之间无显著差异。40～60 cm土层中，T1处理的碳氮比、碳磷比显著高于CK和T2处理，CK和T2处理之间无显著差异；T2处理的氮磷比显著高于CK和T1处理。
3 结论与讨论
此次研究通过对比分析3种不同处理的杉木人工林土壤肥力指标，探讨了近自然化改造对杉木人工林土壤肥力的长期影响。研究结果表明，近自然化改造对杉木人工林土壤养分含量和化学计量特征产生了显著影响。1）近自然化改造显著提高了表层土壤的有机质含量。在不同土层中，T1和T2处理的有机质含量均显著高于CK处理。这可能是由于纯针叶林凋落物中难分解、疏水性强的芳香族化合物占比较高，而引入混交树种后，易变性、亲水性小分子化合物占比增多，为土壤微生物提供了足够养分，进而促进了凋落物的分解和有机质的积累。2）全氮含量在CK和T1处理间无显著差异，而T2处理显著低于其他两个处理，这表明不同混交树种对土壤氮素循环的影响可能存在差异。3）近自然化改造会导致0～20 cm和40～60 cm土层土壤全钾含量降低，20～40 cm土层中，只有T2处理全钾含量有所增加。这可能是由于引入的树种对钾元素的吸收和利用较多。经改造不同土层的速效钾含量有差异，但总体来看，近自然改造可在一定程度上改善土壤速效钾含量情况。
近自然化改造还显著影响了土壤的化学计量特征。1）碳氮比反映了土壤有机质的分解情况，其与土壤有机质的分解速率成反比，较低的碳氮比表明土壤有机质分解速度快。广西降雨频繁、降水量大，较快的分解速度不利于土壤肥力的维持；反之较高的碳氮比表明有机质分解速率降低，有利于土壤有机碳的积累。在不同土层深度，T1、T2处理的碳氮比均高于CK处理，甚至T1与其他处理均有显著的差异。这支持了引入混交树种能增加土壤有机物含量的结论。2）碳磷比主要反映土壤微生物对土壤有效磷的代谢趋势，较低的碳磷比表明林下有机质的快速分解。试验中引入混交树种处理的碳磷比高于对照处理，说明近自然改造有利于土壤养分的维持。3）氮磷比是土壤氮素和磷素的限制指标。T2处理在0～20 cm和40～60 cm土层的氮磷比有所提高，即土壤磷的有效性有所提高，说明引入刨花润楠可改善杉木林地的生理机能，增加林分对磷元素的利用，提高植株对病虫害、干旱胁迫等逆境的抗性。
研究表明，引入闽楠和刨花润楠等阔叶树种进行近自然化改造，可以显著提高杉木人工林表层土壤的有机质含量。在实际生产中，建议通过近自然化改造改善土壤结构，增加土壤肥力，为杉木提供更好的生长环境。
参考文献：
[1] 杜超群，袁慧，林虎，等.湖北杉木人工林生物量及其可变密度预估模型研究[J].西南林业大学学报，2024，44（5）：138-147.
[2] 陈光丽，郭庆峰，杨婷.贵州人工商品纯林树种结构调整存在的问题及对策[J].贵州林业科技，2023，51（1）：77-81.
[3] 张哲旗，周灵燕，王国锋，等.华中东南地区高比例人工纯林引发的问题与对策[J].陆地生态系统与保护学报，2022，2（5）：62-70.
[4] 陈振泉.杉木-红锥复层异龄混交林近自然森林经营技术研究[J].现代农业研究，2021，27（3）：
80-81.
[5] 杨承栋.发展有群落结构混交林是维护、恢复和提高森林土壤功能实现人工林可持续经营的关键技术[J].林业科学，2022，58（8）：26-40.
（责任编辑：张春雨）
