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1、浙江林学院学报1997,14(4):344～349JournalofZhejiangForestryCollege不同集材方式对森林土壤理化性质的影响郭建钢 周新年 丁 艺(福建林学院森工系,南平353001)粟金云邱仁辉(南京林业大学)(福建林学院)摘 要 分析了常见集材方式(拖拉机、索道和滑道)对森林土壤理化性质的影响。结果表明:①拖拉机集材严重改变了土壤的硬度、容重和通透性,使伐区有机质含量下降1014%;②索道集材的主沟内总孔隙度和有机质含量分别降低317%和31614%,主沟外变化很小;③各类滑道对土壤的影
2、响以塑料滑道最小,土滑道最大。为了减少集材作业对土壤的侵害,文章提出一些减少土壤侵害的技术措施。关键词 集材;森林;土壤;土壤物理性质;土壤成分中图分类号 S7761323土壤是森林生长的基础。土壤为林木提供养分的能力主要依赖于土壤中的有机质、矿物质以及影响有机质和矿物质的因素,如气候和经营措施等。采运作业作为一项森林经营措施必然导致土壤扰动,引起其理化性状的改变。研究表明:集材作业对土壤的影响最大。因此研究集材方式对林地土壤的扰动,进而探索森林的重建和恢复,成为生态采伐作业的重要课题之一。1 土样采集和研究方法土样
3、采集和研究方法见文献[1]。2 集材对土壤物理性状的影响集材对林地土壤影响分为垂直扰动和压实。垂直扰动包括森林枯落物层(A0层)的移动,地被物层和表土层(A1层)的混合,表土层和心土层(B层)的混合,心土层的移动使母质层(C层)暴露,以及有时造成的部分母质移动。土壤的垂直扰动和压实将随原森林土壤含水收稿日期:1997201223第1作者简介:郭建钢,男,1962年生,副教授,博士生©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.4期
4、 郭建钢等:不同集材方式对森林土壤理化性质的影响345[2,3]率、物理性状、迹地坡度、作业时间、集材机械的行走次数和机械质量等的不同而变化。因此,集材方式是生态采伐作业的主导因子。为了减少集材作业对土壤的侵害和由此所造成的水土流失,采伐前应设置缓冲带,优化集材方式和设备,使土壤侵蚀程度控制在尽可能小的范围内。目前我国常用的集材方式主要有拖拉机集材、绞盘机集材、架空索道集材、滑道集材和人畜力集材。这些集材作业对土壤的扰动主要表现在集材路面的挖方、填方和集材车行道的[4]各种侵害等3方面。211 拖拉机集材拖拉机
5、集材使82%～87%的伐区面积受到不同程度的扰动,尤其在集材道上,表土层和心土层严重移动,造成土壤多项物理性质改变,如土温升高、团粒结构破坏和孔隙度减少等,从而使土壤表土层冲刷流失或与心土层混杂,表面压实土壤含水率减少等。此外由于压实,削弱了养分离子的扩散和团流活动,影响养分矿质化。总之,不良的土壤物理条件,减少了土壤生物体(如土壤动物和微生物)的有利活动。21111 硬度变化 对轮式和履带式拖拉机原条集材采伐迹地的土壤硬度研究表明:对土壤硬度影响最大的是拖拉机行走次数。当次数小于100次时,在0～30cm的深度上,
6、土壤硬度变化很大,随着深度的增加,土壤硬度受集材影响越来越小,当深度大于40cm时,硬度变化很小。当行走次数大于100次后,不管在哪一深度上,土壤硬度变化都较小。研究结果还表明:轮式集材机轮胎宽度越大,影响越小;轮式集材机比履带式集材机的影响小。因此建议[5]用宽轮胎拖拉机进行集材。21112 容重变化 对拖拉机集材在排水不良伐区上所造成的辙沟和排水良好伐区上所造成的压实情况的研究表明:轮式拖拉机造成的辙沟深度为3516cm,路肩高度为2218cm,使90%以上的肥沃心土层或被裸露或被覆盖。两轮间和路肩上的土壤容重与
7、非集材道上相比虽无明显变化,但辙沟处的土壤容重则增大1510%。集材道上轮胎压实使土壤下沉1512cm,两轮间土壤下沉714cm,轮胎压实面积占路面8210%,无裸露心土层。压实处土壤容重增大1916%,而且由于拖集原木,使表土层的移动较大。因此,拖拉机集材严重影响林木根系生[6,7]长。集材道和非集材道上的土壤容重、非毛管孔隙度及饱和水导性见表1。表2 不同试验区表土层(0～20cm)的土壤平均容重、非毛管孔隙度和饱和水导性Table1Averagesoilbulkdensity,macroporespace,an
8、dsaturatedhydraulicconductivityindifferentsites容 重非毛管孔隙度饱和水导性试验处理数值ög·cm-3增减率ö%数值ö%增减率ö%数值öcm·h-1增减率ö%辙沟试验处 非集材道110471808189 集材道112015144170-39170176-9115压实试验处 非集材道0197
