鞍山市千山风景区土壤水分状况对森林植物生长发育的影响

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摘要 千山风景区近几年名木古树发生死亡和植被退化现象严重，分析其综合影响的诸多因素中，土壤的水分状况是主导因子，通过对土壤水分状况的调查，分析植物的立地条件和生长状态，提出风景区森林生态系统对土壤水分状况的响应与适应对策。

关键词 千山风景区；土壤含水量；森林生长；辽宁鞍山

中图分类号 Q948.113 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）14-0168-02

千山风景区位于辽宁省鞍山市东南17 km处，总面积90 km2，是全国闻名的风景名胜区和宗教文化综合游览区。随着旅游业的发展所导致的人为活动频繁和环境污染的加重及地下水位变化等诸多因素的影响，千山风景区植被出现退化，尤其是古树名木生长衰退甚至死亡现象非常严重。

目前，干旱是一个全球性的问题，干旱胁迫对植物的影响体现在植物生长发育的各个阶段，同时还影响植物的各种生理代谢过程。千山风景区系长白山支脉，植物区系为华北植物区系植被，属于油松、落叶阔叶混交林区。其中油松的比重最高，约占整个森林面积的40%，以油松、蒙古栎、辽东栎、糠椴、紫椴、花曲柳裂叶榆等为主要组成树种。植物对环境特别是对水分变化的响应，主要是通过根系对与土壤环境相互作用等一系列复杂的过程完成的。为了探究其原因，拟从影响植物生长最关键的因素之一——土壤水分状况调查入手，研究千山风景区名木古树等植物生长衰退的主要原因，从中找出主导因子，以确定出有效的防护措施，这将对千山风景区乃至辽宁东部山区的植被保护和恢复具有重要的指导作用[1-2]。

1 研究地区及方法

1.1 研究地区概况

试验在千山风景区的北沟、中沟和南沟进行。土壤类型为棕色森林土，土壤表层pH值为5.4。气候为温带湿润气候区，年平均温度8.7 ℃，最高气温为8月，最低气温为1月。无霜期为165 d（5月4日至10月4日）。夏季最高气温36.9 ℃，略低于鞍山市；冬季最低温度为-30.4 ℃。年均降水量为729.5 mm，多集中在5—9月（平均593.4 mm，约占全年降水量的81.34%）。相对湿度全年平均为76.4%，8月最高，为79%，4—5月最低，为52%。

1.2 研究方法

1.2.1 取样地点。2012年在千山风景区的北、中、南3个区，选取有代表性区域——针叶林、阔叶林、针阔混交林；不同海拔高度——坡底、中坡、坡顶。从5月15日开始采集样品并随时进行分析，现已采集土壤样品621个、植物样品207个，已全部分析检测完毕。

在岫岩清凉山自然保护区帽盔山二道沟设立对照观测点1处；岫岩清凉山自然保护区二道沟帽盔山脉，坡度29°，坡向西，海拔350 m；在海城白云山自然保护区孤山子设立对照观测点1处；海城白云山自然保护区孤山山脉，坡度23°，坡向西，海拔354 m。在千山五龙宫设立枯死树区对照点1处。①北沟大佛景区设立3个试验点：大佛正门右侧距道15 m坡上；坡度30°，坡向西，海拔287 m；红映松涛石碑南侧，坡度35°，海拔354 m；蟠桃献寿石下面中；坡度40°，坡向西，海拔401 m。②中沟五龙宫景区设立3个试验点：五龙宫正门里右侧坡顶上，坡度20°，坡向西北，海拔20 m；五龙宫正门外向下走右侧变压器斜对坡10 m处，坡度16°，坡向西南，海拔245 m；火炬树林坡上，坡度13°，坡向西北，海拔225 m。③南沟香延寺景区设立3个试验点：香延寺正门里右侧坡顶油松林，坡度28°，坡向东，海拔288 m；鞍钢附企度假村，坡度25°，坡向西南，海拔255 m；香延寺南门左侧，坡度17°，坡向西，海拔217 m。

1.2.2 取样深度。纵向深度0～40 cm；横向距离：树冠投影处取1点；树冠投影外1 m处取1点；树冠投影内1 m处取1点。土壤取后用塑料袋密封贴标签，置于冰柜中待测。定期在每月的5、15、25日及雨后的第1、3、5天取样（特殊情况下可顺延）。

1.2.3 植物样品采集。配合土壤取样的同时取对应的植物样品，剪取测定树木周围树木及灌木中部枝条，密封贴标签，置于冰箱中待测。监测选定的样品树木（即采样点对应的树木）生长状况——新生枝条、径粗、树高等。

1.3 分析测定

采用精度为万分之一的天平作为分析工具；土壤含水量测试采用烘干法，温度控制在100 ℃，时间为8 h。植物样品含水率采用称重法烘干测定。计算公式如下：

土壤含水量（%）=

■×100

2 结果与分析

2.1 土壤含水量变化

千山土壤的水分状况与大气降水量呈正相关，土壤含水量有明显的季节性变化，其中6月底最低，8月下旬最高，平均值分别为6.04%、29.20%。

千山植被的优势树种主要是油松、辽东栎等，而油松是一种耗水量小、生长慢但抗旱性强的树种，试验结果表明：千山林地土壤含水量在油松生长季节最低，而大部分降雨又主要集中在7—9月，同时千山土壤含水量在个别地块（如大佛高点多为油松林）已达极至，因此季节性降水不均是千山油松林地生长不良的原因之一。

2.2 主要树种的枝条含水量与土壤含水量的关系

除对千山风景区土壤含水量进行监测外，还对附近主要地被物油松、辽东栎等树种枝条含水量进行了检测，结果表明：枝条含水量与土壤含水量呈正相关关系。如：在6月27日检测中，风景区土壤平均含水量最低为6.04%，油松枝条平均含水量为38.26%，辽东栎枝条平均含水量为42.05%，处于萎蔫状态，即：土壤含水量越低，叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差。在8月15日检测中，风景区内土壤平均含水量最高为29.20%，油松枝条平均含水量为62.78%，辽东栎枝条平均含水量为87.28%。即在相应范围内土壤含水量越高，其相关性越好[3-4]。

2.3 千山风景区土壤含水量水平

一般情况下，当土壤含水率

根据2012年5—11月调查，5—6月基本无雨。在6月27日检测中，风景区内平均土壤含水量最低仅为6.04%（个别地点达到2.03%），说明森林植被长期受到干旱胁迫，处于干旱的临界状态。而在8月15日检测中，土壤水分含量平均值最高为29.20%，含水量又偏大。

2.4 千山风景区土壤水分状况与海拔高度的关系

千山风景区有代表性的3个区域中，大佛景区土壤含水量最低，香延寺次之，五龙宫较高。这是因为高海拔地区山峰陡峭，地表水径流条件好，树种比较单一，枯枝落叶层薄，蓄水能力弱，土壤含水率低；反之，低海拔地区树种较丰富，枯枝落叶层较厚，蓄水能力强，土壤含水率也较高（表1）。

2.5 同海拔高度的不同地点土壤含水量差异

在对千山风景区土壤含水量进行检测的同时，以相同海拔高度的岫岩清凉山林场二道沟点和海城白云山保护区点为对照（与千山大佛景区第二点海拔高度相同h≈350 m）。可以看出，在相同海拔高度，不同地点土壤含水量大不相同。岫岩清凉山土壤水分含量较高；海城白云山次之；而千山大佛景区最低。其中，最高土壤含水量相差3.85%，最低土壤含水量相差5%，说明千山森林植被的立地条件已近临界状态。

3 结论

（1）千山植被的优势树种主要是油松、辽东栎等，而油松是一种耗水量小、生长慢但抗性强的树种。2012年50年不遇的干旱，尤其在油松生长旺季干旱无雨，土壤含水量已达极至，因而引起油松生长不良，养分运输受阻，光合作用等一系列生理生化过程降低，必然导致树势衰弱，引起病虫危害。

（2）少量死亡的单株油松，枝条和松梢上具有典型的棉絮状白点，是日本松干蚧危害的症状，分析油松死亡原因是长期干旱胁迫引起营养不良，感染日本松干蚧所致。

（3）千山是南沙河和杨柳河的发源地，近10年来周围采矿和温泉的开发用水量大，导致地下水位不断降低（导致南沙河和杨柳河经常断流），应是引起千山土壤含水量下降的重要因素。

（4）季节降水量分布不均也是引起植被衰退的重要原因。油松的快速生长和干物质积累均在4—5月最高。而千山土壤含水量在油松生长季节最低，且大部分的降雨又主要集中在7—9月，显然不能满足油松快速生长所需，这也是千山油松生长不良的主要原因。

4 参考文献

[1] 步兆东，高大鹏，王文智，等.油松刺槐造林成活生长最低土壤水分指标的测定[J].水土保持研究，2003（4）：170-171，202.

[2] 李景文.森林生态学[M].北京：中国林业出版社，1994.

[3] 王书凯，王丽华，房连杰，等.阔叶红松林主要树种幼树对干旱胁迫的响应[J].辽宁林业科技，2007（3）：1-3，50.

[4] 关文彬，张敬民，李树民，等.油松刺槐造林成活生长最低土壤水分指标的测定[J].辽宁林业科技，1989（4）：49-51，7.