1、DOI:10.12171/j.10001522.20220365不同恢复模式亚热带森林土壤贮水量和养分储量的差异马耀华1,2刘虹冰2,3李雨欣1,2李鑫2刘斌2杨世赟2曾施绮2卜文圣1,2,4(1.国家林业与草原局鄱阳湖流域森林生态系统保护与修复重点实验室，江西南昌330045；2.江西农业大学林学院，江西南昌330045；3.九江市林业局，江西九江332001；4.江西九连山森林生态系统国家定位观测研究站，江西南昌330045)摘要:【目的】随着工业化进程加快，大量天然林遭到破坏，导致森林的数量和质量显著下降，因此采取了许多植被恢复措施，其主要方式有人工恢复和自然恢复模式。研究这两种不同恢复
2、模式下林分的土壤贮水量和养分储量的差异，有助于比较这两种模式的优劣性，为亚热带植被恢复和重建提供理论依据。【方法】本研究选择九连山皆伐后自然恢复 35 年的次生林、人工栽植杉木后自然恢复 39 年的杉木林以及保存完好的原始林等 3 个典型林分为对象，比较不同恢复模式在水源涵养和养分贮存能力上的差异。【结果】研究结果表明：在贮水能力上，杉木林、次生林的吸持贮水量和饱和贮水量明显低于原始林，但在滞留贮水量上，杉木林、次生林却显著高于原始林，而杉木林和次生林在贮水量上较相似；在土壤养分贮存方面，原始林和次生林的速效氮储量均显著高于杉木林，但杉木林的有效磷储量显著高于次生林和原始林；原始林的碳储量、全
3、氮储量和全磷储量均明显高于杉木林和次生林，且杉木林的碳储量、全氮储量显著高于次生林，但杉木林的全磷储量却显著低于次生林。【结论】两种恢复模式在土壤水源涵养方面相似，而在养分贮存能力上存在很大的差异，需要依据不同的生态恢复目标而选用不同的恢复模式，提高土壤速效氮和全磷储量宜采用自然恢复模式，提高土壤有效磷、碳储量和全氮储量宜采用人工恢复模式。关键词：亚热带森林；森林土壤；恢复模式；贮水能力；养分储量中图分类号：S714文献标志码：A文章编号：10001522(2023)05009709引文格式：马耀华，刘虹冰，李雨欣，等.不同恢复模式亚热带森林土壤贮水量和养分储量的差异 J.北京林业大学学报，2
4、023，45(5)：97105.MaYaohua,LiuHongbing,LiYuxin,etal.DifferencesinsoilwaterandnutrientstorageinsubtropicalforestsunderdifferentrestorationmodesJ.JournalofBeijingForestryUniversity,2023,45(5):97105.Differences in soil water and nutrient storage in subtropical forests underdifferent restoration modesMaYa
5、ohua1,2LiuHongbing2,3LiYuxin1,2LiXin2LiuBin2YangShiyun2ZengShiqi2BuWensheng1,2,4(1.KeyLaboratoryofNationalForestryandGrasslandAdministrationonForestEcosystemProtectionandRestorationofPoyangLakeWatershed,Nanchang330045,Jiangxi,China;2.CollegeofForestry,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,Jia
6、ngxi,China;3.JiujiangForestryBureau,Jiujiang332000,Jiangxi,China;4.JiulianshanNationalObservationandResearchStationofChineseForestEcosystem,Nanchang330045,Jiangxi,China)Abstract:ObjectiveWiththeaccelerationofindustrialization,manynaturalforestshavebeendestroyed,leadingtoasignificantdeclineinthequant
7、ityandqualityofforests.Therefore,manymeasureshavebeen收稿日期:20220903修回日期:20221025基金项目:江西省自然科学基金项目（20202ACBL215005），江西省林业科技创新项目（创新专项20222 号），国家自然科学基金项目（31760134）。第一作者:马耀华。主要研究方向：森林土壤。Email：地址：330045江西省南昌市经济技术开发区志敏大道1101 号。责任作者:卜文圣，博士，副研究员。主要研究方向：群落结构与动态。Email：地址：同上。本刊网址:http:/；http:/第45卷第5期北京林业大学学报Vol.
8、45，No.52023年5月JOURNALOFBEIJINGFORESTRYUNIVERSITYMay，2023takentorestorevegetation,mainlyincludingartificialandnaturalrestorationmodes.Studyingthedifferenceofsoilwaterstorageandnutrientstorageoftheforestunderthetwodifferentrestorationmodeswillhelptocomparetheadvantagesanddisadvantagesoftheserestoratio
9、nmodes,andprovideatheoreticalbasisforthesubtropicalvegetationrestorationandreconstruction.MethodInthisstudy,threetypicalforestswereselected,includingthesecondaryforestthathadbeennaturallyrestored35yearsafterprecisecutting,theChinesefirforestthathadbeennaturallyrestored39yearsafterartificialplanting,
10、andthewellpreservedoriginalforest,tocomparethedifferencesofwaterconservationandnutrientstoragecapacityofvariedrestorationmodes.ResultIntermsofwaterstoragecapacity,thewaterholdingcapacityandsaturatedwaterstoragecapacityofChinesefirforestandsecondaryforestweresignificantlylowerthanthoseofold-growthfor
11、est,butintermsofretainedwaterstoragecapacity,Chinesefirforestandsecondaryforestwereconsiderablyhigherthantheold-growthforest,whiletherewasasimilarwaterstoragecapacitybetweenChinesefirforestandsecondaryforest.Intermsofsoilnutrientstorage,theavailablenitrogenstorageofold-growthforestandsecondaryforest
12、weresignificantlyhigherthanthoseofChinesefirforests,buttheavailablephosphorusstorageofChinesefirforestswasconsiderablyhigherthanthoseofsecondaryandold-growth forests.The carbon,total nitrogen and total phosphorus storages of the old-growth forest weresignificantlyhigherthanthoseofChinesefirforestand
13、secondaryforest,andthecarbonstorageandtotalnitrogenstorageofChinesefirforestweresubstantiallyhigherthanthoseofsecondaryforest,butthetotalphosphorus storage of Chinese fir forest was significantly lower than those of secondary forest.ConclusionThetworestorationmodesaresimilarinsoilwaterconservationbu
14、tdifferconsiderablyinnutrient storage capacity.Different restoration modes should be adopted according to the ecologicalrestorationobjectives.Thenaturalrestorationmodeshouldbeusedtoimproveavailablesoilnitrogenandtotal phosphorus storage.The artificial restoration mode can be applied to improve nutri
15、ent storage ofavailablesoilphosphorus,carbon,andtotalnitrogen.Key words:subtropicalforest;forestsoil;restorationmode;waterstoragecapacity;nutrientstorage随着工业化进程加快，人类对森林资源和土地的需求不断增加，大量的天然林遭到破坏，进而引发水土流失和土壤肥力下降等问题。大部分原始林逐渐被人工林和次生林取代。因此，中国政府实施了一系列林业生态工程，如“天然林保护工程”“退耕还林还草工程”等12。土壤是森林生态系统的养分储库，土壤养分含量以及有效性
16、是陆地生态系统生产力的重要指标3。土壤结构和养分状况是度量退化生态系统生态功能恢复与维持的关键指标之一，植物群落演替的重要环境条件是土壤，植被发生、发育和演替的速度受土壤理化性质、土壤种子库的特征等影响；同时植被的演变也会使土壤性质发生变化，植物群落的组成结构和植物多样性都会影响土壤性质，植被恢复在增加群落物种多样性的同时，也会改善土壤环境；并且群落物种多样性在影响生态系统物质循环时，也影响了生态系统中元素循环与土壤肥力的可持续性3。不同森林恢复模式由于营林措施不同导致土壤结构和土壤理化性质也存在差异。因此，研究植被恢复过程中土壤理化性质的变化能够更好地了解植被演变与土壤的关联。目前我国植被恢复主要以人工恢复和自然恢复两种模式为主，人工恢复模式指的采伐后人工栽植树种的恢复模式，自然恢复模式指采伐后自然演替的自然恢复模式4。不同恢复模式下的森林在水文效应和理化性质上有显著差异。土壤水文效应是评价生态系统水源涵养功能的重要指标，受地上植被类型、土壤养分水平、土壤孔隙特征等的影响；土壤理化性质反映土壤质地、养分水平、土壤资源利用状况及其抗退化流失能力，决定林地生产力水平5。近年来，关于植被恢
