Soil quality assessment of a forest-ginseng agroforestry system in the mountainous region of eastern Liaoning Province, Northeast China

Abstract

Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．８ Ａｐｒ．，２０１７ ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ 基金项目：林业软科学研究(２０１４•Ｒ０５) ；中国工程院咨询项目(２０１３•ＸＺ• ２２) ；黔科合院士站(２０１４)４００６ 收稿日期：２０１６• ０１• ２３； 网络出版日期：２０１６• １０• ２９ * 通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ•ｍａｉｌ： ｌｉｕｍｃ＠ ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１６０１２３０１６０ 刘伟玮，刘某承，李文华，郑颖，王月婵．辽东山区林参复合经营土壤质量评价．生态学报，２０１７，３７(８) ：２６３１• ２６４１． Ｌｉｕ Ｗ Ｗ， Ｌｉｕ Ｍ Ｃ， Ｌｉ Ｗ Ｈ， Ｚｈｅｎｇ Ｙ， Ｗａｎｇ Ｙ Ｃ． Ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｆｏｒｅｓｔ•ｇｉｎｓｅｎｇ ａｇｒｏｆｏｒｅｓｔｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｅａｓｔｅｒｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１７，３７(８) ：２６３１• ２６４１． 辽东山区林参复合经营土壤质量评价 刘伟玮 １，２ ，刘某承 １， * ，李文华 １ ，郑 颖 ３ ，王月婵 ３ １ 中国科学院地理科学与资源研究所， 北京 １００１０１ ２ 中国科学院大学， 北京 １０００４９ ３ 辽宁省林业科学研究院， 沈阳 １１００３２ 摘要：林参复合经营是辽东山区典型的林下经济模式之一，而林下参的生长对于环境条件要求很高，其中，土壤质量是制约人参 生长的重要因素之一，并对人参产业的健康发展至关重要。 目前，阔叶混交林、针阔混交林和蒙古栎纯林是辽东山区广泛分布 的林参复合经营林分类型，选择 ３ 种林分下立地特征相似、人参种植年限不同的样地，测定土壤物理、化学和生物学因子共 ２５ 项指标，采用方差分析、主成分分析、相关分析等统计学方法和专家经验法构建了林参复合经营土壤质量评价最小数据集 (ＭＤＳ) ，并利用模糊数学法对不同样地土壤质量进行了定量评价。 结果表明，研究区林参复合经营土壤质量评价最小数据集 包括容重、ｐＨ、有机质、速效 Ｋ、全 Ｚｎ、微生物量 Ｎ、酸性磷酸酶和细菌共 ８ 项指标。 此外，土壤质量值由高到低依次为针阔混交 林对照样地(０．７６４) ＞蒙古栎纯林对照样地(０．７４５) ＞针阔混交林 １４ａ 人参样地(０．６１４) ＞蒙古栎纯林 ２０ａ 人参样地(０．３８５) ＞阔叶 混交林 １２ａ 人参样地(０． ３６１) ＞ 阔叶混交林对照样地 (０． ３５４) ＞ 阔叶混交林 ６ａ 人参样地 (０． ３２３) ＞ 阔叶混交林 ９ａ 人参样地 (０．３０８) ＞阔叶混交林 ３ａ 人参样地(０．２３０) ，说明林分类型特征和人参种植年限对土壤质量会产生不同程度影响。 今后，在辽东 山区林参复合经营发展过程中，可以该最小数据集为基础，充分考虑土壤质量状况，并适当进行管理，以保障人参健康生长，促 进人参产业可持续发展。 关键词：林参复合经营；土壤质量评价；最小数据集；模糊数学法；辽东山区 Ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｆｏｒｅｓｔ•ｇｉｎｓｅｎｇ ａｇｒｏｆｏｒｅｓｔｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｅａｓｔｅｒｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ ＬＩＵ Ｗｅｉｗｅｉ １，２ ， ＬＩＵ Ｍｏｕｃｈｅｎｇ １， * ， ＬＩ Ｗｅｎｈｕａ １ ， ＺＨＥＮＧ Ｙｉｎｇ ３ ， ＷＡＮＧ Ｙｕｅｃｈａｎ ３ １ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１， Ｃｈｉｎａ ２ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９， Ｃｈｉｎａ ３ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００３２， Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｆｏｒｅｓｔ•ｇｉｎｓｅｎｇ ａｇｒｏｆｏｒｅｓｔｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｄｕｃｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｇｉｎｓｅｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｗｉｔｈ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｂｅｉｎｇ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐｌａｎｔ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｉｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｇｉｎｓｅｎｇ ｉｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｉｎｓｅｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ， ｂｒｏａｄ•ｌｅａｖｅｄ ｍｉｘｅｄ ｆｏｒｅｓｔ (ＢＭ) ， ｃｏｎｉｆｅｒ ａｎｄ ｂｒｏａｄ•ｌｅａｖｅｄ ｍｉｘｅｄ ｆｏｒｅｓｔ (ＣＢ) ， ａｎｄ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｍｏｎｇｏｌｉｃａ ｆｏｒｅｓｔ (ＱＭ) ａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｏｒｅｓｔ•ｇｉｎｓｅｎｇ ａｇｒｏｆｏｒｅｓｔｒｙ ｓｔａｎｄ ｔｙｐｅｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ， ｗｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｎｉｎｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｎｄ ｔｙｐｅｓ ｉｎ ｅａｓｔｅｒｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ， ｔｈａｔ ｈａｄ ｓｉｍｉｌａｒ ｓｔａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｂｕｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｉｎｓｅｎｇ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｙｅａｒｓ． Ｔｗｅｎｔｙ•ｆｉｖｅ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｐｈｙｓｉｃａｌ， ｃｈｅｍｉｃａｌ， ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ． Ｗｅ ｔｈｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｄａｔａ ｓｅｔ (ＭＤＳ) ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ•ｇｉｎｓｅｎｇ ａｇｒｏｆｏｒｅｓｔｒｙ ｓｏｉｌ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ