（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院 江西省森林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330045）

杉木Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.林不僅能在提供優(yōu)質(zhì)的木材方面發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益，還能在水源涵養(yǎng)功能方面發(fā)揮出它潛在巨大的生態(tài)效益[1]。但由于目前大面積的闊葉林被掠奪性采伐，取而代之的是單一樹種的杉木人工林，造成林分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱，生態(tài)環(huán)境惡化，引發(fā)地力嚴(yán)重衰退[2]，連載的杉木林所能發(fā)揮的生態(tài)效益正逐漸降低，也導(dǎo)致杉木林中土壤的水源涵養(yǎng)功能正不斷退化。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)林地土壤水源涵養(yǎng)功能和入滲的研究主要集中在不同植被林分類型[3-4]、不同土地利用方式[5]、不同土壤類型[6]、不同密度配置[7]等的土壤蓄水功能和滲透能力模型比較研究與長(zhǎng)期觀察研究。有關(guān)杉木林水源涵養(yǎng)的研究也主要集中在對(duì)杉木的針闊混交林、天然林和人工純林等方面[8-10]，但關(guān)于施氮磷肥方面對(duì)杉木人工林中的水源涵養(yǎng)及土壤入滲作用如何調(diào)節(jié)鮮有涉及。因此，探討不同氮磷肥的施用對(duì)提高杉木林中土壤肥力和水源涵養(yǎng)功能有著十分重要的意義與價(jià)值。

林地施肥能改善林木生長(zhǎng)環(huán)境，為其生長(zhǎng)提供所需的養(yǎng)分，氮和磷是植物生長(zhǎng)所必須的兩種元素，同時(shí)也是亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)的限制元素[11]。研究表明，施肥不僅能夠促進(jìn)林木生長(zhǎng)還對(duì)土壤質(zhì)量的提升和有機(jī)質(zhì)含量的升高有明顯的效果[12]，適度的施肥可以改善土壤的非毛管孔隙度，增加非毛管持水能力[13]。肥力下降顯著影響植物的根系生長(zhǎng)，而植物根系通過在土壤中的結(jié)合和粘結(jié)作用，可以有效提高土壤入滲特性和穩(wěn)定性[14]。林地土壤水源涵養(yǎng)功能主要體現(xiàn)在土壤對(duì)水分的靜態(tài)涵養(yǎng)能力（蓄水性）及動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力（滲透性）兩個(gè)方面[15]。二者作為森林植被的主要水文過程和功能，是反映森林植被保持水土和涵養(yǎng)水源作用的重要水文參數(shù)[16]。土壤的滲透能力是影響土壤侵蝕的重要因素之一，土壤滲透性是描述土壤入滲快慢極為重要的物理特征參數(shù)之一[17]。范少輝等[13]對(duì)連續(xù)施肥13 a 的毛竹林進(jìn)行研究，隨著施肥年限的增加，土壤滲透性呈升高的趨勢(shì)。有研究表明，土壤滲透性差，地表徑流加劇，往往加劇土壤發(fā)生侵蝕的危害[18]，因此研究施肥后杉木林中水源涵養(yǎng)功能的調(diào)節(jié)作用及土壤滲透性具有重要的價(jià)值和意義。

以南方亞熱帶杉木人工林為研究對(duì)象，通過施用氮磷肥處理，研究杉木林中土壤的水源涵養(yǎng)功能和入滲特性的變化規(guī)律，旨在揭示施肥對(duì)杉木人工林中土壤水源涵養(yǎng)及土壤入滲狀況的調(diào)節(jié)作用，為研究亞熱帶杉木林的科學(xué)經(jīng)營(yíng)和地力維護(hù)提供理論依據(jù)，為維護(hù)良好的生態(tài)效益提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于江西省吉安市泰和縣灌溪鎮(zhèn)境內(nèi)的中國(guó)科學(xué)院千煙洲紅壤丘陵綜合開發(fā)試驗(yàn)站（115°04′13″E，26°44′48″N），該區(qū)總面積為204 hm2，平均海拔在100 m 左右，相對(duì)高度為20～50 m，坡度多在10°～30°之間。該區(qū)屬于亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，受東南季風(fēng)影響明顯，溫暖濕潤(rùn)。年均氣溫為18℃，無霜期為290 d，年日照時(shí)數(shù)為1 406 h，該區(qū)降水豐富，年平均降水量為1 489 mm。目前千煙洲試驗(yàn)站多為人工林，主要樹種有馬尾松Pinus massoniana、濕地松Pinus elliottii和杉木[19]。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集

自2011年12月開始布設(shè)樣地進(jìn)行氮、磷肥的施用，氮肥處理施用NH4NO3，磷肥處理施用NaH2PO4，施肥方式為拌沙撒施。每年4 次，分別于3、6、9 和12月進(jìn)行，在每年的6月和9月生長(zhǎng)季節(jié)，施肥量均占到全年30%，而在3月和12月的非生長(zhǎng)季當(dāng)中，施肥量均為全年的20%[20]。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置4 個(gè)區(qū)組，在每個(gè)區(qū)組當(dāng)中設(shè)置6 個(gè)20 m×20 m 的樣方，隨機(jī)進(jìn)行6 種處理，分別為CK、N1、N2、P、N1P 和N2P。對(duì)4 個(gè)區(qū)組進(jìn)行樣地每木檢尺，并測(cè)量經(jīng)緯度、坡度等地形特征和蓋度、胸徑等林分特征，各區(qū)組基本情況如表1所示。

2017年11月采樣，在每個(gè)樣方內(nèi)按照同一方向?qū)蔷€各選3 個(gè)采樣點(diǎn)，用100 cm3標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)刀采集不同土層（0～5 cm、5～10 cm 和10～20 cm）土壤樣品，在樣方內(nèi)3 個(gè)采樣點(diǎn)兩兩間距在5 m 左右，每個(gè)點(diǎn)每層土均平行采2 個(gè)環(huán)刀，1 個(gè)環(huán)刀的樣品測(cè)定土壤容重、土壤孔隙度、土壤持水量等物理性質(zhì)，另1 個(gè)環(huán)刀的樣品測(cè)定土壤入滲特性。土壤樣品按照每塊樣方內(nèi)5 點(diǎn)取樣，同樣分0～5 cm、5～10 cm 和10～20 cm土層進(jìn)行取樣，同一樣方內(nèi)相同土層深度的土壤充分混合均勻后，用“四分法”取出約1 kg 土壤裝保鮮袋，帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，揀去動(dòng)植物殘?bào)w，挑出肉眼可見的石塊，過2 mm 篩后測(cè)定土壤化學(xué)性質(zhì)。

表1 各區(qū)組基本情況Table 1 Basic information of each region and group

1.2.2 土壤理化性質(zhì)及水源涵養(yǎng)功能指標(biāo)測(cè)定與計(jì)算方法

1）土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

試驗(yàn)中的具體測(cè)定方法是參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[21]，采用環(huán)刀法和烘干稱量法測(cè)定土壤容重、土壤孔隙度等水分物理性質(zhì)指標(biāo)；有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法(H2SO4-K2Cr2O7)；有效磷測(cè)定采用碳酸氫鈉法；速效鉀測(cè)定采用乙酸銨提取法；pH 值采用電位法測(cè)定。

2）水源涵養(yǎng)功能指標(biāo)測(cè)定

土壤蓄水性的測(cè)定。采用浸水稱量法測(cè)定土壤最大持水量、毛管持水量。土壤儲(chǔ)水量采用以下公式[22]：

土壤最大儲(chǔ)水量(t/hm2)=土壤總孔隙度×10 000 m2×土壤深度；

土壤毛管儲(chǔ)水量(t/hm2)=土壤毛管孔隙度×10 000 m2×土壤深度。

土壤滲透性的測(cè)定。采用雙環(huán)刀法測(cè)定[23]土壤滲透特征指標(biāo)。

初滲率計(jì)算方式為：最初入滲時(shí)段內(nèi)滲透量/入滲時(shí)間，本研究取最初入滲時(shí)間為2 min；平均滲透速率計(jì)算方式為：達(dá)穩(wěn)滲時(shí)的滲透總量/達(dá)穩(wěn)滲時(shí)的時(shí)間；穩(wěn)滲率計(jì)算方式為：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的滲透量趨于穩(wěn)定時(shí)的滲透速率；滲透總量：因所有土樣滲透速率在75 min 前己達(dá)穩(wěn)定，為了便于比較，滲透總量統(tǒng)一取前75 min 內(nèi)的滲透量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2016 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初期統(tǒng)計(jì)與匯總，應(yīng)用SPSS 22.0 軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性水平設(shè)定為α=0.01 和α=0.05，數(shù)據(jù)經(jīng)方差齊次性檢驗(yàn)后，使用雙因素方差分析來檢驗(yàn)施氮、磷肥后的杉木林理化性質(zhì)及土壤水源涵養(yǎng)功能的差異（α=0.05），當(dāng)差異性顯著時(shí)，采用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較（α=0.05）。對(duì)土壤水源涵養(yǎng)功能指標(biāo)與土壤理化性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析，圖形處理采用SigmaPlot 12.5軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 杉木人工林土壤理化性質(zhì)分析

2.1.1 施肥對(duì)杉木人工林土壤容重和孔隙度的影響

土壤容重是自然壘結(jié)狀態(tài)下單位容積土體（包括土粒及孔隙）的質(zhì)量，它與孔隙度（單位體積內(nèi)土壤孔隙所占土壤容積的百分比）都是反映土壤物理結(jié)構(gòu)的指標(biāo)，影響著土壤水源涵養(yǎng)功能。由圖1可知，在0～20 cm 表土層當(dāng)中，6 種施肥處理土壤容重均隨土層深度的增加而增加（P 除外），在0～20 cm 土壤容重（g/cm3）平均值大小依次為N1（1.37）＞CK（1.36）＞N2（1.34）＞N2P（1.33）＞N1P（1.28）＞P（1.27），N1P 與P處理顯著低于CK 處理（P＜0.05），與CK 處理相比分別降低了6.25%和6.30%，其余處理并無顯著差異。在土壤孔隙度分析當(dāng)中，表土層不同土層深度的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度并無顯著差異，P 處理極顯著增加了土壤毛管孔隙度（P＜0.01），與CK 處理相比增加了14.25%，N1P 處理極顯著增加了土壤非毛管孔隙度（P＜0.01），與CK 處理相比增加了34.21%，而N1P與P 處理極顯著增加了總孔隙度（P＜0.01），與CK 處理相比分別增加了12.07%和12.78%。

圖1 不同施肥處理對(duì)不同土層深度土壤容重和孔隙度的影響Fig.1 Effects of different fertilization treatments on soil bulk density and porosity at different soil depths

2.1.2 施肥對(duì)杉木人工林土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

土壤化學(xué)指標(biāo)在土壤當(dāng)中的狀態(tài)及濃度對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著關(guān)鍵性的作用，目前對(duì)土壤化學(xué)指標(biāo)研究主要從土壤有機(jī)質(zhì)、酸堿度、土壤養(yǎng)分等方面進(jìn)行分析[24]。試驗(yàn)表明（圖2），在0～20 cm 表土層當(dāng)中，6 種施肥處理土壤有機(jī)質(zhì)碳、有效磷、速效鉀含量均表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而減小，而pH 值則相反。在不同施肥處理分析當(dāng)中，土壤有機(jī)質(zhì)碳（g/kg）均值大小依次為N2P（24.85）＞N1P（22.88）＞CK（19.48）＞N1（19.28）＞N2（16.88）＞P（15.78），表現(xiàn)出N2P 與N1P 處理顯著高于其余處理。土壤有效磷（mg/kg）均值大小依次為N2P（20.10）＞N1P（14.89）＞P（5.79）＞N1（1.04）＞N2（1.00）＞CK（0.97）。表現(xiàn)為N2P 處理極顯著大于N1P 處理，N1P 處理極顯著大于P 處理，P 處理極顯著大于N1、N2 和CK 處理。土壤速效鉀（mg/kg）均值大小依次為N2P（52.88）＞N1P（45.21）＞N1（43.33）＞N2（41.54）＞CK（41.21）＞P（34.00）。其中N2P 處理的土壤速效鉀含量最高，P 處理的含量最低，相對(duì)于CK 處理呈顯著相關(guān)性（P＜0.05）。在土壤pH 值分析當(dāng)中，施用高濃度氮肥（N2）和氮磷肥同施（N1P、N2P）均顯著降低了土壤pH 值（P＜0.05），使土壤酸化。

圖2 不同施肥處理對(duì)不同土層深度土壤理化性質(zhì)的影響Fig.2 Effects of different fertilization treatments on soil physical and chemical properties at different soil depths

2.2 杉木人工林土壤水源涵養(yǎng)功能分析

2.2.1 施肥對(duì)杉木人工林土壤蓄水性影響

林地土壤的蓄水性反映了土壤調(diào)節(jié)和貯存水分的能力，是評(píng)價(jià)植被水文生態(tài)效益的重要內(nèi)容，分析土壤蓄水性可以了解不同植物群落類型土壤層的涵養(yǎng)水源能力[25]。由表2可知，在0～20 cm表土層當(dāng)中不同施肥處理土壤的持水性均隨土層深度的增加而降低，不同土層深度的持水性方差分析表明，0～5 cm 土層的最大持水量與毛管持水量極顯著大于10～20 cm 土層（P＜0.01）。在不同施肥處理對(duì)持水性影響的方差分析當(dāng)中可以看出，N1P 與P 處理顯著增加了土壤0～20 cm表土層最大持水量和毛管持水量，與對(duì)照相比增加了19.73%和19.62%。6 種施肥處理的最大持水量均值的變化范圍在312.15～377.18 g/kg，毛管持水量變化范圍在234.65～288.23 g/kg。在土壤儲(chǔ)水量分析當(dāng)中可知，N1P 和P 處理對(duì)最大儲(chǔ)水量都有顯著增加的效應(yīng)，P 處理在毛管儲(chǔ)水量中最大為1 819.69 t/hm2，顯著大于其余施肥處理。

表2 不同施肥處理在不同土層深度中對(duì)土壤蓄水性的影響?Table 2 Effects of different fertilization treatments on soil water retention at different soil depths

2.2.2 施肥對(duì)杉木人工林土壤滲透性的影響

土壤滲透性是描述土壤入滲快慢極為重要的土壤物理特征參數(shù)之一。在研究土壤滲透性時(shí)，常采用4 個(gè)指標(biāo)來說明，即初滲率、平均滲透速率、穩(wěn)滲率和滲透總量。有研究表明，在同等情況條件下，土壤滲透性能越好，地表徑流越少，土壤的流失量也相應(yīng)減少[26]。由圖2可知，4 個(gè)評(píng)價(jià)土壤滲透性指標(biāo)在0～20 cm 表土層均隨著土層深度的增加逐漸降低，0～5 cm 土層土壤滲透性顯著大于5～20 cm 土層（P＜0.05），0～5 cm土層土壤初滲率、平均滲透速率、穩(wěn)滲率和滲透總量均值比5～10 cm 高出2.13、2.24、2.26、2.25 倍；比10～20 cm 高出4.17、4.27、4.31、4.28 倍。在6種不同施肥處理分析當(dāng)中可以看出，N1P 處理顯著增加了土壤初滲率（P＜0.05），整體0～20 cm表土層土壤初滲率（mm/min）為N1P（22.17）＞N2（15.63）＞N2P（12.36）＞N1（11.69）＞P（9.12）＞CK（7.52）。在平均滲透速率與滲透總量分析當(dāng)中，N1P 處理均值最大，顯著大于N2P、CK 和P 處理（P＜0.05），N2 處理顯著大于CK 和P 處理（P＜0.05）；穩(wěn)滲率當(dāng)中表現(xiàn)為N1P 顯著大于N2P、CK 和P 處理（P＜0.05），N2 處理顯著大于P 處理（P＜0.05）。3 個(gè)指標(biāo)均表現(xiàn)為N1P＞N2＞N1＞N2P＞CK＞P。

圖3 不同施肥處理對(duì)不同土層深度土壤滲透性的影響Fig.3 Effects of different fertilization treatments on soil permeability at different depths

2.3 杉木林土壤理化性質(zhì)與水源涵養(yǎng)功能的關(guān)系

2.3.1 杉木林土壤理化性質(zhì)與土壤蓄水性的相關(guān)分析

由表3可以看出，有機(jī)質(zhì)碳與最大持水量和排水能力呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與最大蓄水量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。速效鉀與毛管蓄水量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與最大蓄水量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。pH 值與土壤蓄水性并無顯著性差異。土壤容重與土壤蓄水性指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），毛管孔隙度與土壤蓄水性指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；非毛管孔隙度與土壤最大持水量、毛管持水量和最大蓄水量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。總孔隙度與土壤蓄水性指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。

2.3.2 杉木林土壤理化性質(zhì)與土壤滲透性的相關(guān)分析

土壤理化性質(zhì)對(duì)土壤滲透性有重要影響，由表4可知，在土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)當(dāng)中，有機(jī)質(zhì)碳、有效磷、速效鉀與土壤滲透性特征4 個(gè)指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），pH 值與土壤滲透性指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。在土壤物理性質(zhì)指標(biāo)當(dāng)中，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度與土壤滲透性指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），土壤容重與土壤滲透性指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。

表3 杉木林土壤理化性質(zhì)與土壤蓄水性的相關(guān)分析?Table 3 Correlation analysis of soil physical and chemical properties and soil water retention in Chinese fir forest

表4 杉木林土壤理化性質(zhì)與土壤滲透性的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis of soil physical and chemical properties and soil permeability in Chinese fir forest

3 討 論

土壤容重是土壤的透水性以及通氣性的重要反映，其大小受土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)狀況及有機(jī)質(zhì)含量等因素的影響[27]。土壤容重越高，說明土壤越緊實(shí)，孔隙越少，所能容納的水分越少，水源涵養(yǎng)能力越低。土壤孔隙度的大小直接影響土壤通氣性和透水性的大小，非毛管孔隙度越大，土壤透水性越好，毛管孔隙度越大，土壤持蓄水能力越強(qiáng)[28]。不同施肥處理對(duì)杉木人工林中土壤容重與孔隙度有不同程度的影響，在土壤容重比較當(dāng)中，N1P 與P 顯著低于其余施肥處理，在總孔隙度分析當(dāng)中，N1P 與P 顯著高于其余施肥處理。因?yàn)樵趤啛釒Ъt壤丘陵區(qū)，土壤有效磷含量較低，添加P 元素能有效增加植物的生長(zhǎng)與林地植物根系的生長(zhǎng)。植物根系在土壤當(dāng)中穿插生長(zhǎng)，土壤通氣性大幅度增加，孔隙狀況得到改善。而加入高濃度氮肥更加導(dǎo)致植物對(duì)磷肥的需求，從而抑制了植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致土壤當(dāng)中根系較少，孔隙度小，通氣度較差。

土壤有機(jī)碳及其組分含量是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[29]，也是影響土壤水分涵養(yǎng)特征的關(guān)鍵因素[30]。在0～20 cm 表土層當(dāng)中，N2P 與N1P的土壤有機(jī)質(zhì)碳含量顯著高于其余處理，主要是因?yàn)榈追释?duì)林中植被的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，每年新增較多枯枝落葉，導(dǎo)致土壤對(duì)其分解較多從而形成了更多有機(jī)質(zhì)。施用磷肥能顯著增加土壤當(dāng)中有效磷的含量，而氮磷同施對(duì)有效磷含量提升最高，氮磷同施也對(duì)土壤速效鉀含量提升有顯著促進(jìn)作用?？赡苁且?yàn)槭┑追曙@著增強(qiáng)了林中植物生長(zhǎng)速率，導(dǎo)致枯枝落葉增加，從而速效養(yǎng)分更多的歸還到土壤當(dāng)中。高濃度氮肥（N2）和氮磷肥同施（N1P、N2P）均顯著降低了土壤pH 值，使土壤酸化，這與蔡澤江等[30]對(duì)湖南祁陽典型紅壤進(jìn)行長(zhǎng)期定位施肥研究土壤pH 值變化規(guī)律相一致。在表土層分析當(dāng)中，土層越深，pH值越高?？赡芤?yàn)榈蚵湮锓纸膺^程當(dāng)中分泌較多有機(jī)酸，而有機(jī)酸是從上逐漸往下滲透的，所以導(dǎo)致了土層上的差異。

土壤蓄水性是通過各種孔隙度結(jié)合土層厚度來表征的[32]，而土壤滲透性受到很多因素的影響，如不同林分類型、不同土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、孔隙度、有機(jī)質(zhì)等[33]。在土壤水源涵養(yǎng)功能對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，N1P 與P 顯著增加了土壤0～20 cm 表土層的蓄水性；N1P 顯著增強(qiáng)了土壤的滲透性，在土壤理化性質(zhì)與水源涵養(yǎng)功能相關(guān)性分析中，土壤容重與土壤蓄水性、滲透性呈極顯著負(fù)相關(guān)性，土壤孔隙度與土壤蓄水性、滲透性呈極顯著正相關(guān)。而N1P 與P 的施用降低了杉木人工林土壤容重，增加了土壤孔隙度，所以N1P 與P 能通過改變土壤物理性質(zhì)來達(dá)到提高土壤水源涵養(yǎng)功能的目的。由此可以得知，低濃度氮肥與磷肥（N1P）同施，通過改變植被根系生長(zhǎng)、凋落物分解等綜合因素，從而改變土壤理化性質(zhì)及土壤結(jié)構(gòu)組成而影響林地土壤水源涵養(yǎng)功能。

選擇立地條件基本相同的杉木人工林進(jìn)行比較，從土壤理化性質(zhì)、入滲特性和蓄水特性入手，比較不同施肥處理對(duì)土壤水源涵養(yǎng)功能強(qiáng)弱的影響，對(duì)當(dāng)?shù)厣寄救斯ち滞寥澜Y(jié)構(gòu)改良及人工林管理具有一定指導(dǎo)意義。但未對(duì)林地內(nèi)凋落物的年儲(chǔ)量及凋落物的水源涵養(yǎng)功能進(jìn)行分析比較。另外，土壤的蓄水能力不僅與物理性質(zhì)的改善密切相關(guān)，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、機(jī)械組成等因素也會(huì)影響到土壤的蓄水能力[34]。試驗(yàn)缺乏對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性、機(jī)械組成等方面的研究，在土層深度分析當(dāng)中，隨著施肥年限的不斷增加，施肥的效應(yīng)逐漸縱向擴(kuò)展，土層深度分析也應(yīng)逐漸加大。后續(xù)應(yīng)綜合多方面因素加以考慮，進(jìn)一步深化研究。

4 結(jié) 論

1）通過對(duì)杉木人工林中不同施肥處理土壤容重和孔隙度的分析表明，在0～20 cm 表土層當(dāng)中，6 種施肥處理土壤容重均隨土層深度的增加而增加，土壤容重P 和N1P 處理顯著小于CK 處理；土壤總孔隙度P 和N1P 處理顯著大于CK 處理；從土壤靜態(tài)水源涵養(yǎng)功能分析當(dāng)中可以看出，N1P和P 處理顯著增強(qiáng)了土壤最大儲(chǔ)水量和最大持水量，P 處理顯著增強(qiáng)了土壤毛管儲(chǔ)水量和毛管持水量，依據(jù)杉木人工林地最大儲(chǔ)水量（t/hm2）大小，6 種施肥處理靜態(tài)水源涵養(yǎng)功能大小依次為P（2 378.23）＞N1P（2 363.00）＞N2（2 178.85）＞N2P（2 122.96）＞CK（2 108.52）＞N1（2 107.81）；土壤初滲率、平均滲透速率、穩(wěn)滲率和滲透總量在0～20 cm 表土層當(dāng)中均以N1P 處理為最大，滲透性大小依次為N1P（1 715.96）＞N2（1 509.35）＞N1（1 029.46）＞N2P（832.54）＞CK（702.84）＞P（666.13）。由此可知施用磷肥或低濃度氮肥與磷肥同施對(duì)土壤孔隙度的改善、土壤的靜態(tài)水源涵養(yǎng)功能和滲透性功能的改良具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2）0～20 cm 表土層，6 種施肥處理土壤有機(jī)質(zhì)碳、有效磷、速效鉀含量均隨著土層深度的增加而減小，pH 值隨著土層深度的增加而升高。N2P處理下的土壤有機(jī)質(zhì)碳含量最高（24.85 g/kg），N1P 處理（22.88 g/kg）次之，且二者顯著高于CK處理。有效磷含量N2P 處理與N1P 處理顯著高于CK 處理。速效鉀含量N2P 處理顯著高于其余處理，P 處理顯著低于其余施肥處理。pH 值在P 處理當(dāng)中最大，高濃度氮肥或氮磷同施顯著降低土壤pH 值。

3）通過杉木人工林土壤理化性質(zhì)與水源涵養(yǎng)功能的相關(guān)性分析可知，土壤的物理性質(zhì)對(duì)土壤水源涵養(yǎng)功能影響較大，土壤容重與土壤水源涵養(yǎng)功能指標(biāo)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，土壤孔隙度指標(biāo)與土壤水源涵養(yǎng)功能指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)（除非毛管孔隙度與毛管蓄水量不顯著外）。

4）綜合6 種施肥處理杉木人工林土壤水源涵養(yǎng)功能特性可知，低濃度氮肥與磷肥同施可以有效提高0～20 cm 表土層杉木人工林土壤的水土保持及涵養(yǎng)水源的能力。