6.4.1 不同防护林对土壤孔隙状况的影响
对21种不同造林模式后盐碱地的土壤水分物理指标的变化进行了测定。从表6-32可以看出，在南凌村盐碱地栽植小胡杨纯林、刺槐纯林和小胡杨刺槐混交林13年后，土壤的水分物理性质发生了明显的改变，在0～20 cm、20～40 cm土壤层次内，土壤密度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、非毛管孔隙、毛管孔隙、排水能力等都要比对照空地朝向好的方向发展，明显地改变了原有的土壤黏重、排水不良、盐碱程度高的土壤质地，向着土壤疏松、通气透水性良好、排水优良的方向发展。营造小胡杨纯林后，土壤0～20 cm的土壤密度由对照的1.48 mg·m-3变为1.40mg·m-3，降低了5.4%，刺槐纯林在0～20 cm时土壤密度变为1.46 mg·m-3，降低了1.4%，而小胡杨刺槐混交林在0～20 cm时土壤密度变为1.38 mg·m-3，降低了6.8%，降低幅度最大。在0～20 cm土壤层中，小胡杨纯林、刺槐纯林总孔隙度分别由对照的41.3%降低为40%、39.5%，而小胡杨刺槐混交林的总孔隙度却增加为44%，其中小胡杨纯林和小胡杨刺槐混交林明显增大了非毛管孔隙的百分比，而刺槐纯林却减少了非毛管孔隙的百分比，排水能力分别由对照的61.4 mm增加到112.46 mm、88.93 mm和139.75 mm，分别增加了83.2%、44.8%和127.6%，排水能力改变最大的仍然是小胡杨刺槐混交林。在20～40 cm土壤层次内，各种土壤物理水分指标变化趋势基本与0～20 cm相近，只是变化幅度略有下降。在建业村白榆纯林、刺槐纯林、白蜡纯林、109柳纯林、群众杨纯林5种造林模式18年后的土壤水分物理指标变化趋势来看，在0～20 cm土壤层次内，土壤密度变化幅度较小，其中白榆纯林、白蜡纯林和对照一样，均为1.47 mg·m-3，刺槐纯林变化很小，为1.43 mg·m-3，而109柳纯林和群众杨纯林土壤密度却变大，分别为1.49 mg·m-3和1.51 mg·m-3；营造这5种纯林后降低了林带土壤0～20 cm处土壤总孔隙度，主要是毛管孔隙度，其中白榆由对照的49.3%降低到43.7%，刺槐降低到44.5%，白蜡降低到45.9%，109柳降低到46.5%，群众杨降低到41.8%；排水能力变化也有所提高，分别由对照的36.71 mm提高到57.67 mm、77.73 mm、52.56 mm、55.67 mm和61.63 mm，分别增加了57.9%、111.2%、43.2%、51.6%、67.9%。20～40 cm处的各项土壤水分物理指标与对照相比变化不大。在河屯村试验地，营造白榆刺槐混交林、白蜡刺槐混交林、白蜡小胡杨混交林和白蜡沙枣混交林后，土壤密度在0～20 cm和20～40 cm处要比对照明显下降，其中白榆刺槐混交林在0～20 cm和20～40 cm处的土壤密度由对照的1.77 mg·m-3、1.72 mg·m-3降低为1.36 mg·m-3、1.38 mg·m-3，降低比例为23.2%和19.8%；白蜡刺槐混交林降低为1.53 mg·m-3、1.43 mg·m-3，降低比例为13.6%和16.9%；白蜡小胡杨混交林降低为1.59 mg·m-3、1.36 mg·m-3，降低比例为10.2%和20.9%；白蜡沙枣混交林降低为1.50 mg·m-3、1.61 mg·m-3，降低比例为15.3%和6.4%。营造这4种混交林模式后林地0～20 cm和20～40 cm深度的总孔隙度均比对照空地增加，其中主要是增加了土壤内的毛管孔隙度，白榆刺槐混交林、白蜡刺槐混交林、白蜡小胡杨混交林和白蜡沙枣混交林在0～20 cm的总孔隙度分别由对照的32.4%增加到40.7%、42.9%、41.0%、39.0%，分别增加了25.6%、32.4%、26.5%、20.4%，在20～40 cm处的总孔隙度分别由对照的39.6%增加到42.9%、45.2%、42.7%、42.5%，分别增加了8.3%、14.1%、7.8%、7.3%。营造混交林后，林地在0～20 cm、20～40 cm的排水能力比对照空地呈显著的增加，白榆刺槐混交林、白蜡刺槐混交林、白蜡小胡杨混交林和白蜡沙枣混交林在0～20 cm的排水能力分别由34.99 mm增加到81.62 mm、62.3 mm、62.77 mm、81.23 mm，分别增加了133.3%、78.1%、79.4%和132.1%。在20～40 cm的排水能力由对照的50.52%增加到74.91%、92.24%、90.37%、70.19%，分别增加了48.3%、82.6%、78.9%和38.9%。在盘锦双台子河流域试验地，营造银中杨、毛白杨、107杨、河南白榆纯林均能明显改善盐碱地0～40 cm的土壤密度，其中银中杨纯林0～20 cm的土壤密度由对照的1.46 mg·m-3降低到1.37 mg·m-3，20～40 cm的土壤密度由1.55 mg·m-3降低到1.45 mg·m-3，降低比例分别为6.2%和6.5%，毛白杨纯林0～20 cm的土壤密度降低到1.2 mg·m-3，20～40 cm降低到1.43 mg·m-3，分别降低了17.8%和7.7%，107杨纯林0～20 cm的土壤密度降低到1.38 mg·m-3，20～40 cm降低到1.41 mg·m-3，分别降低了5.5%和9%，河南白榆0～20 cm降低到1.29 mg·m-3，20～40 cm降低到1.4 mg·m-3，分别降低了11.6%和9%。而辽宁杨、新疆杨、旱柳纯林对0～40 cm的土壤密度改变不大。土壤总孔隙度大致表现为在0～40 cm增加的趋势，主要是非毛管孔隙度的增加。在营口试验区，107杨、群众杨纯林也均表现为土壤密度比对照减小的趋势，其中107杨0～20 cm的土壤密度由对照的1.46 mg·m-3降低到1.34 mg·m-3，20～40 cm的土壤密度由对照的1.55 mg·m-3降低到1.38 mg·m-3，群众杨0～20 cm的土壤密度降低到1.23 mg·m-3，20～40 cm的降低到1.37 mg·m-3。增加了土壤的总孔隙度，主要是增加了土壤的毛管孔隙度。
综上，对比3个造林区域的21种不同造林模式对土壤水分物理性质的改变来看，对0～20 cm处土壤密度影响最好的林分模式为白榆刺槐混交林、毛白杨纯林、白蜡沙枣混交林、白蜡刺槐混交林、白蜡紫穗槐混交林、河南白榆纯林、白蜡小胡杨，它们对土壤密度的改变都超过了10%；其次是小胡杨刺槐、小胡杨纯林、银中杨纯林、107杨纯林；变化最小的是刺槐纯林、白蜡纯林、旱柳纯林、辽宁杨纯林、新疆杨纯林、109柳纯林。在20～40 cm处也呈现出混交林比纯林对土壤密度影响较大的趋势。营造混交林能够明显改善0～40 cm深度的土壤密度。营造混交林后明显提升了造林地0～20 cm和20～40 cm处的土壤总孔隙度，而营造纯林却降低了0～20 cm处的土壤总孔隙度，提升了20～40 cm处的土壤总孔隙度，其中主要是降低或增加了土壤的毛管孔隙，而非毛管孔隙变化不大。不管是混交林还是纯林都明显增加了土壤的排水能力，对0～20 cm处的影响要显著高于20～40 cm层次的。
表6-32 不同防护林土壤孔隙状况的变化
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