恩施市国有大山顶林场 湖北恩施 445000
摘要：通过细致分析东北地区落叶松人工林养分循环过程，提出潜在地力衰退趋势。分析导致潜在地力衰退的各项原因，针对此些原因制定出相应解决对策，以期为增强落叶松人工林培育效果提供相应参考依据。
关键词：落叶松人工林；养分循环；潜在地力衰退趋势
1、概述落叶松人工林
落叶松作为北方地区基础造林树种之一，人工种植与培育范围不断扩大，人工林面积与蓄积面积位于北方地区造林首位。南方地区于1957年在湖北省建始县引入，并于2004年评定为湖北省林木良种，就目前来看，由于部分林场过于追求落叶松人工林覆盖面，导致人工林培育过程中出现树种单一、针叶化与树种结构较为简单的问题，严重威胁到森林环境以及土壤资源应用水平。
现阶段落叶松人工林潜在地力衰退趋势已然成为国内外林业专家关注重点，潜在地力衰退趋势的研究工作不断开展[1]。由于地理研究工作与落叶松人工林更新问题解密连接在一起，因此为突破潜在地力衰退趋势研究瓶颈，需要细致分析落叶松人工林土壤肥力变化趋势，从宏观生态学与微观系统学角度招新出引发落叶松人工林养分循环以及潜在地力衰退问题的重要原因，并针对此些原因提出相应解决对策。
2、落叶松人工林养分循环以及地力衰退趋势
落叶松人工林养分循环与土壤的力衰退趋势不仅会受到水热环境影响，还会因成土过程、土壤之间的相互作用等因素发生明显变化。通过对某北方地区落叶松人工纯林以及红松阔叶混交林植物养分进行对比分析发现，由于受到植物种类差异影响，导致相同自然背景下的土壤养分发生较大变化[2]。落叶松人工纯林土壤中的钾元素、氮元素与磷元素含量明显低于红松阔叶混交林，证明落叶松人工纯林的潜在地力呈现出不断衰退趋势。同时，在持续跟踪落叶松人工纯林土壤表层发现，表层中的腐殖质含量与磷含量条件出现明显下降趋势。落叶松林密度较大的部位磷含量下降速度最快，落叶松人工纯林密度较小的土壤，表层磷含量较多。
现阶段国内大部分落叶松人工纯林依然处于中期或幼期发展阶段，土壤地力衰退属于潜在化趋。但如果此趋势未得到及时控制，土壤地力潜在退化趋势将会更加严重，影响到地区林业地区可持续发展进程。
3、落叶松人工林养分循环过程与潜在地力衰退的影响因素
落叶松人工林潜在地理衰退情况是一个较为复杂的生态性过程，在地理衰退过程中可能会受到各类因素影响。通过分析落叶松人工林生态系统功能特征，发现落叶松养分循环规律与特点可制约潜在地理变化方向与变化强度，落叶松养分循环功能与生态结构存在密切关联。
3.1落叶松人工林养分循环特征
落叶松人工林生态系统养分循环主要包括生态系统输入与输出的化学循环与生态系统生物及土壤之间的循环[3]。地理化学循环可直接影响到落叶松人工林土壤养分的收支与平衡性，使得土壤养分的存在形式与可利用状态发生明显改变。在实际调查研究中发现，落叶松人工林养分积累中的收入大于支出。
落叶松人工林年生长所需的土壤养生巨大，存在于植物内部与生物量净生长的养分值占所需养分总量的38.6%，以凋落物形式归还土壤养分的数值占61.4%。由此可见，落叶松人工林生物系统年吸收的土壤养分又被归还到土壤，可基本实现养分循环目标。
落叶松人工林地力与植物循环过程密切相关，植物循环速率、规模以及平衡状态可直接影响土壤地力变化规律。在生物养分循环期间，凋落物的累积与分解是实现循环目标的重要所在，使土壤养分的利用状态达到良好转变。在落叶松凋落物累积与分解速率不匹配的情况下，凋落物可向土壤转移地力的速度将受到显著影响，导致土壤内部地力条件呈现出潜在性衰退现象。随着落叶松人工林树龄不断增长，生长密度进一步扩大，树木对土壤内养分的吸收速率逐渐下降，实际归还量有所增加。由于相对养分分解向土壤地力转移的量明显下降，植物循环中的非平衡现象有所加剧。
落叶松人工林凋落物的累积与分解情况受到凋落物植物器官性质、自然环境等因素影响[4]。与其他树种相比，落叶松人工林的实际凋落量较大，但凋落物中大部分为难以分解的针叶，实际分解率仅为25%。要分解95%需要花费5年。与针叶林相比，阔叶林凋落物的分解速率更快。以水曲柳为例，水曲柳一生长季的分解率可达85%，分解95%花费不到1年。
由此可见，在仅为落叶松人工纯林的情况下，凋落物层储量将会明显增长。由于落叶松凋落物分解难度较大，后期植物与土壤难以实现养生循环，致使潜在地力不断衰竭。同时，落叶松人工林所形成的粗糙地被层结构也不利于土壤内动植物与其他微生物生存繁衍，导致植物多样性明显衰退，严重影响到生物循环与平衡状态。
3.2落叶松人工林群落多样性与稳定性特征
在落叶松人工林生态结构处于合理状态下，植物群落可以保持多样性及稳定性特征，有效控制潜在地力衰减情况，增强土壤整体的自我修复调节能力。现阶段部分落叶松人工纯林在人为高度控制下，物种稀少、结构简单。基于群落生物稳定性与多样性原理，发现落叶松人工纯林结构与可持续发展目标不符，实际稳定性较差。同时由于落叶松等针叶树种对潜在地力的维持效果不佳，凋落物分解难度较大，导致土壤养分循环受到不利影响，潜在地力呈现出持续削弱状态。不仅如此，因落叶松人工纯林地说成单一，草本层平均覆盖度仅为20%，林下植物参与到加速养分循环过程中。
4、改善落叶松人工林养分循环与潜在地力衰退趋势的对策
4.1注重建设多树种混交林
为进一步增强落叶松人工林养分循环效果，控制潜在地力衰退趋势，需要注重建设多树种混合林，避免出现单一落叶松人工纯林情况。细致分析地区地质条件生态特征，在选择不同混交林结构的同时，也可以采用人工岛方式扩大混交林覆盖面。具体来说，依照适地与适树原则，以环境梯度变化增加小块落叶松人工纯林或阔叶林。通过将小纯人工林块相互混交在一起，形成混交镶嵌型人工岛。
注重将多种混交方式组合在一起，在提高落叶松混交林物种多样指数的同时，增强景观层次感，充分发挥出不同物种之间的相互生态作用，促进林下植物更新。重点发挥出落叶松人工林培育过程中的植物边缘效应，为后期建立起天然种子库提供重要支持。
4.2扩大阔叶林覆盖面
北方地区的天然次生阔叶林生长环境较好，植物种类丰富。为充分发挥出落叶松人工林养分循环作用，避免林地出现潜在地力衰退问题，也需在原有基础上扩大阔叶林覆盖面[5]。一方面，严格遵循生态多样性原则，选择适宜的人工带状或团状针叶林种植结构，形成人工针叶林与天然次生阔叶林相互交错的自然环境，切实增强植物凋落物分解效果，缓解土壤地力衰减情况；另一方面，改善群落结构，确保落叶松人工林具有适当的郁闭度。
总结：
总而言之，落叶松人工林养分循环过程可直接影响到潜在地力衰退情况，导致植物生长受到不利影响。为增强落叶松人工林建设效果，建议改造树种单一、结构简化情况。通过使用生物自肥手段，促进落叶松人工林自我调节，最大限度维持长效的土壤肥力。
参考文献：
[1]李海亮. 秦岭北麓华北落叶松人工林生态系统生态化学计量学研究[D].西北农林科技大学，2018.
[2]牛小云. 日本落叶松枯落物分解过程及其生物学特征研究[D].中国林业科学研究院，2015.
[3]赵娜. 冀北山地华北落叶松人工林与油松天然次生林群落稳定性研究[D].河北农业大学，2011.
[4]纪文婧. 山西太岳山不同林龄华北落叶松人工林养分特征研究[D].北京林业大学，2016.
[5]王彬，魏天兴，刘钊. 黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征[J]. 水土保持研究，2017，24（06）：45-51.