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森林土壤学

研究森林土壤的形成、发展、性质、改良和利用的学科。是林业科学的基础学科之一。森林土壤是覆盖在陆地表面能生长森林植物的疏松层,是一种重要的自然资源和生产资料。森林土壤学的研究对象主要是土壤中物质的运动规律及其与外界环境条件和森林植物生长的关系。只有深刻认识这些相互关系及其机制,才能正确选择森林土壤改良方法,合理地栽培经营森林,从而获取最大限度的经济价值高的森林生物产品。

研究森林土壤的形成、发展、性质、改良和利用的学科。是林业科学的基础学科之一。森林土壤是覆盖在陆地表面能生长森林植物的疏松层,是一种重要的自然资源和生产资料。森林土壤学的研究对象主要是土壤中物质的运动规律及其与外界环境条件和森林植物生长的关系。只有深刻认识这些相互关系及其机制,才能正确选择森林土壤改良方法,合理地栽培经营森林,从而获取最大限度的经济价值高的森林生物产品。

发展简史

森林土壤学是随着生产实践的实际需要,逐步发展起来的学科。欧洲和美洲一些国家对森林土壤系统观察和研究始于19世纪。德国海尔(G.Heyer)1856年著的《森林土壤学和气候实用手册》是这方面的早期记录。19世纪后期埃贝迈尔(E.Ebermayer)等研究了森林凋落物及其对土壤化学性质方面的改善。1887年丹麦人米勒(P.E.Müller)发表的《天然腐殖质类型及其对于植被和土壤的影响的研究》,代表了森林土壤在研究方法方面的一个重要变化。1893年拉曼(E.Ramann)的《森林土壤学和立地学》把有关森林土壤的物理性质、化学性质和生物性质的资料结合在一起,论述了森林土壤知识在林业实践中的应用。1908年法国亨利的《森林土壤学》着重研究森林凋落物成分和数量,论述了土壤性质对造林实践的意义。1945年后,美国发表了不少森林土壤论著,其中1979年普里切特(W.L.Pritchett)的《森林土壤的性质与管理》比较全面地叙述了森林土壤的基本性质与管理方法。苏联为了更深入理解森林植物和土壤的相互影响,发展了维尔纳茨基(В.И.Вернадский)关于“活有机物与地壳(包括土壤)的相互关系”和威廉斯(В.Р.Вилъямс)关于“成土过程中植物的主导作用”的观点。波雷诺夫(Б.Б.Полынов)认为土壤在生物群落(动物和植物)形成起着主导作用,并制定了土壤和植物结合相互作用分析的方法,进行了森林植物与土壤间氮素和灰分元素循环的研究。苏卡乔夫(В.Н.СуКапев)、佐恩(С.В.Зонн)把土壤看作是生物地理群落的不可分割的组成要素,提出了认识森林中有机体与环境间相互复杂作用的生物地理群落(综合的)定位法。在苏联已设置了一些森林生物地理群落定位试验站,并得出一些重要的结论和研究成果,证明森林(包括人工林)具有对土壤不同程度的改造作用。有关这段时期的森林土壤方面的著作,如1935年古里萨维里(В.З.Гулисатвили)的《森林土壤的物理性质》,阐明了在林业措施下森林土壤物理性质的变化。1954年佐恩的《森林对土壤的影响》,比较全面地叙述了森林生长对土壤性质的影响。1965年列麦佐夫(Н.П.Ремезов)的《森林土壤学》阐明了森林土壤的基本性质以及抚育采伐、主伐和清理林场、森林火灾等林业措施对森林土壤性质的影响。

中国对森林土壤的研究起步较晚,宋达泉(1940)的《滇西及滇中高山区土壤之垂直分布》一文,是中国早期的森林土壤研究成果之一。1949年以来,中国林学会和中国土壤学会已召开过三次全国性森林土壤学术讨论会,推动了森林土壤学科的发展。罗汝英的《森林土壤学(问题和方法)》,对森林土壤分类和生产力评价,森林生态系统中矿质营养元素和水分循环,土壤诊断,试验设计和数据处理,根—土关系的研究,作了系统的综合和总结。1986年中国林业科学研究院林业研究所主编的《中国森林土壤》对中国各大林区森林土壤类型、分布及其基本性质、森林土壤区划、森林与土壤的相互关系作了较全面的系统的总结,提出了较丰富的资料,对合理利用森林土壤资源,促进林业的发展起到有益的作用。

主要任务

森林土壤学的主要任务是:①合理利用森林土壤资源:为了使森林土壤资源能得到永续利用,必须调查研究,摸清森林土壤资源,以及主要造林树种的适生土壤条件,掌握主要森林土壤类型的基本性质与林木生长的关系。②消除森林土壤障碍因素:森林土壤中都不同程度地存在遭受侵蚀而土层浅薄、渍水过多、永久冻土、干旱、沙荒、盐碱、缺乏营养元素等危害,这些地区在开发利用森林土壤的同时必须进行森林土壤改良,消除严重限制林业生产的障碍因素。③建设良好的森林土壤生态系统:以提高森林土壤生产力为中心,研究森林土壤生产力形成的条件,以及森林土壤生产力与森林植物生长的关系。要合理调控森林土壤,必须了解森林土壤生态系统的本质,明确其结构和功能,并掌握系统的演变规律和其利弊特点。

研究方法

主要有以下几个方面:①调查和制图:在森林土壤调查中,最重要的工作是研究土壤剖面,并在土壤剖面中划分土层,确定诊断层。按土壤的性态、环境及成土过程进行分类,并根据需要测绘各种比例尺的土壤图。利用遥感技术进行土壤调查制图,很多土壤形成因素和土壤的形态特征,可通过航片或卫片的分析判读来鉴别,不仅速度快,而且精确度高。②定位研究:为了研究某些森林土壤过程及其动态变化,选定有代表性地区进行较长时期的定位观察试验。主要目的是消除森林土壤障碍因素和制定提高森林土壤生产力的措施。在摸清森林土壤内在变化规律及其与环境因素和森林植物生长的关系,并取得有用的参数后,应用遥感技术及电子计算机技术,开展森林土壤预测预控工作。③实验室研究:目的是为土壤发生、分类、改良、利用和培肥提供森林土壤理化生物特性的实验数据。④森林土壤模拟试验:在实验室或野外一定控制条件下,利用原状土进行土壤中物质运动和能量转化的试验。随着电子计算机的广泛应用,现代模拟试验的目的往往是在总结大量研究工作的基础上,借助计算机概括出研究对象实际遵循的数字方式和特性曲线,并选配成适当的数学模型,进而用模型代替实物进行试验和研究,最终企图达到从定量或定性角度来说明所研究的对象。