川中丘陵区防护林林下栽培试验

吴志斌

(三台县古井林业工作站，四川 三台 621100)

防护林林下栽培作为一种防护林多效利用的集约经营形式，主要针对林地进行多效利用，充分挖掘防护林土地生产潜力，而不影响防护林的防护效益，依据森林群落原理，用经济价值高的植物替代林分的灌、草层，形成防护林的立体经营体系，进一步优化防护林林分结构，获取最大的生态经济效益。为此，本研究在长江中上游防护林工程区，以分布面积较大的主要防护林树种－柏木和松类树种为对象，开展林下栽培试验研究。通过防护林林分条件选择，林下栽培植物筛选和整地、栽植密度、管理、收获、经济分析等栽培试验研究，提出生态效益好、经济效益高的防护林林下栽培模式。

1 试验区概况

试验区设在三台县下新乡，位于东经105°2'40″，北纬 30°59'20″，属四川盆地中部偏北地带，为长岗状中丘地貌。四季气候差异明显，春旱、夏旱及伏旱均较严重，年平均气温16.8℃，极端最高气温37.7℃，极端最低气温 －6.8℃，年降雨量 882.2 mm，多集中在7月～9月，多暴雨，无霜期283 d。土壤为紫色或黄色砂岩发育而成的紫色土、砂壤土或中壤土，粒状或小块结构，有机质含量1.03% ～1.61%，pH值8.6，海拔500 m～600 m，植被主要有柏木、桤木、青杠等组成的林分，林下有马桑、火棘等灌木以及黄茅等一些草本植物。

防护林林下栽培的集约经营，既要考虑控制水土流失的防护效益，又要考虑林地利用的适宜性，防护林立地综合等级分析，通过上述可以看出，①在ⅠⅡ立地等级上，适宜开展林下栽培;②在Ⅲ立地等级上，可以适当选择适宜地块开展林下栽培;③Ⅳ、Ⅴ立地等级上，不适宜进行林下栽培。因此，开展防护林林下栽培的集约经营，应选择Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ立地等级。

表1 立地等级表

现有防护林中，林分结构差异较大，特别是林分密度过大影响了防护效益。研究表明，防护林优良林分结构应为乔、灌、草结构，郁闭度在0.6～0.7之间，标准林分密度2000株·hm－2～3000株·hm－2，可以达到防护林的防护效益的需求。因此，防护林林下栽培，应根据林下栽培植物的生物生态特性，选择的林分经营措施，进一步调整结构，以适宜林下栽培植物生长发育。

2 试验内容与研究方法

在丘陵区三台县下新乡以柏木为主的防护林中，开展立体栽培试验。主要试验内容包括林下栽培植物选择试验以及整地方式、栽植密度、管理措施试验等。

针对不同试验，开展生长调查、生物量、经济产量测定。

(1)生长调查

要求:在试验样地内每年定株实测树高、胸径、枝下高、冠幅;观测调查林下栽培植物的生长情况，如萌发、抽梢、高度、开花、结果等。

方法:林木:在试验样地内对每株林木进行编号，每年定株实测树高、胸径、枝下高、冠幅等，绘制生长曲线;

林下植物:设置小样地1 m×1 m，连续观测植物的萌发、抽梢、高度、开花、结果等情况。

(2)生物量测定

要求:分别不同层次测定干(茎)、皮、枝、叶、根的生物量，调查乔木层叶面积和根系分布特征等。

方法:乔木层生物量:利用以前研究成果，用松、柏木的单木生物量模型推算;或采取实测方法，根据标准地调查，在标准地内选取标准木，进行伐倒，实际测定各部分的鲜重，并结合土壤剖面调查，调查测定根系生物量、土壤根系密度和含量、根系分布等;同时取干、皮、枝、叶和根的样品，进行杀青、烘干、称重等，计算生物量。

乔木层叶面积:对针叶树，利用阿基米德原理，测定出叶单位干重的叶面积，进行推算。

灌木层生物量:设置有代表性的样方4 m×4 m，全部割砍、挖出根系，称各部分鲜重，并取样品，测定生物量。

(3)经济产量测定

要求:针对林下栽培植物有经济价值的部分进行测定，测定其产量。

方法:设置有代表性的样4 m×4 m或1 m×1 m，取有价值的部分，进行产量测定，按商品要求，测算经济产量。

3 试验结果

3.1 林下栽培试验与筛选

在柏木林下进行植物栽种试验，开展18种选择试验。通过林下栽植，观测其生长与原生地相比较，进行评价。结果见表2。

表2 不同林分林下引种不同植物栽植试验评价

由表2可知，在柏木林下可选择柏木－沙参、柏木－山药、柏木－连翘、柏木－桔梗、柏木－栝蒌等作为较好模式进行试验，开展林下植物栽培与集约经营技术研究，透过整地、栽植密度、管理措施等的试验，以获得最佳经济效益为目的，进行集约经营。

3.2 整地试验

主要采取全垦、带状、台状、穴状等整地方式进行试验，在三台下新乡试验点设立试验地。根据所选林下植物生理特点，一般来说灌木以穴状整地为主，草本以全垦整地为主，藤本以带状整地为主。通过试验，结果见表3。

由表3可见，连翘全垦整地较穴状整地年生长(第3年)少69.5 cm，而3 a生株高则少89.5 cm，因此灌木连翘的穴状为宜，且可减少水土流失;沙参全垦与带状差异不显著，但从林地条件来看，一般都为坡地，为了保持水土，草本沙参以带状整地为宜，既利于生长，获得较高的产量，又可减少水土流失;山药从生长和产量方面来说，带状优于全垦和穴状，从保持水土保持度，藤本山药也以带状整地为宜;栝蒌年生长量(3 a生)和生物量(2 a生)上，以穴状整地为优，藤本栝蒌以穴状整地为宜，地上部分生长旺 盛，地上生长可延5 m以上，有利于水土保持。

表3 不同整地方式试验

3.3 栽植密度试验

栽植密度是影响集约经营取得高产的关键，为此，对林下植物栽植密度进行试验，分三个密度级，即高、中、低，试验布设如表4。

表4 不同植物栽培密度

在不同部位，在不同林分结构条件下采取3次重复。通过1 a～2 a试验测得结果，见表5，可见(1)山药从其茎生长长度，叶片数和单位面积叶面积(cm2·m－2)来看，均以低密度为宜，其生物产量以低密度为高，这与山药为藤本植物有关，低密度有利藤蔓生长。(2)栝蒌无论从生长、叶片数、叶面积(cm2·m－2)和生物产量来看，调高密度＜中密度＜低密度的趋势，与山药基本相同，(3)沙参、聚合草为草本植物，从生物产量来看，以高密度为佳。灌木植物有连翘、三颗针其栽植1 a～2 a，尚未开始收获，经营密度应以其收获时灌木冠大小来确定，在生产上，通常以低密度为宜，即连翘以2 m×1.5 m，三颗针以1 m×1 m为宜，有利于灌木植物生长，同地可使林下草本得以生长，形成防护林乔、灌、草结构。

表5 不同密度生长与生物产量

3.4 管理措施试验

林下栽培一般采用大田栽培的经营管理措施，集约化经营管理，主要包括中耕、除草、施肥、浇水等管理措施，除此之外，对藤本植物采用搭架管理措施，有利于植物营养生长，增加营养空间，促进块根生长与开花结实，提高产量。试验表明(见表6)，山药搭架处理比不搭架生长(滕长)增加69.91%，最大生长量增加32.38%，产量(3 a生)可提高80%;而栝蒌则分别提高172.19%、190.98%和15.39%，由于栝蒌结果不明显，仅计算了根产量(干重)，可能与栝蒌雌雄异株有关。

表6 柏木林下栽培植物不同措施试验的对比分析

3.5 模式效益比较

通过上述经济效益分析，由表7可看出:净现值NPV呈柏木－沙参＞柏木－山药＞松－山药＞柏木－桔梗＞松－聚合草＞柏木－栝蒌，内部收益率(%)IRR呈柏木―沙参＞―柏木―山药＞松―山药＞柏木―桔梗＞松―聚合草＞柏木―栝蒌，投资回收期呈柏木―沙参＜柏木―桔梗＜柏木―栝蒌、松―聚合草＜柏木―山药＜松―山药，劳动生产率B/Ce呈柏木―山药＞柏木―沙参＞松―山药＞柏木―桔梗＞松―聚合草＞柏木―栝蒌，土地利用率B/Cs呈柏木―沙参＞柏木―山药＞柏木―桔梗＞松―山药＞柏木―栝蒌＞松―聚合草，产投比是柏木―山药＞松―山药＞柏木―沙参＞柏木―桔梗＞松―聚合草＞柏木―栝蒌。综合看，以柏木―沙参，柏木―山药，松―山药模式较好，柏木―桔梗，柏木―栝蒌，松―聚合草模式较次。各模式均可根据当地条件和市场要求进行推广，并即时调整栽培植物种类，以适应市场需求，获得较高的经济收益。

表7 各模式经济分析表

4 结论

(1)在柏木林下可选择沙参、山药、连翘、桔梗、栝蒌为适宜栽培植物;

(2)草本沙参以带状整地为宜，藤本山药也以带状整地为宜;藤本栝蒌以穴状整地为宜;

在防护林林下进行植物栽培，在整地方式上，要求在有利于水土保持的条件下，方可进行。所以，在林下栽培时，既使要全垦整地，必须采用带状全垦的方式，在林下行间进行带状与保留带相间，防止整地引起的水土流失，全垦和台状整地，由于对林地破坏程度大，易造成水土流失，在林下栽植时，一般不采用，但在疏林或低效林改造中，可适当利用林中较大空地，采用等高台状整地，进行种植。穴状整地，对林地破坏程度小，利于水土保持，但对于草本植物来说，不利于经营，经济效益不高，对灌木、大藤本植物较为合适。

(3)栽植密度以低密度为宜，即连翘以2 m×1.5 m，山药、栝蒌以1.0 m×0.2 m为宜，沙参以0.05 m×0.07 m为宜;

(4)以柏木―沙参，柏木―山药，松―山药模式较好，柏木―桔梗，柏木―栝蒌，松―聚合草模式较次。各模式均可根据当地条件和市场要求进行推广，并即时调整栽培植物种类，以适应市场需求，获得较高的经济收益。

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