人工针阔混交林生态作用分析

曹世刚

（辽宁省本溪县林业局，辽宁 本溪 117100）

培育针阔人工混交林，能避免针叶纯林引起的地力衰退，抗灾害能力减弱等问题。并能充分发挥树种间的生物学特性，保护森林原生态系统，加速枯落物分解，改善立地条件，增强物种多样性，提高林地生产力。为深入研究人工针阔混交林的生态作用，对人工针阔混交林的生态作用动态进行了调研。

1 试验地的自然概况

调查地点位于辽宁省本溪县新农村，该区年均气温6.3℃，年降水量800mm，相对湿度70%，无霜期147d，属于温带季风气候区。

调查林型为日本落叶松＋色赤杨混交林和日落纯林。林龄为28年生，林地位于北坡5～20°，为山地棕色森林土，土层厚40～60cm，更新前为皆伐迹地。

混交林型为带状混交（9∶3），株行距为2.0m×1.5m，进行过二次间伐抚育。

2 调查方法

采用定位临时标准地法进行调查，标准地面积667m2，在标地内设2m×2m样方4个，调查不同林型植物种类，数量，频度。选择不同林型的枯落物样品烘干后放入孔径0.5mm的尼龙丝网制成的25cm×25cm的分解袋中，定位观察枯落物的分解速度和营养元素的释放率。

枯落叶失重率按以下公式计算：

式中：Di为第i－1个月的失重率（100%）；ΔWi为第i个月的所取样品失重量（g）；ΔWi－1为第i－1个月所取样品失重量（g）；Wo为枯落物的初始质量。

营养元素释放率按以下公式计算：

式中：Δei为养分元素释放率（%）；ei－1为第i－1个月养分含量残留量（g）；ei为第i个月养分残留量（g）；eo为枯叶养分含量初始量（g）。

3 调查结果

3.1 不同林型的物种丰富度

林内物种丰富度标志着林分多样性的复杂程度，物种丰富度越大，表明该林分植物种类越多，多样性越复杂。

调查结果表明，日本落叶松＋色赤杨混交林比日本落叶松纯林丰富度大，植物种类多，混交林植物种类＞20种，数量达7.0×105株hm－2，而日本落叶松纯林植物种类为＜13种，数量为0.83×105株hm－2。

3.2 不同林型的物种重要值

现将2种林型物种重要值调查结果列表如下：

表1 不同林型物种的重要值

表1看出，日本落叶松＋色赤杨混交林乔木层中重要值以日本落叶松和色赤杨为主，常见的树种还有水曲柳、紫椴、花曲柳、柞树等，在灌木层中，平榛、山里红、胡枝子分布比较均匀，其余树种卫矛等零星分布；草本层中以鸡腿堇菜、蹄盖蕨、玉竹、东风菜等分布较多。日本落叶松纯林乔木层中，日本落叶松占绝对优势，并有花曲柳、糠椴、辽东栎等少量分布；灌木层中以山里红、黄花忍冬为多；草本层中蹄盖蕨占优势，宽叶苔草、萎陵菜、山茄子等分布较均。

3.3 不同林型的物种多样性

调查表明，日本落叶松＋色赤杨混交林在乔木层中多样性指数（H）为1.84，均匀度指数（J）为0.575，优势度指数（λ）为0.450，而日本落叶松纯林多样性指数（H）为0，均匀度指数（J）为0，优势度指数（λ）为1.0。

在乔木层中混交林的多性均好于纯林。在灌木层中，日本落叶松＋色赤杨的多样性指数（H）为2.36，均匀度指数（J）为0.927，优势度指数（λ）为0.086，日本落叶松纯林多样性指数（H）为1.63，均匀度指数（J）0.732，优势度指数（λ）为0.183 5，以上说明除优势度指数纯林高于混交林外，其余多样性和均匀度指数均为混交林高于纯林。

在草本层中，日本落叶松＋色赤杨物种多样性指数（H）为1.6，均匀度指数（J）为0.83，优势度指数（λ）0.43，日落纯林多样性指数（H）为0.69，均匀度指数（J）1.0，优势度指数（λ）为0，说明在草本层中，混交林多样性和优势度指数最大，而纯林均匀度指数最高。

3.4 不同林型枯落物的分解动态

经测定结果表明，日本落叶松＋色赤杨混交林枯落物（枝、叶）年失重率＞日本落叶松纯林。二种林型的枯落物年失重率基本表现了慢－快－慢的节律，说明不同林型枯落物分解过程，即受树种本身生物学特性影响，又受环境中温度、湿度、水分等影响。日本落叶松第1年测定的枯落物失重率分别为日本落叶松＋色赤杨混交林的78.3%和73%，第2年分别为87.5%和81%，混交林内由于凋落物养分含量丰富，微生物活动频繁，可提高分解速度。在第1生长季时就出现了分解高峰，到第2生长季时，分解速率达50%以上，由此，说明枯落物的分解越快，越能提高营养的良性循环，增加土壤肥力。

3.5 不同树种营养元素释放率

为探讨人工针阔混交林和针叶纯林营养元素的释放，对几种阔叶树种和日本落叶松进行了营养元素释放率测定，由于不同树种的枯落物在分解过程中，因固有的基因型和本身生物学特性的不同，营养元素的释放率差异很大，经2年的测定结果表明，N、P、K的净释放率，阔叶树种＞针叶树种，N的释放率，色赤杨＞白桦＞水曲柳＞紫椴＞日本落叶松；P的释放率，色赤杨＞紫椴＞白桦＞水曲柳＞日本落叶松；K的释放率，水曲柳＞紫椴＞色赤杨＞白桦＞日本落叶松，以上不难看出，虽然阔叶树种之间也存在差异，但差异不大，N、P、K的净释放率均在48%～51%，而落叶松在21.8%～31.2%。显然阔叶树种营养元素释放率好于针叶树种，这就足以说明，培育针阔混交林，有利于加速枯落物的分解，并能提高营养元素的释放率。

4 小结

日本落叶松＋色赤杨混交林比日本落叶松纯林丰富度大，植物种类多，在乔木层、灌木层中多样性指数优于纯林，而在草本层中，纯林的均匀度指数比混交林高。

混交林与纯林的枯落物失重率表现了慢－快－慢的节律，混交林地第1生长季内就出现了分解高峰，到第2生长季时，分解速率达50%以上。而纯林第1年的失重率为混交林的78.3%和73%，第2年为87.5%和81%。

阔叶树种的营养元素释放率好于针叶树种，阔叶树种之间N、P、K的净释放率在48%～51%，差异不明显，而落叶松的N、P、K的净释放率在21.8%～31.2%，比阔叶树种低很多，说明培育针阔混交林，有利于加速枯落物的分解，增强营养元素的释放率，提高土壤肥力。