杉木多树种混交林试验研究

陈基泗

摘 要：杉木马尾松鹅掌楸多行混交林与杉木马尾松多行混交林对比试验研究表明，杉木马尾松鹅掌楸混交林中杉木、马尾松平均单株生长量大于杉木马尾松混交林中对应的树种，杉木马尾松鹅掌楸混交林单位总蓄积量高于杉木马尾松混交林。杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤比杉木马尾松混交林疏松透气，土壤中的有机质、水解性氮、速效磷和速效钾等含量大于杉木马尾松混交林，杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤肥力比杉木马尾松混交林高。

关键词：杉木；马尾松；鹅掌楸；混交林；土壤肥力与生长量

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）12-93-03

杉木（Cunninghamia lanceolata Hook）和马尾松（Pinus massoniana Lamb.）是福建省山地主要的造林的树种。杉木生长快、干形好、用途广，而且山区林业人对杉木经营管理经验比较丰富，因此一直以来均为山地种植的首选树种[1]；马尾松具有耐干旱贫瘠的优良特性，对土壤的适应性广，特别在石质性山地或粗壤地可以生长，常作为先锋绿化树种营造于瘠薄地块[2]。但是，由于杉木连栽易引起地力衰退，马尾松纯林病虫害危害严重等问题，杉木和马尾松造林都提倡营造混交林以改善林分结构和生态环境，其中杉木和马尾松混交是常见的一种混交类型，由于杉木针叶含有单宁及马尾松松针含有松脂，杉木马尾松混交林凋落叶分解比较难，因而对土壤的改良效果比较有效。实践证明，针阔混交对林地肥力的改善有利[3]。鹅掌楸（Liriodendron chinense Sarg.）是木兰科（Magndiaceae）鹅掌楸属（Liriodendron）落叶乔木，生长迅速，树干通直，木材用途广泛，观赏价值高，有较强的抗有害气体的功能[4]。该树种落叶量大且分解快，是一种良好的改土树种。2004年春，在建宁县黄坊乡开展了杉木马尾松鹅掌楸3种树种混交造林试验，探索鹅掌楸与杉木、马尾松混交作用，为闽北山地针阔混交林的合理营造提供参考。

1 试验点概况

试验点位于建宁县黄坊乡，地理坐标为北纬116°35′～116°59′，地处武夷山脉中段，建宁县北部，地处高山丘陵地带，境内3条溪流组成自然水系。东临本县溪源乡、泰宁县大田乡，西南接本县溪口镇、金溪乡，北与江西省黎川县樟溪乡、西城乡毗邻，乡所在地距县城23km。气候属于中亚热带大陆性季风气候，境内雨量充足，年均降雨量达1 727mm，气候宜人，年均气温15℃，无霜期260d左右。试验地设在黄坊乡44林班7大班4小班，海拔320m，坡向西北，坡度32°，Ⅱ类地，黄红壤，土层厚度100m以上，造林地前身为杉木酸枣人工混交林，主要植被有芒萁骨，拔契、桃金娘等。

2 研究方法

2.1 试验设计 2004年3月，在黄坊乡44林班7大班4小班杉木酸枣混交林采伐迹地上营造杉木马尾松鹅掌楸混交林和杉木马尾松混交林，杉木马尾松鹅掌楸的混交比例为3∶3∶4，杉木马尾松混交林混交比例为3∶3，均采取多行混交，试验小区在山坡上沿上、中、下坡随机排列设置，试验设计随机区组，3次重复，每个坡位2块小区，每小区面积900m2（30m×30m）。造林前对采伐迹地劈草炼山块状整地，株行距1.5m×2m，造林当年抚育措施为全面劈草扩穴培土，造林后第2、3年抚育为全面劈草。

2.2 试验数据收集

2.2.1 试验林生长量测定 造林后，每年对试验林进行生长量调查，分树种量测树高和直径。2014年12月，对试验林全面调查，进行每木检尺，按不同树种测定树高和胸径，统计保存率和高径平均值，计算平均单株材积和单位蓄积量，其中：杉木平均单株材积=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，马尾松平均单株材积=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，鹅掌楸平均单株材积=0.00005276D1.882161H1.009317；单位面积蓄积量=平均单株材积×单位面积株数。

2.2.2 试验林土壤采集和测定 2014年12月，在每个试验小区内按“之”字形路线随机布设4个土壤采样点，每个采样点挖垂直剖面并分0～20cm和20～40cm两个土层进行土壤样品采集，每个土层用环刀（容重圈）取原状土用于物理性质测定，并用自封袋在每个土层中取500g左右的土样用于化学性质测定，土壤理化性质测定参照文献[5-6]。

3 结果与分析

3.1 杉木马尾松鹅掌楸混交林与杉木马尾松混交林生长情况比较 从2种混交林中各树种生长情况可知（表1），杉木马尾松鹅掌楸混交林中杉木和马尾松的平均单株生长量略高于杉木马尾松混交林中杉木和马尾松的生长量，其中杉木的平均树高、平均胸径和平均单株材积分别提高了3.2%、8.6%和20.7%，马尾松的平均树高、平均胸径和平均单株材积分别提高了4.5%、12.5%和31.1%，杉木马尾松鹅掌楸混交林单位蓄积量与杉木马尾松混交林相比提高了29.8%。经方差分析，不同混交林中杉木、马尾松的平均树高、平均胸径差异不显著，而平均单株材积差异均达到显著水平（杉木Fv=8.55*，马尾松Fv=10.13*），2种混交林单位蓄积量差异也达到显著（F蓄积量=9.37*）。可见，杉木、马尾松与鹅掌楸3个树种混交可以促进杉木和马尾松生长，而且林分蓄积量也有较大的增加。这或许是因为鹅掌楸为落叶的阔叶树种，其较为丰富的枯枝落叶及时腐烂分解，其中的有机质等增加土壤肥力的营养物质回归土壤，补充了土壤养分，保证了杉木、马尾松生长需要，因而树木生长加快。

3.2 杉木马尾松鹅掌楸混交林与杉木马尾松混交林土壤理化性质对比 山地土壤的结构状况往往影响土壤的持水能力和林木根系生长，一般来说，通透性较好的土壤涵养水源功能强，林木根系生长较快，地上部分生长也良好。通常情况下，土壤的疏透程度以土壤容重、孔隙度和通气度等指标表示。从表2看出，杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤容重小于杉木马尾松混交林，而孔隙度、通气度要高于杉木马尾松混交林。以0～20cm土层为例，杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤的容重与杉木马尾松混交林相比降低了8.4%，而土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度分别提高了28.7%、22.3%、27.5%和12.8%。说明杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤与杉木马尾松混交林相比结构较好，疏松透气，有利于保持水土和促进根系生长，进而促进林木地上部分生长，提高林分生长量和蓄积量。由于鹅掌楸具有较多的凋落物，土壤中微生物活动频繁以分解枯枝落叶，同时也促使土壤团粒结构的形成，增加了土壤的通透性。

通过对杉木马尾松鹅掌楸混交林及杉木马尾松混交林土壤有机质、水解性氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷等化学性质指标测定（表3），可知杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤中的上述指标大于杉木马尾松混交林土壤中对应的指标，如在0～20cm土层，杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤中的有机质、水解性氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷与杉木马尾松混交林相比较分别增加了19.9%、49.6%、16.9%、8.9%、31.0%和13.1%，可见杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤肥力比杉木马尾松混交林高。这是由于鹅掌楸凋落物量多且较容易分解，枯枝落叶中的营养物质比较及时返回到土壤中，杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤肥力得到改善。而杉木和马尾松落叶分解较慢，养分回归土壤较迟且少，因而杉木马尾松土壤肥力逊于杉木马尾松鹅掌楸混交林。

4 结论与讨论

对杉木马尾松鹅掌楸混交林与杉木马尾松混交林的生长和土壤肥力状况测定分析表明，杉木马尾松鹅掌楸混交林中杉木、马尾松的单株平均生长量大于同龄的杉木马尾松混交林中对应的杉木和马尾松，杉木马尾松鹅掌楸混交林单位总蓄积量也高于杉木马尾松混交林，而且杉木、马尾松平均单株材积和林分总蓄积量的差异均达到显著水平。杉木马尾松鹅掌楸混交林土壤的理化性质指标高于杉木马尾松混交林，前者的土壤肥力状况优于后者。

杉木马尾松混交林是福建山区常见的一种林分类型，但由于杉木叶含单宁而马尾松叶含松脂，杉木马尾松混交林中凋落叶分解较难且慢，混交林对土壤的改良作用比较有限。杉木马尾松和阔叶树特别一些落叶量大且容易分解的阔叶树一起混交，形成多树种多层次结构的林分，不仅可以增强混交林的抗性，而且改良了土壤结构和提高了土壤肥力。本试验中仅局限于杉木马尾松鹅掌楸多行混交林一种模式与杉木马尾松混交林对比，其它混交模式如插花混交、块状混交效果怎样，随混交林年龄增大，林分结构会如何变化，，均需要继续研究。

参考文献

[1]俞新妥.杉木栽培学[M].福州：福建科学技术出版社，1997.

[2]林建华.马尾松造林密度与林分生长效应试验[J].福建林业科技.2005，32（3）：137-139.

[3]俞新妥.混交林营造原理与技术[M].北京：中国林业出版社，1989.

[4]吴东驰.优良高山用材、观赏珍贵树种—鹅掌楸[J].农业现代化研究，1986，3：64.

[5]中国科学院南京土壤研究所编.土壤理化性状[M].上海：上海科学技术出版社，1987.

[6]张万儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中国林业出版社，1984. （责编：张长青）