闽南山地秃杉混交林生长和土壤理化性质研究

苏贻攀

摘要：通过秃杉分别与木荷、马尾松按照1∶1的比例混交，秃杉纯林作为对照进行了秃杉混交林的试验，对造林20年的试验林的生长情况和土壤肥力状况进行了测定，结果表明：秃杉在秃杉木荷混交林中生长最快，秃杉纯林次之，秃杉马尾松混交林中生长最慢，林分蓄积量大小也表现为秃杉木荷混交林>秃杉纯林>秃杉马尾松混交林；秃杉木荷混交林土壤疏松透气、肥力高，秃杉马尾松混交林土壤通透性较差，肥力较低。木荷是秃杉混交较为合适的伴生树种。

关键词：秃杉；木荷；马尾松；混交林；生长量；土壤理化性质；试验

中图分类号：S791.28

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）09002503

1 引言

秃杉（Taiwania cryptomerioides）是杉科台湾杉属常绿针叶乔木，树干通直圆满，材质好，是理想的用材树种。秃杉树体优美，观赏性强，是城市园林绿化和居家庭院种植的优良景观树种。秃杉对环境的适应能力强，特别在较低的气温下能正常生长，是高海拔山区优良的造林树种[1，2]。大量的研究表明，在人工林经营中，针叶纯林结构简单，林分稳定性不强，而且容易导致地力下降、病虫危害以及存在防火能力差等问题。而混交林一般层次明显，结构较为复杂，林分生态稳定性较强，而且混交林在维持或改善地力、减少病虫害的发生以及防火方面均有较大的优势[3，4]。因此，1995年德化县林业实业公司在洪田林场开展秃杉分别与木荷（Michelia macclurel）、马尾松（Pinus massoniana Lamb.）混交造林试验，探索秃杉混交林与秃杉纯林在生长和土壤理化性质上的差异，选择出适合的秃杉人工林，为秃杉林经营提供依据。

2 试验地概况

试验点设在德化县林业实公司洪田林场，试验地位于德化县桂阳乡洪田村3林班5大班40小班，地理坐标东经118°20.324′、北纬25°48.973′。海拔650～680m，坡向东南，土壤为黄红壤，地类属于Ⅲ类地，土层较厚，腐殖质较薄。试验地原先是天然马尾松阔叶树混交林，树种组成8马2阔，于1994年3月办证采伐，采用皆伐的采伐方式。试验地主要植被有芒箕骨、拔契、桃金娘、盐夫木等。

3 研究方法

3.1 试验设计和造林管理

1995年2月在德化县桂阳乡洪田村3林班5大班40小班进行秃杉与木荷、马尾松混交造林试验，秃杉和木荷、马尾松混交比例均为1∶1，采取行间混交，秃杉纯林作为对照，试验采用随机区组设计，3次重复，试验小区沿上、中、下坡排列，每个坡位3块试验小区，每个小区面积20m×20m。造林前采取挖明穴60cm×50cm×40 cm进行整地，株行距2m×2 m，每亩167株。苗木由德化葛坑国有林场调供，裸根苗造林。造林后连续5年进行全面劈草幼林抚育及2014年进行一次全面劈草森林抚育，幼林抚育时劈除一切杂草、芒箕骨及杂灌木，1998年和2000年进行过2次施肥，造林后无抚育间伐。

3.2 试验林调查

3.2.1 生长量调查和计算

造林后每年年底对试验林进行生长量调查。2016年1月对试验林全面调查，每个试验小区分树种进行每木检尺，测定每株活立木的树高和胸径，求算平均值，计算平均单株材积，秃杉、马尾松、木荷材积公式分别为：

V秃杉=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V马尾松=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V木荷=0.00005276D1.882161H1.009317，

蓄积量=平均单株立木材积×林分保留株数。

3.2.2 土壤理化性质取样与测定

在每块试验小区中按“之”字形路线随机布设4个土壤采样点，在每个采样点挖土壤垂直剖面，分0～20cm和20～40cm两个土层取环刀用于土壤物理性质测定，同时在每个土层均匀取土约500g装入自封袋带回室内用于土壤化学性质测定[5，6]。

4 结果与分析

4.1 不同秃杉人工林类型生长状况分析

混交造林特别是针叶树与阔叶树混交对针叶树的生长有促进作用[3，4]。从造林20年的秃杉木荷混交林、秃杉马尾松混交林以及秃杉纯林的生长情况调查结果（表1）来看，秃杉生长量的大小顺序表现为秃杉木荷混交林>秃杉纯林>秃杉马尾松混交林，秃杉木荷混交林中，秃杉的平均树高、平均胸径和平均单株材积与秃杉纯林相比分别提高了4.8%、8.6%和35.6%，与秃杉马尾松混交林中的秃杉相比分别提高了13.1%、22.8%和66.9%；林分总蓄积量大小表现为秃杉木荷混交林>秃杉纯林>秃杉马尾松混交林，秃杉木荷混交林总蓄积量与秃杉纯林相比提高了22.4%，比秃杉马尾松混交林提高了42.5%。经过方差分析，在3种林分类型中，秃杉的平均胸径和平均单株材积存在显著差异，林分总蓄积量差异性极显著，而树高差异不明显。可见，秃杉与木荷混交可以促进秃杉生长，而且整个林分蓄积量有较大的提高。这可能是因为秃杉与木荷种间关系比较协调，而且木荷为阔叶树，有较多的凋落物且分解容易，养分回归土壤快，为秃杉的生长提供了相对较为充足的养分来源。

4.2 不同秃杉人工林类型土壤物理化学性质分析

在对3种类型的秃杉人工林进行土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度以及土壤通气度进行测定结果（表2）显示，秃杉木荷混交林土壤容重最小，秃杉马尾松混交林土壤容重最大；毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通气度则表现为秃杉木荷混交林>秃杉纯林>秃杉马尾松混交林。例如在0～20cm的土层中，秃杉木荷混交林土壤的容重与秃杉纯林相比降低了5.1%，与秃杉马尾松混交林相比降低了8.8%；而秃杉木荷混交林土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通气度与秃杉纯林相比分别提高了6.6%、26.5%和7.8%，与秃杉马尾松混交林相比分别提高了13.1%、31.5%和11.1%。土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通气度均是反映土壤疏松程度的指标，容重小、孔隙度和通气度大的土壤通透性好、持水性强，反之土壤粘性强、通透性差。可见，秃杉木荷混交林土壤疏松透气、涵养水源功能较强。

通过对3种类型的秃杉人工林进行土壤有机质、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效钾等化学性质指标测定，结果（表3）表明，秃杉木荷混交林土壤的以上几个化学性质指标最大，秃杉纯林土壤次之，而秃杉马尾松混交林土壤这几个化学指标最低。例如在0～20 cm土壤层中，秃杉木荷混交林土壤中的有机质、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效钾比秃杉纯林土壤中相对应的指标提高了10.1%、12.5%、15.9%、11.2%、19.0%和12.4%，比秃杉马尾松混交林土壤中相对应的指标提高了18.5%、28.8%、15.4%、13.6%、28.8%和24.5%。说明秃杉木荷混交林土壤肥力要高于秃杉纯林和秃杉马尾松混交林。这是由于秃杉木荷混交林形成了层次较为明显的结构，林内光照充足，林下植物生长发育旺盛，林下植物的凋落物也比较大，而且林内适宜的环境使得土壤中动物、微生物活动频繁，对凋落的各种枝叶分解快，凋落物中有机质等养分回归土壤快且多，改善了土壤肥力。

5 结论

通过对造林20年的秃杉木荷混交林、秃杉马尾松混交林和秃杉纯林的生长量、蓄积量以及土壤物理和化学性质测定，发现秃杉与木荷混交生长最快，木荷可以促进秃杉生长，秃杉与马尾松混交生长最慢，高海拔山区马尾松生长不如秃杉；秃杉木荷混交林土壤疏松透气、涵养水源能力强，土壤肥力状况好，秃杉马尾松混交林土壤通透性较差，肥力差。

秃杉由于具有良好的材质和优美的树形而深受栽植区广大林农和林业生产单位的喜爱，在德化县造林时间较早而且面积较大。秃杉是针叶树种，营造针叶纯林潜在地使地力下降，产生病虫害等生态问题，提倡针阔混交可以有利于改善林分结构、减少病虫害、增加土壤肥力和提高林分防火等功能，因此，推广营造秃杉混交林特别是秃杉与阔叶树混交是生产上秃杉经营的一个主要模式，在阔叶伴生树种的选择上，除了试验中确定的木荷外，火力楠也是一种较为合适的混交树种。是否还有其它合适的伴生阔叶树，需要通过继续试验才能进行筛选。

该试验中，秃杉与木荷混交以及秃杉与马尾松混交均只采用1∶1单行混交，如果采用其它混交比例或者混交方式会有怎样的试验结果尚不清楚，需要通过后续的试验进行研究。

参考文献：

[1]连勇机.秃杉引种效果分析＼[J＼].福建林业科技，2013，40（3）：93～96.

连勇机.不同海拔高度引种秃杉试验初报＼[J＼].福建林业科技，2013，36（4）：139～141，152.

[3[孙时轩. 造林学＼[M＼].北京：中国林业出版社，1993：248～258.

[4]俞新妥.混交林营造原理与技术＼[M＼].北京：中国林业出版社，1989.5～18.

[5]中国科学院南京土壤研究所.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.