密度对闽楠人工林生长和土壤肥力的影响研究

罗良儿

摘要：为探索闽楠人工林合适的造林密度，开展了造林密度分别为1995株/hm2、2505株/hm2和3900株/hm2的闽楠人工林试验研究，结果表明：随着造林密度的增大，闽楠人工林的生长量和蓄积量均下降，土壤通透性减弱、容重增大，土壤肥力降低；在此试验条件下，造林密度为1995株/hm2的闽楠人工林其生长量和蓄积量最大，土壤肥力最好。

关键词：造林密度；闽楠人工林；生长量；蓄积量；土壤理化性质

中图分类号：S725.6

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）09004203

1 引言

闽楠（Phoebe bournei Hemsl. Yang）是樟科楠属的常绿乔木树种，为中国特有的国家二级珍稀渐危种，主要分布在福建、江西、浙江南部、广东、湖南、湖北和贵州等地。闽楠树干高大通直，木材芳香耐久，纹理结构美观，为上等建筑、高级家具、雕刻工艺、造船等良材[1～3]。许多研究结果证实，造林密度是影响人工林生长的一个主要因素，不同密度的人工林生长差异较大[4，5]。为了探索闽楠人工林合适的造林密度，笔者对沙县高砂镇于1987年造林的不同密度闽楠人工试验林进行调查研究，通过不同密度下闽楠人工林生长状况和土壤理化性质的对比分析，筛选较为理想的造林密度，为闽楠人工林的合理经营提供依据。

2 试验地概况

试验点位于沙县高砂镇高砂村，中心地理坐标为东经117°53′55.11″、北纬26°24′48.33″，属中亚热带季风气候全年无霜期255～297 d，初霜期出现于11月下旬晚霜多终止于2月下旬，年平均降雨量1510～1840 mm，以5～6月雨量最多。境内气候温缓年，平均气温19.3 ℃，7月份最热一年四季明显夏有炎暑、冬有霜雪，雨水充沛、雨量集中、干湿明显。试验地设在高砂村24林班9大班15小班，低山丘陵，红壤，Ⅱ类地，腐殖质层较厚，海拔高150～225 m，坡向东北，平均坡度26°。

3 研究方法

3.1 试验设计和造林

1986年冬，对高砂村24林班9大班15小班的杉木林采伐迹地进行炼山烧杂，挖穴整地，挖穴规格60 cm×40 cm×40 cm。1987年春开展不同密度的闽楠造林试验，造林密度分别为3900株/hm2（株行距1.6 m×1.6 m）、2505株/hm2（株行距2.0 m×2.0 m）、1995株/hm2（株行距2.0 m×2.5 m），不同密度的试验林沿山坡的上、中、下坡随机排列，3次重复，每个坡位3块试验小区，共9块试验小区，每个小区面积20 m×20 m。采用1年生的带土裸根苗造林，苗木来源于大田，造林苗木规格为苗高50 cm，苗径0.8 cm。

3.2 试验林管理和调查

造林后连续抚育4年，前3年全面出锄草，第4年劈草，未进行间伐。造林后每年进行生长情况调查，统计成活率和高径生长量。2015年11月份，对试验林进行全面调查，调查内容包括生长量和土壤肥力。生长量调查：每个小区内进行每木调查胸径、树高，统计保存率，计算单株材积和蓄积量。土壤肥力调查是在每个试验小区内沿“之”形随机布设4个土壤刨面点，垂直挖土壤刨面，分0～20 cm和20～40 cm土壤层取环刀，并于这两个土层分别用自封袋取500 g左右土样，将环刀和土样带回实验室进行土壤物理和化学性质测定[6，7]。

4 结果与分析

4.1 造林密度对闽楠人工林生长的影响

在人工林生长过程中，林密度往往影响其高径生长和产量。从对不同造林密度的29年生闽楠人工林生长量进行调查结果看出（表1），造林密度为1995株/hm2的林分，其树高、胸径、单株材积和蓄积量与造林密度为2505株/hm2的林分相比，分别提高了15.9%、28.3%、85.5%和38.2%；造林密度为2505株/hm2的林分，其树高、胸径、单株材积和蓄积量与造林密度为3900株/hm2的林分相比，分别提高了25.7%、31.8%、111.6%和42.3%。经过方差分析，不同密度的闽楠人工林的树高存在显著差异，胸径、单株材积和蓄积量存在极显著差异。可见，闽楠人工林随着造林密度的增加，其树高、胸径、单株材积和蓄积量下降。这是因为随着林密度的增加，林分内林木个体生长的空间包括地上和地下的空间减少，林木生长中所获得阳光和从土壤中吸收的各种养分降低，因此林木个体生长量下降，而且高密度的林分由于林木间的竞争较为激烈导致保存率不高，蓄积量也降低。该试验中，不同密度闽楠人工林生长量大小顺序为1995株/hm2>2505株/hm2>3900株/hm2。

4.2 造林密度对闽楠人工林土壤肥力的影响

4.2.1 不同密度闽楠人工林土壤物理性质比较

不同密度的人工林在生长过程中，土壤结构往往会发生一定的变化。从不同密度闽楠人工林土壤的物理性质指标测定结果来看（表2），不同层次土壤的容重表现为随闽楠人工林造林密度的增大而增大，而土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度以及通气度则表现为随闽楠人工林造林密度的增大而下降。以0～20 cm土层为例，造林密度为1995株/hm2的林分，其土壤容重与2505株/hm2的林分相比降低了2.6%，与3900株/hm2的林分相比降低了6.7%。而造林密度为1995株/hm2的林分，其土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度以及通气度与2505株/hm2的林分相比分别提高了5.0%、27.1%、8.2%和7.3%，与3900株/hm2的林分相比分别提高了11.0%、72.3%、17.9%和19.6%。土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度以及通气度均是用于表征土壤疏松程度的指标，山地土壤容重小，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度以及通气度大说明土壤疏松透气，有利于涵养水源、保持水土。可见，低密度的闽楠人工林土壤结构好，涵养水源能力强。这可能是因为低密度的林分林下植被丰富，不同植物的根系在土壤中分布于不同层次进行穿插伸展，有利于土壤良好结构的形成。

4.2.2 不同密度闽楠人工林土壤化学性质比较

土壤化学性质各项指标直接反映了土壤肥力的高低。从不同密度闽楠人工林土壤化学性质测定结果看出（表3），不同密度闽楠人工林土壤化学性质指标表现出随密度的增大而下降的规律。如在0～20cm土壤层中，造林密度为1995株/hm2的林分，土壤中的速效钾、水解性氮、全氮、有机质、全磷和速效磷与造林密度为2505株/hm2的林分相比分别提高了29.0%、12.3%、8.8%、17.6%、12.3%和15.1%，而造林密度为2505株/hm2的林分，其土壤中的速效钾、水解性氮、全氮、有机质、全磷和速效磷与造林密度为3900株/hm2的林分相比分别提高了6.8%、4.8%、13.0%、13.3%、9.6%和21.7%。说明闽楠人工林经营过程中，林密度影响林分的土壤肥力，该试验条件下，造林密度越大，闽楠人工林土壤肥力越低，造林密度为1995株/hm2的林分，其土壤肥力最高。这可能是因为低密度林分中植被茂盛，林下植被凋落物多，而且低密度林分土壤疏松，有利于土壤微生物活动及对林下枯枝落叶的分解，使分解物中的营养物质及时回归土壤，改善了土壤肥力状况。

5 结论

从对造林密度分别为1995株/hm2、2505株/hm2和3900株/hm2的29年生闽楠人工林的生长状况调查和土壤肥力进行测定的结果发现：随着造林密度的增大，闽楠人工林的生长量和蓄积量均下降，土壤通透性减弱、容重增大，土壤肥力降低。

造林密度是影响人工林生长的一个主要因素。人工纯林郁闭后，随着树龄的增大，林内树木为争夺生长空间、光照和养分会进行激烈的竞争，因此，人工纯林生长到一定的年龄需要根据林分的实际情况及时进行间伐，淘汰竞争中处于劣势的林木，适当调整密度，保证保留木良好的生长环境，达到提高生长量和蓄积量的目的。该试验中只设置了3种密度进行研究，其他密度情况下结果会怎样，有待于进一步探索。

参考文献：

[1]刘 刚，涂 铭，黄小云，等.不同土壤条件下闽楠幼苗生长量研究[J].湖北农业科学，2015，54（7）：1618～1620.

[2]王金盾.不同林下生境闽楠生长影响及表型可塑性[J].农学学报，2015，5（2）：57～60.

[3]邵明晓，文仕知，何功秀，等.不同林龄闽楠人工林生物量结构特征[J].中南林业科技大学学报，2014，34（6）：41～45.

[4]陈建有.大花序桉密度效应的初步研究[J].绿色科技，2014（5）：86～88.

[5]卢丽蓉.闽北山区鹅掌楸人工林密度效应的初步研究[J].防护林科技，2015（6）：9～11.

[6]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.

[7]张万儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中国林业出版社，1984.