杉木阔叶树混交林生长量和土壤肥力初步研究

2016-10-11潘艳艳

绿色科技 2016年15期

关键词：木荷材积混交林

潘艳艳

(福建省永春碧卿国有林场，福建永春 362606)

杉木阔叶树混交林生长量和土壤肥力初步研究

潘艳艳

(福建省永春碧卿国有林场，福建永春 362606)

为探索杉木与不同阔叶树种混交效果，开展了杉木与木荷、杉木与闽楠以及杉木与木荷、闽楠混交造林试验。10年生的试验林研究表明：3种混交林中，杉木木荷闽楠混交林中的杉木、木荷和闽楠生长量均最大，而且与其它2种混交林对应树种的生长量差异显著；杉木木荷闽楠混交林总蓄积量最大；杉木木荷闽楠混交林土壤通透性比其它2种混交林强，肥力更好。

杉木；木荷；闽楠；混交林；土壤肥力

1　引言

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)是福建山地主要的用材林树种，由于杉木生长快，树干通直圆满，木材用途广泛，因此在山区造林面积较大[1]。但大量的研究和生产实践发现杉木纯林容易发生地力下降、病虫害、火灾等问题。而通过建立混交林与一些合适的阔叶树混交有利于改善土壤肥力、减少病虫危害和火灾发生，而且对提高杉木生产力有一定作用[2，3]。以往营造杉木阔叶树混交林基本上采取的是杉木与某一种阔叶树混交，所形成的林冠层大多是主次两个层次，少有杉木同时与两种阔叶树混交的模式。为了探索杉木与不种阔叶树混交对林分生长和土壤肥力的影响，永春碧卿国有林场进行了杉木与木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp.)、杉木与闽楠(Phoebebournei(Hemsl.)Yang)以及杉木与木荷、闽楠3种树种混交试验，从而为杉木阔叶树混交提供一些借鉴。

2　试验地概况

试验点设在福建省永春碧卿国有林场，地理坐标东经118°21′，北纬25°18′，位于永春县东部，属中亚热带季风气候，低山丘陵地带，年平均气温19.5℃，年平均降水量1700 mm，年平均相对湿度75%，全年无霜期270 d，气候温和。试验地位于碧谭工区43林班 2大班7小班，海拔 350～450 m，坡向东南，中坡位，坡度25°，Ⅲ类立地，土壤为山地红壤，土层厚度达80 cm，林下植被以芒萁骨为主。

3　研究方法

3.1试验设计

2006年3月在碧卿国有林场碧谭工区开展了杉木与木荷、杉木与闽楠以及杉木与木荷、闽楠3种树种混交试验，杉木与木荷混交比例为8∶2，杉木与闽楠混交比例为8∶2，杉木与木荷、闽楠混交比例为7∶2∶1，混交方式采用插花混交，试验采取随机区组设计，3次重复。沿山坡上、中、下位置各设置3块试验小区，共9块小区，每个小区面积20 m×20 m，造林株行距2 m×3 m。造林前穴状整地，挖明穴，回表土。

3.2试验林调查

造林后每年调查试验林生长情况，2016年3月对试验林全面调查，包括生长量和土壤肥力2个方面。生长量调查：在每个试验小区内分树种调查活立木的树高、胸径、冠幅，统计保存率、平均树高、平均胸径、平均单株材积和蓄积量，杉木单株材积公式V=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，闽楠、木荷材积公式V=0.00005276D1.882161H1.009317，蓄积量=平均单株立木材积×林分保留株数。土壤理化性质调查：在每块试验小区中，按照“之”字形路线随机布设4个土壤剖面点，垂直做土壤剖面，分0～20 cm、20～40 cm两个土层取环刀带回室内用于土壤物理性质测定，同时用自封袋在每层各取约500 g土壤带回室内用于土壤化学性质测定，测定方法详见文献[4，5]。

4　结果与分析

4.1杉木阔叶树混交林生长情况比较

研究表明，杉木与许多阔叶树混交可以提高杉木生产力和维持地力[1]，但不同的阔叶树种与杉木混交对杉木生长的作用和地力的影响有一定的差异[2，3]。从10年生的杉木木荷混交林、杉木闽楠混交林以及杉木木荷闽楠混交林的生长情况测定结果(表1)看出，在3种不同的混交林中，杉木木荷闽楠混交林中杉木生长最快，其平均树高、胸径、单株材积和蓄积量与杉木木荷混交林中杉木相比分别增加了10.3%、9.4%、32.3%和30.4%，与杉木闽楠混交林中杉木相比分别增加了16.4%、20.0%、63.9%和66.3%，方差分析表明，不同混交林杉木的平均树高、胸径、单株材积和蓄积量存在显著差异(FH=6.33*，FD=5.64*，FV=7.15*，F蓄积量=10.35*，F0.05(2,6)=5.14，F0.01(2,6)=10.9)。从表1还看出，杉木木荷闽楠混交林中木荷的平均树高、胸径、单株材积和蓄积量与杉木木荷混交林中木荷相比分别提高了12.0%、10.0%、34.6%和26.4%，方差分析表明，不同混交林木荷的平均树高、胸径、单株材积和蓄积量存差异不显著(FH=5.67，FD=4.89，FV=7.05，F蓄积量=4.28，F0.05(1,4)=7.71，F0.01(1,4)=21.2)。杉木木荷闽楠混交林中闽楠的平均树高、胸径和单株材积与杉木闽楠混交林中闽楠相比分别提高了17.8%、24.2%和48.0%，方差分析表明，不同混交林杉木的平均树高、胸径和单株材积存在显著差异(FH=7.98*，FD=9.16*，FV=12.57*，F0.05(1,4)=7.71，F0.01(1,4)=21.2)。杉木木荷闽楠混交林单位面积蓄积量在3种混交林中最大。可见，杉木与木荷、闽楠同时混交后，混交林中3种树种的生长速度要比杉木木荷混交林和杉木闽楠混交林中对应的树种快，。这可能是因为杉木与木荷、闽楠同时混交后，由于杉木、木荷、闽楠3种树种在生物学特性上的差异，种间关系协调，不同树种在地上、地下生长空间和营养方面都得到较为充分的利用，所形成的多树种混交林结构更趋于合理。

表1　杉木阔叶树混交林生长情况比较

4.2杉木阔叶树混交林土壤肥力分析

针叶纯林往往对地力消耗较大，通过改针叶纯林为针阔混交林或阔叶林通常可以改善土壤肥力状况[2]。根据对10年生的杉木木荷混交林、杉木闽楠混交林以及杉木木荷闽楠混交林土壤进行物理性质的测定结果可知(表2)，3种混交林土壤中，杉木木荷闽楠混交林土壤的容重最小，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度最大。如在0～20 cm的土层，杉木木荷闽楠混交林土壤的容重与杉木木荷混交林和杉木闽楠混交林土壤的容重相比降低了4.0%和6.4%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度与杉木木荷混交林土壤相比分别增加了3.9%、5.5%、4.2%和10.7%，与杉木闽楠混交林土壤相比分别增加了9.5%、18.3%、10.8%和14.5%。可见，杉木与木荷、闽楠同时混交后，土壤容重降低，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和通气度增大。容重、孔隙度和通气度均是反映土壤疏松透气程度的指标，土壤容重低，而孔隙度和通气度高，说明土壤松弛透气，持水性好，因此，杉木木荷闽楠混交林土壤涵养水源能力比杉木木荷混交林和杉木闽楠混交林土壤强。

从对3种混交林土壤的化学性质指标测定结果看出(表3)，杉木木荷闽楠混交林土壤的有机质、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效钾含量最大，其次是杉木木荷混交林，杉木闽楠混交林土壤的这几个化学指标最小。如在0～20cm的土层，杉木木荷闽楠混交林土壤的有机质、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效钾含量与杉木木荷混交林土壤相比分别提高了3.2%、2.0%、12.6%、8.1%、27.3%和9.4%，与杉木闽楠混交林土壤相比分别提高了7.0%、6.1%、19.6%、17.3%、28.6%和16.8%。说明3种混交林土壤中，以杉木木荷闽楠混交林土壤肥力最好，这或许是由于杉木木荷闽楠混交林树种多，凋落物中阔叶树的叶量与其它两种混交林相比要多一些，而阔叶与针叶相比更容易分解且各种养分含量更高，因此杉木木荷闽楠混交林落叶分解后的养分返回土壤较多，这样土壤的肥力相对而言会高于杉木木荷混交林和杉木闽楠混交林土壤。

表2　杉木阔叶树混交林土壤物理性质

表3　杉木阔叶树混交林土壤化学性质

5　结论与讨论

通过对10年生的3种杉木阔叶树混交试验林即杉木木荷混交林、杉木闽楠混交林以及杉木木荷闽楠混交林的生长情况和土壤肥力状况进行测定，显示在不同混交林中，杉木、木荷、闽楠的生长量均以杉木木荷闽楠混交林中最大，而且杉木、闽楠的生长量在不同混交林中的差异显著；杉木木荷闽楠混交林土壤与其它2种混交林土壤相比更加疏松透气，土壤肥力更高。

杉木是福建省山区主要的造林树种，过去生产上基本上营造纯林而且采用连栽，出现了生产力下降和地力退化等问题，通过营造混交林特别杉木与阔叶树混交可以有效缓解纯林产生的弊端。在杉木阔叶树混交模式上，通常的做法是杉木与某种阔叶树混交。本研究发现，杉木与2种生态位不相重叠的阔叶树混交可以更加有效地利用林分生长空间，促进林分生长和改善地力。为此，杉木阔叶树混交造林，可提倡种间关系协调的2个或2个以上的阔叶树种与杉木混交，以形成多树种混交林分，从而提高混交林生态系统的稳定性。

由于用于研究的试验林目前才10年生，随着树龄的增大，不同混交林会有怎样的变化尚不知，有待于进一步观测。

[1]俞新妥.杉木栽培学[M].福州:福建科学技术出版社,1997：322～335.

[2]方奇.杉木连栽对土壤肥力及杉木生长影响[J].林业科学,1987,23(4):384～391.

[3]俞秀兰.杉木光皮桦混交林生长及其改土效果[J].林业勘查设计,2007(1):162～164.

[4]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.

[5]张万儒.森林土壤定位研究方法[M].北京:中国林业出版社,1984.

[6]李国平，薛立，冼干标，等.阔叶幼林取代杉木林后的土壤肥力研究[J].绿色科技，2007(12).

[7]陈瑜.四川盆地杉木人工混交林土壤的抗蚀性[D].成都：四川农艺大学，2010.

[8]田大伦，方晰，康文星.杉木林不同更新方式对林地土壤性质的影响.[J].中南林学院学报，2003(4).

[9]汤景明.鄂西山地常绿落叶阔叶混交林恢复研究[D].北京：北京林业大学，2007.

[10]李生.福建优良乡土阔叶树种选择评价与栽培模式[D].福州：福建农林大学，2007.

2016-07-01