竹子混交林对林木生长及林分土壤的影响研究
2017-03-29谭宏超金雨欣高
谭宏超金雨欣高 恒
(1云南师范大学竹类研究所 昆明 650092;2云南珍竹农业科技有限公司 云南嵩明 661700)
竹子混交林对林木生长及林分土壤的影响研究
谭宏超1金雨欣1高 恒2
(1云南师范大学竹类研究所 昆明 650092;2云南珍竹农业科技有限公司 云南嵩明 661700)
研究了多竹种混交、竹桉混交和竹橡胶混交对林木生长及林分土壤条件的影响。结果显示:不同竹种混交以及竹树混交其林木生长状况及土壤条件均优于纯林;竹子纯林、多竹种混交林、竹树混交林3种不同类型的林分其土壤含水量和有机质含量排序为:多竹种混交林>竹子纯林>竹树混交林>乔木纯林。研究结果表明,在桉树林和橡胶林中适当套种竹子可以改善桉树林和橡胶林的生长环境,增强生态系统的稳定性,对于维护生态平衡、提高林地生产力、维持土壤肥力具有显著作用。研究结果可为桉树和橡胶树纯林的改造提供理论支持。
混交林;竹子;桉树林;橡胶林;林木生长;林分土壤;林分转化
混交林能够充分利用阳光和林中空间,提高森林产出;并能抑制病虫害传播,减少森林火灾;同时混交林树种多样,色彩丰富,也具有很高的园林价值[1-2]。混交林是值得提倡的一种森林类型。但是,混交林中各物种之间也存在着复杂的相互关系,有些物种间可以相互促进生长,也有一些物种之间却相互抑制,因此营造混交林时应审慎选择混交的树种[3-4]。竹子混交林是指不同竹种混交或竹子与树种混交而形成的林分。近年来,南方多地因对大面积种植桉树纯林的担忧而出台了“禁桉令”或“限桉令”,云南西双版纳地区也出现了大面积的橡胶纯林,潜在的生态问题已引起各界的关注。竹子造林快,一次栽种多年收获,具有极高的经济价值和观赏价值。为降低因大面积营造纯林而带来的环境问题,同时提高森林的经营产出,营造竹木混交林已成为一种较好的替代方案[5-7]。本文调查研究了多竹种混交及竹木混交对林木生长及林分土壤条件的影响,以期为纯林转化提供理论支持。
1 研究区概况
选择8处不同类型的竹子林分开展试验调查,竹林类型包括单竹种纯林、不同竹种混交林和竹木混交林。试验林分基本情况见表1。
2 调查与分析方法
1)植物种类调查。在试验林中通过实地踏查,典型选样,每种混交林设3个20 m×20 m的样方,实测样方内的竹种与树种的种类、数量、胸径、植株高,以及杂草的种类和数量。
表1 试验林分基本情况
2)竹笋调查。统计样方内竹笋的种类及产量;发笋结束后,统计样方内的退笋情况,并测量正常笋的高度和地径。
3)土壤分析。分别在各样方内测定林分土壤湿度,并采集腐殖层及过渡层土壤,混合均匀后密封带回实验室,按照国家林业局《森林调查手册》测定土壤有机质含量。
3 结果与分析
3.1 不同林分类型林木的生长状况
在个旧市锡城林场的试验林中调查了毛竹纯林、毛竹与云南甜龙竹混交林、毛竹与杉木混交林中林木的生长状况及林分的环境条件,调查结果见表2。由表2可以看出,就竹木密度而言,毛竹与甜龙竹混交的林分密度最大,毛竹纯林次之,毛竹与杉木混交的林分密度最小;但就竹子与树木的生长状况而言,无论是平均高度还是平均胸径,竹木混交林分表现最好,林分的蓄积量也是最大的,不同竹种混交的林分次之,单竹种纯林生长表现最差。其原因为,纯林结构单一,林冠无明显起伏,而竹树混交林为复层林结构,提高了对阳光和空间的利用率[8]。
从林分的环境条件看(表2),毛竹纯林的土壤有机质含量最低,杂草覆盖率也最低,这是由于纯林的物种多样性较低,林冠挡住了绝大部分的阳光,林下生物难以生存;而混交林为复层林,杉木平均树高超过毛竹2 m,冠层间有一定间距,能够透过足够的阳光供给林下生物生长,高大乔木还能为低矮植物起到保护作用,且乔木落叶凋落后覆盖于土壤表层,能够起到保水作用,并有利于微生物的繁殖,形成较为复杂的微生物区系,促进凋落物的分解,从而促进物质循环和能量流动,有利于增强土壤地力[9-10]。此外,杉木为浅根性树种,没有明显的主根,而毛竹的根系庞大而密集,在地下部分两者是互不干扰。
表2 不同混交类型的林木生长状况及林分环境条件
3.2 不同竹林类型竹子的生长状况
在嵩明县竹子科技园和富民县竹子科技园的试验林中调查了多竹种混交林与竹子纯林中竹子的生长状况,竹林类型及调查结果见表3。由表3可知:不同竹种的混交会影响竹子的出笋时间,比如棉花竹纯林7月初出笋,香竹纯林7月中出笋,而棉花竹与香竹混交林则为6月中出笋,竹种混交后出笋时间均提前;混交林的退笋率明显低于纯林,这是由于纯林的土壤有机质含量低于混交林所致;6—7月出笋的林分,无论是纯林还是混交林其退笋率都高于2—3月出笋的林分,原因为6—7月降雨集中,雨水会冲刷土壤,降低土壤肥力,连续雨天还会导致笋的腐烂;混交林的植株密度、林分蓄积、土壤湿度和土壤有机质含量均高于纯林。
在勐海县大巴拉竹园的试验林中,调查了不同竹林类型竹笋生产情况(表4),同样可以看出,与单竹种纯林相比,不同竹种混交可以使出笋时间提前,退笋率降低,笋产量增加,而且改善了林分的生长环境,使土壤含水量和有机质含量均增加。
表3 不同竹林类型竹子生长状况
表4 不同竹林类型的竹笋产量
3.3 桉竹混交对竹木植株生长及环境的影响
2008年以前,在广西田东县思林镇英竹村山上种有大面积的桉树林,每年的旱季,山谷间干涸无流水。2008—2009年在桉树林中套种细叶龙竹后,山谷中逐渐有流水。2015年1—12月对桉竹混交林进行了定期调查,调查结果见表5。可以看出,在桉树林中套种细叶龙竹后,与桉树纯林相比,林分密度增加,林分蓄积量也明显增加。研究表明[8],林下阳光直接辐射占总辐射的比例从大到小排序为:竹树混交林>竹纯林>乔木纯林。调查结果显示,巨尾桉冠层平均高出细叶龙竹近10 m,混交林分呈现复层结构,提高了林木对阳光和空间的利用率,因此增加了林分蓄积,提高了森林产出。
表5 桉竹混交林竹木生长状况及林分环境条件
从林分的环境条件看(表5),桉树纯林每年12月至翌年4月间(冬春两季),山谷间呈现干涸,而桉竹混交林和竹纯林则常年有流水;而且桉竹混交林中的土壤湿度明显高于桉树纯林,土壤有机质含量也较桉树纯林提高近1倍。表明桉竹混交不仅能够增加林分产出,而且能够改善林分环境条件。
3.4 胶竹混交对胶产量及环境的影响
在泰国清迈昆氏竹园调查了橡胶与巨竹混交对橡胶产量及林分环境条件的影响,调查的林分类型及调查结果见表6。调查结果显示,橡胶树林中套种巨竹后,割胶时间能够增加1个月,年产胶量增加近30%;同时,增加了对空间、土地的利用率,混交林的植株密度为橡胶纯林的13倍,蓄积量为橡胶纯林的近3倍。此外,木竹混交后枯枝落叶增多,能够有效的固土保水,土壤含水量和有机质含量明显增加。
表6 胶竹混交对胶产量及林分环境的影响
4 结论与讨论
研究结果显示,不同竹种混交以及竹树混交其林木生长状况及环境条件均优于纯林。竹子纯林、多竹种混交林、竹树混交林3种不同类型的林分,其土壤含水量和有机质含量排序为:多竹种混交林>竹子纯林>竹树混交林>乔木纯林。混交林更有利于维持土壤地力,植被与土壤作为一个生态系统,它们相互影响,植被所需要的基本的无机营养,都是由土壤矿物质在风化过程中提供的,而土壤自身又得到植被产生的有机物的不断补给[11]。混交林中凋落物较为复杂,生物种类繁多,能够分解产生的有机物较多,从而促进物质循环和能量流动,提高土壤地力,改善土壤质量。
桉树和橡胶都是热带、南亚热带地区生长较快、消耗地力和水分较为明显的树种,有“抽水机”、“吸肥机”之称,大面积的桉树、橡胶纯林所带来的环境问题越来越受到社会的关注,退桉还林、退胶还林的呼声越来越高。本研究显示,在桉树林和橡胶林中适当套种竹子可以改善桉树林和橡胶林的生长环境,增强生态系统的稳定性,对于维护生态平衡、提高林地生产力、维持土壤肥力有着显著的作用。
[1] 姜建军.混交林营造研究[J].农家科技(下旬刊),2011(11):82.
[2] Spohr S H,Barnes R V.森林生态学[M].赵克绳,周祉,译.北京:中国林业出版社,1982:2.
[3] 陈存及.竹木混交林的科学经营[J].竹子研究汇刊,2001,20(1):5-9.
[4] Magarran A E.Ecological diversity and it's measurement [M].Princeton:Princeton University Press,1988.
[5] 严晨.毛竹林内混交檫树效果好[J].世界竹藤通讯,2008,6(5):33-34.
[6] 荣蓉.杉木人工林套种竹子的技术与经济问题分析[J].沿海企业与科技,2011(5):33-34.
[7] 林桂明.毛竹混交林林分生长状况和结构特征研究[J].世界竹藤通讯,2012,10(2):18-22.
[8] 范少辉,刘蔚漪,苏文会,等.闽北不同类型毛竹林群落光环境特征比较[J].竹子研究汇刊,2012,31(4):7 -11.
[9] 康永武.乳源木莲毛竹混交林生长及土壤肥力研究[J].西南林业大学学报,2014,34(1):14-20.
[10] 夏根清,李国栋,周燕,等.不同人工经营毛竹林土壤理化性质变化[J].竹子研究汇刊,2012,31(3):38 -43.
[11] 李正才,傅懋毅,谢锦中,等.毛竹竹阔混交林群落地力保持研究[J].竹子研究汇刊,2003,22(1):32 -37.
A Study of the Effect of Mixed Bamboo Forest on Forest Tree Growth and Stand Soil
Tan Hongchao1Jin Yuxin1Gao Heng2
(1 Bamboo Research Institute,Yunnan Normal University,Kunming 650092,Yunnan,China;2 Yunnan Rare Bamboo Agricultural Science and Technology Development Co.Ltd.,Songming 661700,Yunnan,China)
This paper studied the effect of mixed forest of various bamboo species,mixed bamboo-eucalyptus forest and mixed bamboo-rubber forest,on the growth of forest tree and stand soil condition.The results showed that the forest trees in mixed forest of various bamboo species and mixed bamboo-arbor forest grow better than those in pure forest with better soil condition;the moisture content and organic matter content in the soil of pure bamboo forest,mixed forest of various bamboo species and mixed bamboo-arbor forest could be ordered as mixed forest of various bamboo species>pure bamboo forest>mixed bamboo-arbor forest>pure arbor forest.The research showed that the inter-cropping of bamboo in eucalyptus and rubber forest could improve the growth environment of these forests,enhance the stability of these ecosystems,and play a significant role in maintaining eco-balance,improving forest land productivity and keeping soil fertility.This study could provide theoretic supports to the conversion of pure eucalyptus and rubber forests.
mixed forest,bamboo,eucalyptus forest,rubber forest,forest growth,stand soil,forest stand conversion
10.13640/j.cnki.wbr.2017.01.002
美国环球生态集团项目(编号:2013067);云南珍竹农业科技有限公司项目(编号:2013009)。
谭宏超(1963-),男,研究生,教授,长期从事竹类研究及开发工作。E-mail:ynbamboo@126.com。