水湿地江南桤木经营技术研究

江祥庆

(福建省沙县官庄国有林场 365050)



水湿地江南桤木经营技术研究

江祥庆

(福建省沙县官庄国有林场 365050)

研究不同经营技术处理对地下水位、林木生长量及根系生长量的影响，结果表明：高垅低沟处理(GD)、切根浅栽处理(QQ)和开沟切根集成处置处理(JC)都能起到降低地下水位，促进林木生长发育的作用。以开沟切根集成处置处理效果最好，是适宜山地宜林水湿地营造江南桤木林的经营技术。

水湿地；江南桤木；经营技术；地下水位；生长效应

水湿地是介于陆地与河流、湖泊或水塘之间的过渡地带，是非常重要的生态交错区，且具有重要的生态功能，在林地生态系统中占据重要的地位[1-3]。由于长期忽略对水湿地的经营，导致水湿地荒芜退化，已引起生态学家和林学家的日益关注。湿地生态恢复和重建问题已经成为生态学和环境科学的研究热点[3]。然而，由于水湿地地下水位高，适宜造林的树种较少，造林比较困难。江南桤木(AlnustrabeculosaHand Mazz.)是比较适宜水湿地生长的树种之一。

江南桤木长期生长在山谷或河谷林中、河岸边，性喜湿，根系发达，具根瘤，为非豆科固氮植物，肥土能力较强[4],既是优良的生态树种，也是很好的造纸、建筑、胶合板、家具等用材树种，具有开发价值。生产实践表明，按照常规造林技术在水湿地营造江南桤木林，由于地下水位较高，其根系生长受阻，生长空间受到挤压，且根系长期处于好氧与厌氧交替的土壤环境，根瘤生长稀少，自然枯损木较多，尤其在成林后立枯木增加，林分生长状况不理想。为了提高造林效果，根据江南桤木的生物学特性和水湿地地下水位实际情况，2008年在福建省沙县官庄国有林场进行江南桤木水湿地造林试验，取得初步效果；在此基础上，于2009-2016年开展以适当降低地下水位为目的的经营措施对比试验，取得较理想的效果，现将试验结果总结如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

沙县地处武夷山和戴云山之间，属于中亚热带季风区，兼有大陆性气候和海洋性气候属性[2]。试验林建立在福建省沙县官庄国有林场石景山工区2林班52大班120小班，小班面积16 hm2，海拔200～240 m，为宜林水湿地，地下水位20～60 cm，土层比较深厚，土壤呈酸性，有机质较丰富，植被较少，主要植被有蒲公英、苦菜、水芹、菖蒲、千屈菜、水葱、鱼腥草等植物。

1.2 试验方法

2009年冬季，按照试验设计进行整地。试验设4个处理：①GD-高垅低沟处理。在水湿地中顺坡建立高30 cm、宽1 m的高垅，在高垅与高垅之间相应宽度开挖深30 cm的低沟，在高垅中按2 m距离挖穴种植江南桤木，穴规格40 cm×30 cm×30 cm。②QQ-切根浅栽处理。将江南桤木苗木根系切除主侧根(保留根深20 cm、根幅50 cm范围内根系，其余切除)，不挖穴，直接把处理后的苗木放置在土表面上，在周边取土，以种植点为中心培成高30 cm的馒头状台面，周边顺势整理形成畅通的排水系统。③JC-开沟切根集成处置处理。在水湿地边坡，开设排水沟，根据山地的地下水位，从高到低建立宽40 cm、落差60 cm的排水沟。把切根后(保留根深20 cm、根幅50 cm范围内根系，其余切除)的江南桤木苗直接放置在水湿地土表面，培土至原土痕处，培成内高外低的馒头状台面，调整侧根角度呈水平分布态势。④对照处理(CK)。按照常规造林方式，块状整地，穴规格40 cm×30 cm×30 cm。上述4个处理均采用一年生实生苗，均按照常规幼林抚育管理，造林密度均为2 m×2 m。采取不完全随机区组试验设计，3次重复。每块标准地(处理小区)面积20 m×20 m，共12个标准地。2016年冬，在标准地内进行全林调查，每木测定胸径、树高、树冠、枝下高等性状，调查保存株数、立枯木数量。测定根系生物量：选择标准木时以平均胸径、平均树高为准，误差范围在5%以内，每块标准地选择1株标准木，采用撩壕干掘法测定根系生物量。标准木砍伐后，以根桩为中心，从内向外，由上而下，每20 cm为1层，按大根(根桩及根径≥3 cm)、中根(根径1～3 cm)和小根(根径<1 cm)分别称重，并各取一定量带回实验室，放置在烘干箱内，标准木各器官随机抽取一定量样品带回室内，在80℃条件下进行烘干，至恒重后，求算根系生物量[5]。调查测定标准木根系分布格局。利用标准木挖掘剖面，测定地下水位高度，GD处理和CK处理土表面以整地栽植后实际土表面为准，QQ处理和JC处理取江南桤木原土痕处与原土壤表面的中间值作为土表面值。应用Excel软件和DPS数据软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同经营技术处理对地下水位的影响

表1是不同处理地下水位测定结果。

表1 不同处理的地下水位

注：现存株数不包括立枯木。

从表1可知，不同经营技术处理的地下水位存在差异。不同处理的地下水位深度从深到浅依次为JC>GD>QQ>CK。 JC处理的地下水位深度为76 cm(平均值，下同)，GD处理地下水位深度为67 cm，QQ处理地下水位深度为60 cm，CK处理地下水位深度为46 cm。与CK处理比较，JC处理地下水位降低30 cm，下降65.2%；GD处理地下水位降低21 cm，下降45.7%；QQ处理地下水位降低14 cm，下降30.4%。说明这3种经营技术措施均能起到降低地下水位的作用。究其原因，GD和QQ处理降低地下水位主要是人为提高了土表面高度，而JC处理除了人为提高了土表面高度外，还与在边坡开设排水沟，使得水湿地内积水向外排出，实际降低了地下水位高度有关。

从表1还可以看出，随着地下水位的降低，立枯木数量大幅度减少，尤其是JC处理立枯木最少。说明降低地下水位可以有效减少林木枯损数量。

2.2 林分生长状况分析

表2是不同处理江南桤木(8年生)林分生长状况测定结果。

表2 不同处理江南桤木林分生长状况 (2016年)

从表2可知，不同处理的林分生长状况存在差异。不同经营技术处理江南桤木胸径从大到小依次为JC> QQ>GD>CK。树高从高到低依次为JC>GD>QQ >CK。林分立木材积从大到小依次为JC>QQ>GD>CK。JC处理与CK处理相比，胸径、树高、林分立木材积分别增加57.7%、15.4%和186.4%；QQ处理与CK处理相比，胸径、树高、林分立木材积分别增加38.5%、3.3%和93.2%；GD处理与CK处理相比，胸径、树高、林分立木材积分别增加32.1%、4.4%和80.8%。

方差分析和多重比较结果(表2)表明：胸径方面，JC处理与CK处理间差异均达到极显著水平，JC处理与GD处理间, GD、QQ处理与CK处理间差异均达到显著水平。各处理间树高差异不显著。林分立木材积方面，JC处理与GD、QQ、CK处理，GD、QQ处理与CK处理的差异均达到极显著水平。说明JC、GD和QQ处理均能够显著提高林分生长量，尤以JC处理的效果最显著。

JC、QQ和CK处理间比较，其胸径、树高和林分立木材积均随着地下水位降低，生长量增加。QQ与GD两处理相比较，虽然地下水位GD处理比QQ处理更低，但由于QQ处理采用了切根和人为调整根系走向技术，对林分生长产生积极的影响。QQ处理与GD处理相比，胸径增加4.9%，林分立木材积增加6.8%，树高则降低1.1%。说明对根系进行促控处理对林分生长量有正面影响。通过切根和调整根系走向抑制了主根生长，促进侧须根萌发，同时使得根系分布格局发生变化，而趋于浅表，相对于水湿地特定环境条件，利大于弊。为了提高水湿地江南桤木造林效果，采取降低地下水位和根系促控处理都是重要的技术措施。

从树冠和枝下高性状分析，4种处理基本上呈现随着地下水位降低树冠冠幅增大、枝下高增高的趋势。根系促控处理有助于冠幅增大和枝下高增高。采用目测法估算郁闭度，从大到小依次为JC>QQ、GD>CK，可以从另一侧面反映了树冠大小。树冠生长既是林木生物量增长的组成部分，也是整个树体有机物生产和供应的加工场所，在生长空间不受限制的情况下，树冠增大，林分生物量随之增大。值得注意的是：随着林龄增长，林分郁闭，树冠拥挤，相对于较喜光的江南桤木而言，会影响林木正常的生长发育，应该根据实际情况，及时进行科学的抚育间伐，以提高林分生产力，为培育江南桤木的中大径材创造适宜的生长环境。

2.3 根系生长状况分析

根系生物量是林木生物量的重要组成部分，生物量高低对保证林木生长和发挥森林生态功能具有重要影响。从表3可以看出，不同处理的根系生长状况及其生物量存在差异。

从根系分布状况分析，各水平根系垂直分布几乎与地下水位的高度相吻合。穿入水浸土层根系较少，且大多没有新细根生长。虽然江南桤木系喜湿性植物，但长期积水的土层并不适合其根系生长，降低地下水位的经营技术措施是提高水湿地造林效果的重要环节。从表3看出，垂直分布从深到浅依次为JC>GD>QQ>CK。

表3 不同处理江南桤木根系生物量组成及其分配

注：生物量的单位为kg/株。

根系分布以JC处理最深，JC处理根系垂直分布为0.81 m，比GD、QQ和CK处理分别增加15.7%、30.6%和80.0%。

从表3可看出，各处理根系水平分布的根幅2.6～4.2 m，与对应处理的根系垂直分布比较，根系水平分布幅度均大于垂直分布深度。水平分布的根幅与垂直分布的深度比值，GD处理为5.1，QQ处理为6.3，JC处理为5.2，CK处理为5.8。表明江南桤木根系的水平分布明显比垂直分布广，江南桤木根系垂直分布受到地下水位的严重制约。在4种处理中根系水平分布从长到短依次为JC>QQ>GD>CK。JC水平分布最广，其次为QQ处理，这两种处理均采用根系促控处理。表明切根后和调整根系走向，抑制了主根的顶端优势，促进侧须根形成和生长，并向水平方向延伸，更适合水湿地的生境特点。从表3也可以看出，不同经营技术处理(JC、QQ、GD)与对照处理(CK)之间的根系生物量存在显著或极显著差异。根系生物量最大为JC处理，达3.46 kg/株，其中大根1.24 kg/株，占总根系生物量的35.8%；中根1.54 kg/株，占总根系生物量的44.6%；小根0.68 kg/株，占总根系生物量的19.6%。其次为QQ处理，达2.87 kg/株，其中大根1.00 kg/株，占总根系生物量的34.7%；中根1.26 kg/株，占总根系生物量的43.8%；小根0.62 kg/株，占总根系生物量的21.5%。GD处理位列第3位，根系生物量为2.74 kg/株，其中大根1.07 kg/株，占总根系生物量的39.1%；中根1.16 kg/株，占总根系生物量的42.4%； 小根0.51 kg/株，占总根系生物量的18.5%。

方差分析和多重比较结果(表3)表明：各处理间根系生物量存在差异。JC处理与CK处理间差异达到极显著水平，JC处理与GD、QQ处理间差异达到显著水平，QQ、GD处理与CK处理间差异达到显著水平。

江南桤木是非豆科固氮植物，根系具根瘤，有固氮能力。据调查，江南桤木根瘤均发生在细根部位，在大、中根上未发现着生根瘤，这反映江南桤木根瘤着生位置对根系成熟程度的选择，从关联性分析，切根处理促进侧须根的萌发和生长，为根瘤生长和发育创造了良好的条件。各经营技术处理均发现有根瘤分布，且高于CK处理，但分布数量的多寡与不同经营技术处理有关，JC、QQ处理根瘤数量较GD、CK处理为多，佐证了根系促控处理促进更多侧须根的形成和生长，进而促发和诱发了根瘤着生与生长。

3 小结

在水湿地造林，地下水位是重要的限制因子。采取合理的经营技术，适当降低地下水位，有利于江南桤木生长。本试验研究结果表明，高垅低沟处理(GD)、切根浅栽处理(QQ)和开沟切根集成处置处理(JC)都可以起到降低地下水位的作用。其中，以开沟切根集成处置处理效果最好，主要是可以促进林木胸径、林分立木材积生长，增加林木根系生物量，改变根系分布格局。经方差分析和多重比较结果，开沟切根集成处置处理的平均胸径与高垅低沟处理差异达到显著水平，与对照处理(CK)差异达到极显著水平；林分立木材积与另3个处理差异均达到极显著水平；根系生物量与对照处理差异达到极显著水平，与高垅低沟和切根浅栽两处理差异均达到显著水平。本试验结果表明，开沟切根集成处置处理是最适宜山地宜林水湿地营造江南桤木林的经营技术。

[1]冯育青，王莹，阮宏华.水岸带研究综述[J].南京林业大学学报：自然科学版,2009,33(6):127-131.

[2]江祥庆.不同地下水位水湿地江南桤木造林效果[J].福建农业科技，2016(11-12)：8-11.

[3]张永泽，王烜.自然湿地生态恢复研究综述[J].生态学报,2001,21(2):309-314.

[4]陈存及,陈伙法.阔叶树种栽培[M].北京：中国林业出版社，2000.

[5]SATOO.产量法研究综述[M].李文华，译. 北京：科学出版社，1974.

(责任编辑：杨小萍)

Study on management technology ofJiangnanalnusin water wetland

JIANG Xiang-qing

(GuanzhuangState-ownedForestFarmofShaCounty,FujianProvince365050)

Effects of different management technology on underground water level, volume of forest tree growth and root growth amount were studied. The results showed that all the treatments of high ridge and low ditch, shallow planting of cutting root, and integrated disposal of ditching and cutting root could reduce the underground water level and promote the growth and development of trees. Among which, the effect of integrated disposal of ditching and cutting root was the best and was the suitable management technology for constructingJiangnanalnusforest in water wetland where suitable to grow forestry in mountainous area.

Water wetland;Jiangnanalnus; management technology; underground water level; growth effect

2017-01-05

江祥庆，男，1974年生，林业工程师。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.02.005