杨属树种与刺槐混交林造林模式设计

刘禹廷，赵英铭，董雪，黄雅茹

(中国林业科学研究院沙漠林业实验中心，内蒙古 巴彦淖尔 015200)

杨属树种与刺槐混交林造林模式设计

刘禹廷，赵英铭，董雪，黄雅茹

(中国林业科学研究院沙漠林业实验中心，内蒙古 巴彦淖尔 015200)

混交林是指林冠由2种或多种优势乔木树种组成的森林，也可由不同生活型的乔木所组成，以形成冠层多或厚的林分结构，从而提高防护林的防护效能和稳定性。本文以杨属树种北抗8号与刺槐为研究对象，通过混交模式进行种植，分析并探讨混交林生态、经济及社会效益，为今后开展防护林营造工作提供理论依据。

混交林；造林模式；效益

作为调节气候、涵养水源，防止风沙危害的一种措施，防护林对改善绿洲生活环境、保护生产、防止土壤风蚀具有重要作用[1]，而在防止土壤风蚀及荒漠化危害中，林带结构类型与配置是影响其防护效应发挥与持续的一个重要因素[2]。研究表明，人工纯林生态关系较为单一，同种资源竞争激烈，多种优势资源不能充分利用，长期种植易引起地力衰退、低产、结构脆弱、引发群体病虫害等生态问题，而种植不同优势种或不同生活型所组成的混交林，可形成多层次林分结构，从而提高资源利用率、改善土壤养分水平，提高防护效能及生产力。因此，选择具有较高防护效能及稳定性的混交林，对于生态、经济等多种效益的发挥具有重要作用和明显优势[3]。

在乌兰布和沙漠地区，长期以来人们一直将杨属树种(Populus)作为一种速生、丰产的用材树种进行大面积种植，但经过多年连续观察，林地地力衰退明显，土壤养分及水分失衡，致使树种生长受到抑制，尤其是在干旱半干旱地区这种现象更为突出[4]。刺槐(Robiniapseudoacacia)是豆科刺槐属(Robinia)树种，具有较强的耐旱性和耐盐碱性，生长迅速，生态适应性强，适生范围广，造林后 3-6 年即可郁闭[5]。刺槐枝叶可对地表形成遮阴效果，从而降低林内温度，减少林地土壤蒸发，同时提高林内湿度。其根部伴生大量根瘤菌，能把空气中的氮素转化为土壤养分，对提高土壤肥力，改善生态环境，开发和利用自然资源具有重要作用。这些优良特征，为杨属树种生长创造了有利条件。将刺槐与杨属树种进行混交，可解决生态关系单一、优势资源利用率不足的问题，并且，在干旱贫瘠沙地营造杨属树种、刺槐混交林，加大刺槐密度是促进郁闭的一项有效的技术措施，二者形成相互适应的生态环境，可促进林木生长，提升防护效能，提高林分生产力[6]。

研究表明，杨属树种纯林25年仅相当于6年生的混交林中杨属树种的生长量[7]。这是因为干旱贫瘠沙地满足不了杨属树种对水肥的需求，不能正常生长，即使加大杨属树种密度也达不到提前郁闭的效果，而刺槐比杨属树种耐干旱贫瘠、生长快，尤其刺槐扩展度大，因而郁闭就快。

作为速生树种，杨属树种和刺槐混交有利于提高单位面积生产力。以杨属树种为目的树种，刺槐为伴生树种，通过合理配置，采用控制苗木规格和苗龄、造林时间、合理平茬等手段，使林相形成明显的复层林冠，杨属树种高大，株数较少，占据上层；刺槐较小，株数较多，占据下层。这样能充分利用空间光照，加强光合作用；杨属树种扎根较深，分布在地下50～60 cm深处，刺槐扎根较浅，分布在土壤表层0～20 cm；地下部分形成复层根。尤其是刺槐须根生有大量根瘤，改良土壤增加肥力，促进两个树种持续生长。对林分空间结构分布的研究表明，树种之间的分布关系决定着树种之间的竞争程度和生态位，因此，空间结构和配置的合理规划对于森林整体生态功能起着决定作用[8]。

在沙地造林实践中，不少林场和一些林业科学研究单位，在总结经验教训的基础上，采用杨属树种与刺槐混交，取得良好效果。

1 研究内容

在此研究中，杨属树种选用北抗8号作为目的树种，刺槐为伴生树种。其优势是北抗8号抗天牛、树干较通直、椭圆度小、萌芽力弱，是在该地区生长的理想树种。

研究北抗8号、刺槐不同配置防护林带的防风效果及其结构，并通过生物交互作用，促进北抗8号生长，建立沙林中心混交林营造技术。

2 研究方法

2.1 混交方式

试验选取当地繁育合格的造林用苗，林相结构应使北抗8号处于上层，否则北抗8号生长不良，因此，北抗8号采用2～3年生的大苗，刺槐采用当年生苗木，在试验区相对平坦的沙地上人工布设林带。布设方式为带状且林带走向与主风向垂直，安排不同混交比例的造林技术。以北抗8号为主要树种，其株距分别为1 m和2 m，刺槐株行距分别为1 m×2 m、2 m×2 m、2 m×3 m。带状混交，即2～4行刺槐为一带，1 行北抗8号，每667 m2栽北抗8号25～45株，刺槐100～180株，共三种林带组合方式。混交模式1如图1所示，北抗8号株距1 m，刺槐1 m×2 m；混交模式2如图2所示，北抗8号株距1 m，刺槐2 m×2 m；混交模式3如图3所示，北抗8号株距2 m，刺槐2 m×3 m；其中，图示中“○”代表北抗8号，“△”代表刺槐。再选择北抗8号纯林作为对照，规格为1 m×1 m。

2.2 造林模式图

图1 造林模式图示1 图2 造林模式图示2 图3 造林模式图示3

3 成林后各指标调查

3.1 林木生长指标

对三种组合混交林中的北抗8号和刺槐的树高、胸径、单株材积以及各混交林的单位面积蓄积量进行显著性检验。判断各混交林在该立地条件下是否表现出明显的个体及群体生长优势。

3.2 生理生态特性

自然因素是影响植物生长和分布的关键因素，其中气候因素中的水分、温度和光照在树木的生长和发育过程起着重要作用，由于刺槐的引入，北抗8号生长微环境发生改变，林木为了适应环境和调整生态关系，从而改变其生理状态，因此从水分生理生态特性入手，对混交林树种的相对含水量、蒸腾速率、气孔扩散阻力等生理指标进行研究，判断这种混交模式及配置的可行性。

3.3 林地土壤养分指标

由于半干旱地区土壤盐渍化程度高，严重影响当地农、林业发展，抑制林木生长。因此，将混交林与北抗8号纯林土壤养分含量及pH值进行对比，同时也对土壤有机质、全氮、水解氮和速效磷含量这些指标与纯林进行比较，从而对混交林改良土壤进行效益分析与评价。

3.4 生物量测定

林分生物量高低，在一定程度上体现该树种的生产力大小，因此要对北抗8号、刺槐混交林和北抗8号纯林进行生物量测定和比较，进一步分析判断其生态效益和营林模式的可行性。

3.5 混交林群落结构

对混交林群落结构进行调查与分析，计算其Simpson指数和Shannon-Weiner指数，比较其种内及种间竞争压力，从而判断混交比例。

3.6 防风效益

林带结构一般分为紧密型、疏透型和通风型三种，其营林配置模式是决定林带防风效果的关键因素，因此，对三种造林模式的混交林分别进行风速测定，比较其背风面不同株行距相对风速大小，从而判断出最优配置模式。

4 讨论

选择北抗8号与刺槐混交造林，虽然理论上可以给我们带来很多生态、社会和经济效益，但是这两种乔木也有各自的缺点，其中北抗8号造林前需要浸泡苗木，这对于种植来说过多的使用了人力资源和时间，并且其耐盐碱能力不及新疆杨，而刺槐萌蘖能力过强，在抚育管理上比较困难。因此，我们还应该针对这些问题提出针对性的解决方案，从而使防护林建设更加完善，使其防护效能得到最大化的实现。

[1] 郝玉光,包耀贤,刘明虎,等.干旱沙区农田防护林营建模式与经营评价研究[J].干旱区资源与环境,2005,19(5):199-203

[2] 朱教君,姜凤岐,范志平,等.林带空间配置与布局优化研究[J].应用生态学报,2003,14(8):1205-1212

[3] 韩跃.黄河三角洲混交林生长规律和土壤特性研究[D].山东：山东农业大学，2015

[4] 内蒙古植物志编辑委员会.内蒙古植物志第二卷[M ].呼和浩特:内蒙古人民出版社,1989

[5] 内蒙古植物志编辑委员会.内蒙古植物志第三卷[M ].呼和浩特:内蒙古人民出版社,1989:212

[6] 徐凤兰,刘爱琴,魏坦.杉木泡桐混交林生产力及其土壤肥力特性研究[J].江西农业大学学报,2010(3):361-365

[7] 芮雯奕,李淑琴,张纪林,等.苏北海堤基干林带杨树-刺槐混交林竞争效应研究[J]. 南京林业大学学报：自然科学版,2011(1):39-42

[8] 周长瑞,杜华兵.杨树刺槐混交林与杨树纯林生物量的比较和分析[J].山东林业科技,1989(4):42-45

[9] 吴祥云,孙晓辉,李玉航,等.风沙区农田防护林构建多样性及景观效益分析[J].东北林业大学学报,2005,33(2):10-11

1005-5215(2017)08-0080-02

2017-06-15

刘禹廷(1990-)，女，内蒙古人，硕士，主要从事植物多样性保护与利用研究.

S725.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.026