马尾松纯林改造套种珍稀阔叶树营建复层林研究

江锦攀

(福建省连城邱家山国有林场，福建 连城 366208)

1 引言

马尾松喜温暖湿润、不耐水和盐碱、耐旱，天然更新能力强、以播籽成林，是我国特有的乡土、丰产树种之一，在东部湿润地区分布较广，是资源丰富的针叶树种。马尾松林以天然林为主，在我国国民经济建设中有着重要地位。由于马尾松根系发达，菌根丰富。近年来是颇受欢迎的造纸原料之一。随着马尾松林面积不断增大，纯林经济效益衰退严重，林分产力下降，火灾频率增加。因此选种珍惜阔叶林种进行混交，可有效增加生物多样性，提高林业生态系统稳定性和林业成产经济效益。混交林有独有的优点，所以下文介绍混交林生态效益和其他方面的研究初步结果。

2 复层林研究现状

根据文献资料显示，我国混交林研究分为3个阶段。首先从1949年到20世纪70年代末为准备种植混交林的，主要是引进苏联种植混交林的技术与经验，因此解放后30年在一些林业单位布置了供科学研究的人工混交试验林的任务，并对其生长状况进行初步研究。第二阶段，从20世纪70年代末到90年代为混交林的发展阶段。随着林业生产，逐渐暴露出单一树种的纯林种植弊端，因此营建马尾松珍惜阔叶林混交林便成为有效解决纯林弊端的有效途径之一。第三阶段20世纪90年代末以后国家进一步对混交林提供科研经费的支持，科研团队的实验手段更加先进，研究和林业生产更为密切。我国达标性研究成果有松栎混交林等。营建马尾松套种珍惜阔叶林混交林不仅是一项技术措施，而且涉及到对生态学中的种间关系和树种生物学的认知。现如今，对马尾松混交林生态系统水平研究更加深入，主要为林地改良，土壤利用率，能量转化和代谢过程等其他一些研究。森林凋落物作为森林物质能量传递的第一部分载体，是指森林生态系统生物部分回归地表面，作为分解者的能量来源，维持神态系统所有有机物质。森林凋落物是维持土壤肥力的基础，是能量循环的主要途径，改变林中局部小环境的重要物质之。通过对森林凋落物的分析，可知该生态系统的功能指标是否维持正常，凋落物的养分循环对保持长期林地生产有着极为重要的意义。我国展开了对马尾松混交林的大量生态学研究。

3 复层林中套种阔叶树凋落物量的影响

据实验结果显示(表1)，马尾松纯林的年凋落物量为3.26 t/hm2，在马尾松林下套种阔叶树种后，年掉落量同比增加了200%。在马尾松下套种珍惜阔叶林，年掉落物明显增长。混交林的凋落物总量表现出明显的随季节变化。混交林凋落物总量中来自马尾松的凋落物占50%～60%，其中枝叶占较大比例，最多可达到70%。由于马尾松和阔叶树两者的凋落物不同，在树皮和繁殖器官的凋落物量马尾松占更大比例，两者具有明显差异。在凋落物的养分组成方面，也具有较大不同，其中Ca占比例较大。林地凋落物现存量为动态值，受多种环境因素的影响，主要受纬度影响，发现当纬度增大时，凋落物现存量也会增加。经过在各个地区实验得出，林分密度对凋落物积累和分解的影响比较明显，如果想要促进凋落物的分解，可以调节在合适的密度，有效的促进分解。林地凋落物的积累和分解速率可直接对森林生产力产生影响，所以很多研究问题都是根据这一方面进行发展。周转时间方面上马尾松的枯叶和枯枝要大于阔叶树，这可以表明，马尾松林下套种阔叶树种既增加了凋落物量并且加快了分解速率已经养分的释放，加强了林分的生产力(表1)。

表1 马尾松复层林中套种阔叶树凋落物量情况

4 马尾松纯林下套种阔叶树后对森林土壤的影响

不同的坡位也存在着不同的影响，被种植在上坡的马尾松胸径和树高比其他高出大概10%～20%左右，而被种植在下坡的只高出4%～20%左右，有较大差异，但是在不同种植模式冠幅之间却无较大差异(表2)。物理性质方面，土壤容重在各林分之间无显著差异，这说明，差异主要在于土壤的结构问题。在土壤层20 cm以下可以更好的展现出改善结果。在土壤非毛管孔隙度方面纯林和混交林有着较大差异，马尾松纯林改造套种珍稀阔叶树营建复层林，很多的混交林都大于马尾松纯林，然而这对其影响并没有明显的规律，不同都坡位都存在显著影响，对于上坡位有较大影响这一现象说明了马尾松林下套种阔叶树能更好的改善表土层的非毛管孔隙度并且了增强土壤的通气透水性能，而根部是影响的主要原因。土壤的自然含水率在两者之间也存在较大差异，马尾松的含量较高，产生差异的原因可能为森林的蒸腾作用增加引起的。对于化学性质的影响上，马尾松林下套种阔叶树可以有效的增加有机物的含量，可以更好的解决N、P的缺乏，更减少了K的含量。由数据得出，马尾松纯林pH值相对较低，表明马尾松纯林对于降低土壤活性酸度有一定作用，并且更好的增加了盐基饱和度。不同的种植模式都会对土壤产生一定影响，在时间推移下，到模型后期，改善土壤的差距就会减小(表3)。

表2 不同坡位马尾松林下套种阔叶树及马尾松纯林林分生长情况

表3 马尾松林相改造后不同时期土壤的水稳性团聚体>0. 25 mm组成

5 复层林土壤肥力变化情况概要

在物理及化学方面，分析对于土壤肥力的影响。在马尾松人工林经过改造后，林分结构发生了较大的改变，将马尾松纯林培育为异龄复层的针阔混交林，这种方法可以影响了林地结构和肥力(表4)。随着时间推移，林地在0～20及20～40层水稳性团聚体含量均呈现出增加的趋势，但是在不同林分组成增加的量存在较大差异，改造后的明显增加更多。经过改造时间越长，表现出的差异更大，表明了对土壤的稳定性有较大影响，能更好地改善土壤结构。

表4 不同坡位马尾松林下套种阔叶树及马尾松纯林林分胸径和树高生长方差分析

随着时间的推移，马尾松林分的土壤孔隙呈现增加的趋势，但是在不同林分组成上存在较大差异，马尾松纯林增加的量很小，而改造后的马尾松阔叶树混交林增加的量较大。经过较长的时间，不同的林分组成土壤孔隙增加的量也不同。由于不同的树种有不同的表现，凋落物和分解速度不尽相同，这就会影响着土壤的养分情况，在经过改造后，凋落物的量有所减少，分解速度也明显增加，更大大地提高了养分含量。经过时间的推移，有机质的含量也在改造后明显增长，不同的林分土壤均有不同程度的增加。改造后，有效地增加了氮的含量，但是在较长时间后，增加含量变得不同。虽然在改造后，磷的含量有所增加，但是变化较小，也证明了对磷的含量也具有一定影响。对于土壤水解氮、速效磷、速效钾含量，在改造后都有不同的影响，不同的林地有不同的增加以及减少，与改造前相比较，可以明显地看到改造效果(表5)。

表5 马尾松林相改造后不同时期土壤的孔隙组成

6 结语

森林功能的第一生产力其实是森林落物，即将森林的生态系统进行地表的归还，是分解者的主要生存来源，以保持生态系统的整体稳定，也是森林生态系统的整体肥料来源，以维持土壤的营养平衡，保持能量的代谢稳定流动。凋落物作为食物，并且具有改善土壤环境的重要作用，调解着森林水分，有着十分特殊的意义。凋落物可以改善土壤pH值，使土壤向酸性方向发展。通过对凋落物的研究，不同的种植模式有不同的结果，更好地保护森林，加以调节。高效地进行环境改善是人工林的重要治理途径以及研究方向，改造人工林更重要的是对物种以及林间关系做到一定的了解，利用自然环境提高马尾松的人工抗性，提升系统的稳定性以及多样性，增大林地面积，利用地形空间，充分增加自然物质的利用率，让马尾松能够真正的回归到自然地杂木林中去，从而使纯林以及杂林能够紧密的相融合，回归到天然的多层次的形态的森林系统中。实践表现，令马尾松以及阔叶林混交造林后，可以有效改善森林环境，加快落叶的实际分解速率，在一定的程度上还可以提高对松树的保护，降低病虫害，在经过实际设计的林地不断进行人工调整，使得林间景观可以实质性改善，增加生物的多样化，所以，将森林土壤的物理化学性质进行针对性改善是一种非常值得推广的经营模式。