油松纯林改造混交林后的水土保持效果及经济效益分析
2020-06-17黄春玲
黄春玲
(辽宁省宽甸满族自治县国营林场管理事务服务中心,辽宁 丹东 118200)
油松(Pinustabulaeformis)是我国北方地区主要造林树种之一,其根系发达,适应能力强,长势繁茂,保持水土效果良好。宽甸县地处辽宁省东南部地区,新中国成立后营建了大面积的油松纯林,随着林龄的增长,纯林的弊端越发突显。据调查,生长20年以上的林分树高年增长量仅为17 cm左右,蓄积量年增长量仅为1.4 m3·hm-2[1]。因此必须要对油松纯林进行改造。
油松纯林改造的一条有效途径是改为针叶与阔叶树的混交林[2]。目前对营造油松混交林的效果研究主要集中在改善土壤理化性质[3]、土壤的抗蚀性方面的变化[4],在水土保持的效果、经济效益方面的分析相对较少。本研究选择油松纯林改造后的几种类型的混交林为对象开展研究,比较改造后的混交林水土保持效果及经济效益。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设置在国营宽甸满族自治县边江林场,属于温带半湿润季风气候,四季分明,年均降水量892.3 mm左右,其中2/3分布在夏季,年均温8.3 ℃,每年7—8月容易集中出现暴雨天气。试验地土壤主要为褐土,土层厚15~40 cm,有着丰富的植被资源,油松与阔叶树混交林是当地地带性植被,主要树种类型包括油松、刺槐、蒙古栎、山杏、胡枝子等。林场内油松纯林营造于1982年,营造时株行距1 m×1.5 m,1994年将大部分油松纯林改造成混交林,2019年油松的林龄为37 a,混交树种年龄为25 a。
1.2 试验设计
试验共设5种林分处理,即在林场内分别选择具有代表性的油松+刺槐(Robiniapseudoacacia)、油松+蒙古栎(Quercusmongolica)、油松+山杏(Armeniacasibirica)、油松+胡枝子(Lespedezabicolor)几种混交林作为调查对象,并选择立地条件一致的油松纯林作为对照进行比较。每个处理安排3个重复样地,样地面积20 m×20 m。
1.3 调查内容及方法
2019年对各林分处理开展水土保持效果及经济效益的调查分析。树冠截留雨水量的测量方法:在各处理各样方的林间、林外分别随机设置5个雨量桶,便于对降雨时林间、林外降水量(mm)进行实时测量,得出树冠截留雨水量(mm)、截留率(%)[6,7]。枯落物重量、吸水量的测定方法:在每个样地内随机选择5个具有代表性的样方(面积为1 m×1 m),分别测量地面枯落物的厚度(cm)、并收集测重折算单位面积的重量(kg·hm-2),带回采取净水浸泡法得到枯落物的饱和持水量(kg·hm-2)[6],并采集表层土样带回测量含水量(%)。经济效益的统计方法:对各处理的平均产值(元·hm-2)、成本(元·hm-2)、利润(元·hm-2)、产投比等进行统计、分析[6,7]。
2 结果与分析
2.1 油松纯林改造后的水土保持效果分析
2.1.1 各林分树冠截留的效果分析 对油松混交林与油松纯林的树冠对雨水截留效果的分析见表1。结合表1的结果可知,林分的结构可明显地影响林冠的截雨量,混交林树冠截雨的能力与纯林相比有着不同程度的提高;林冠截留率超过30%的处理有油松+刺槐、油松+蒙古栎2个混交处理,与油松纯林相比,截留率分别提高12.3和10.9个百分点,油松+山杏混交林的处理林冠截留率为27.1%,比对照处理提高6.9个百分点,油松+胡枝子混交林的处理林冠截留率最低,为23.4%,但也比油松纯林提高3.2个百分点。
表1 不同林分对树冠截留雨水效果的影响
2.1.2 各林分下枯枝落叶量及含水量分析 对油松混交林与油松纯林下枯枝落叶及含水量的分析见表2。结合表2的结果可知,油松混交林的几个处理林下枯枝落叶均比油松纯林厚,单位面积重量明显高于油松纯林,枯枝落叶饱和持水量高于油松纯林,地表10 cm范围内的含水量也大于油松纯林;各混交林处理中,以油松+蒙古栎的处理枯枝落叶最厚(4.1 cm)、单位面积重量最大(6 672.1 kg·hm-2)、表层土壤含水量最高(13.12%),饱和持水量以油松+刺槐的处理为最大(14 521.5 kg·hm-2)。
表2 不同林分枯枝落叶量及含水量影响
2.2 油松纯林改造后的经济效益分析
对油松混交林与油松纯林经济效益的分析见表3。结合表3的结果可知,油松混交林纯利润均高于油松纯林,以油松+刺槐处理的产投比最高,达到了7.20,其次是油松+山杏处理,产投比为4.78,油松+胡枝子、油松+蒙古栎的产投比分别为2.22、1.71。
表3 不同林分经济效益分析表
3 结论与讨论
林间枯枝落叶层厚度增加有助于提高地表粗糙度,避免雨水直接对林地土壤地表产生击打作用,减少对表层地面结构的破坏,缓解地表径流的冲击,为雨水往土壤下层渗透创造了良好的条件,有助于提高土层含水量,且较厚的枯枝落叶层可以积蓄更多的水分,防止降雨时快速形成地表径流而造成的流失[8]。通过将油松纯林改造成混交林,25年后调查结果表明,油松与阔叶树种的混交水土保持的效果明显好于油松纯林,可以有效截留林间降雨,增加林间枯枝落叶层厚度与质量、提高地表土壤含水量,本试验中以油松+刺槐、油松+蒙古栎的混交林水土保持效果更为明显;从经济效益角度分析,混交林可以明显提高经济效益,以油松+刺槐混交林的经济效益最高,产投比最大。