油松纯林改造混交林后的水土保持效果及经济效益分析

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。