天然杉木混交林和伴生树种凋落动态变化研究

杉木是中国南方重要的经济树种，具有抗病虫害能力强、成活率高的特点。目前，混交种植被认为是提高杉木产量的有效方法，但如何选择伴生树种成为制约混交林种植的瓶颈，也是杉木种植产量提高的关键。基于此，本文以杉木混交效果较好的福建省武夷山为例，分析混交林和伴生树种凋落的动态变化，分析该地区混交林高产的本质，为中国杉木混交种植提供数据支持。

研究结果显示，武夷山地区的毛竹、木荷等伴生树种受海拔、气候影响，其凋落时间、趋势与该地区的杉木保持一致。杉木混交林种植比单一杉木种植的效果更优，不仅可以提高植株的胸径、增长速度，而且可以改善土壤肥力，实现可持续种植。然而，不同地区的杉木伴生树种不同，致使杉木产量存在显著差异。

目前，中国在伴生树种、凋落量方面的研究较少，无法为杉木混交树种的选择提供依据。为了找到杉木的最佳伴生树种，揭示武夷山地区杉木混交林高产的本质，本文从凋落量、凋落时间、变化趋势等方面分析不同伴生树种的杉木混交林、单优杉木混交林的动态变化关系[1]。

1调查对象的自然状况

以武夷山自然保护区为研究区域，地理位置为北纬27°27′～27°56′，东经117°27′～117°56′，海拔为675 m。该地区为亚热带季风气候、平均温度为23℃，相对湿度为79～86%。该地区主要为燕山早期粗晶花岗岩发育的山地红壤、黄红壤，土质疏松，土层厚度大于1 m。该地区的山路混交林为3层乔木，1层由高25 m乔木组成，均为杉木；2层由7～25 m乔木组成，包括木荷、毛竹、罗浮栲、细柄阿丁枫；三层为高0～8 m乔木组成，包括黄瑞木、杜鹃、马银花。树种主要为亚热带科属，落叶乔木占4.2%、常绿乔木占40%、常绿灌木占37.4%、落叶灌木占91.2%、常绿藤木占34%、草本及蕨类占3.1%。

2研究方法

在选择山路混交林时，选择具有代表性的6块实验地，每块试验地面积为400 m2。在实验地内根据机械布点法安装10个面积为0.25 m2的凋落收集网。选择毛竹、木荷、苦槠、米槠、甜槠、丝栗栲等伴生树种与杉木进行混交。于每月30号收集凋落叶，进行烘干称重，并记录落叶的变化时间[2]。

3研究结果与分析

3.1凋落数量

凋落量主要受环境因素及林木因素的影响。环境因素包括纬度、海拔；林木因素包括品种、树林、种植密度。不同地区及不同树种的凋落量不同。

通过查阅相关资料可知，福建省武夷山地区杉木混交林年平均凋落量为3.914 t/hm2，与同一纬度、海拔的通海店中常绿阔叶林年凋落量3.21 t/hm2类似，低于七坪林场8.42 t/hm2、鼎湖山8.22 t/hm2和尖峰岭热带林8.9 t/hm2等地区的常绿阔叶林年凋落量，显著高于武夷山地区的2.5 t/hm2年凋落量，如表1所示。

当杉木与毛竹、木荷、苦槠、米槠、甜槠、丝栗栲伴生树种混交时，毛竹凋落量最高，为0.708t/hm2，其次为苦槠（0.707 t/hm2）、木荷（0.687 t/hm2）、甜槠（0.672 t / hm2）、米槠（0.621 t / hm2）、丝栗栲（0.516 t/hm2）。国内有学者认为，凋落是杉木混交林生态系统中的重要指标之一，可以直接反映该系统的循环速率。也有学者认为，实际凋落总量与残留量的比值是土壤改善情况的重要指标，不仅代表该地区的生物分解速率，也体现土壤中生物循环强度。通过对12月份的残留量检测发现混交林总残留量为2.03 t/hm2，分解率为1.93；杉木单优的残留量为1.92 t/hm2，分解率为0.95。依据Rodin分解等级，混交林分解率为强烈级，单优分解率为迟缓级。

3.2凋落量变化

凋零物量的变化主要由2个因素决定，一个因素是树种自身的生物特性，另一个因素是环境条件的变化。

3.2.1混交林凋零物量的季节变化

武夷山地区山木混交林凋零物量的高峰为每年4、11月，占全年凋零物总量的10.4%、14.6%，7月为过渡期，占全年凋零物总量的6.2%；低谷为每年1、9月，占全年凋零物总量的5.6%、5.4%；春、夏、秋、冬四季凋零物量分别占全年凋零物总量的29.1%、24.7%、27.9%和18.6%。

由上图可知，不同混交林树种及单优杉木的凋落量无显著差异，变化趋势大体保持一致。

3.2.2单优杉木凋落的季节变化

武夷山地区单优杉木的凋零物量高峰为每年4、11月，占全年凋零物总量的4.8%、3.2%，7月为过渡期，占全年凋零物总量的2.1%；低谷为每年1、9月，占全年凋零物总量的1.1%、 1.2%；春、夏、秋、冬四季凋零物量分别占全年凋零物总量的31.3%、14.2%、32.1%和21.1%。武夷山地区各季节的凋落量与广西龙胜、广西岭溪、广西宜山等地的杉木凋落量保持一致，且存在显著差异（P<0.05）。由此可知，杉木凋落规律受其生物学特性影响。

每年4、11月是木荷、苦槠和甜槠凋零物总量高峰时期，木荷凋落量为15.2%、16.4%，苦槠凋落量为11.3%、16.4%，甜槠凋落量为19.6%，17.8%，凋落总量比较相近，变化趋势基本一致。每年5、6月是丝栗栲凋零物总量高峰时期，凋落量为40.4%。每年4、5月是米槠凋零物总量高峰时期，凋落量为51.4%。每年11月是毛竹凋零物总量高峰时期，凋落量为21%[3]。经过对比统计分析可知，上述混交树种的各季凋落总量存在显著差异（P<0.05）。丝栗栲、米槠主要集中于春季凋落，毛竹主要集中于秋冬季凋落，木荷、苦槠、甜槠主要集中于春秋季凋落。混交树种的凋落总量占杉木混交林凋零总量的65%～80%，且与杉木落叶的季节变化保持一致，揭示了福建杉木混交林高产的本质。毛竹、木荷、苦櫧、米槠、甜槠、丝栗栲等混交林伴生树种与广西七坪场凋落高峰保持一致，与广西壮族自治区龙胜、岭溪、宜山等地的凋落高峰相反，说明常绿阔叶林树种的凋落物规律受气候、海拔影响。

混合不同伴生树种的杉木混交林与单优杉木之间在季节凋落量、凋落变化趋势方面存在显著差异（P<0.05），但不同季节杉木混交林之间无显著差异（P>0.05）。不同海拔、季节的伴生树种也存在凋落量、变化趋势的差异。由此可知，福建省武夷山地区杉木混交林高产的主要原因为伴生树种的凋落量及凋落趋势与杉木保持一致。

参考文献

[1]童建明，马立荣.福寿林场杉木混交林种内、种间竞争研究[J].中南林业调查规划，2020，39（2）：44-50.

[2]王晓艳.福建柏与杉木混交林林分生长研究[J].林业勘察设计，2020，20（1）： 19-23.

[3]邹楷泽.桉树杉木混交林预防油桐尺蠖危害作用分析[J].绿色科技，2019（11）： 186-187.

（广东省郁南林场石鉴贤）