水黄皮在闽南沙岸木麻黄防护林带更新中应用研究

林武星，朱 炜，林伟东，聂 森，李茂瑾，吴惠忠

(1.福建省林业科学研究院，福建 福州 350012；2.福建省惠安赤湖国有防护林场，福建 惠安 362100)

1 引言

闽南沙岸木麻黄(CasuarinaequisetifoliaForst.)防护林带是闽南沿海地区抵御风沙、海潮的安全屏障，对闽南沿海一线民众的生产生活起到重要的保护作用。闽南沙岸有相当面积的木麻黄防护林带的年龄在35 a以上，进入防护成熟末期，达到了更新年限。研究表明，木麻黄二代更新采用木麻黄造林会产生地力衰退、林分生产力下降、有毒物质在土壤中累积、病虫害等后果[1～3]，较好的更新策略是营造木麻黄混交林或选用其他的树种进行造林[4，5]。水黄皮(Pongamiapinnata(Linn.) Pierre)是豆科水黄皮属的半红树乔木树种，广泛分布于东南亚到北澳大利亚的太平洋沿岸地区，广东、海南和福建等沿海地区均有引种，水黄皮具有抗强风、耐盐碱和干旱的特点，适合在砂质壤土上生长[6,7]。近年来，课题组将水黄皮应用于闽南沙岸木麻黄防护林带更新中进行试验研究，探索水黄皮在木麻黄防护林带更新中应用效果和具体的营造林技术，从而为水黄皮的合理经营提供参考。

2 试验地基本情况

试验地位于福建省惠安赤湖国有防护林场大山头工区，坐标为东经118°55',北纬24°35'，气候类型是南亚热带海洋性季风气候，多年平均气温20.7 ℃，多年平均降雨量1050 mm，多年平均风速7.0 m/s，最大风速32.6 m/s，土壤类型为沙壤土。主要植被有厚藤(Ipomoeapes-caprae)、海边月见草(Oenotheradrummondii)、老鼠簕(Acanthusilicifolius)、狗牙根(Cynodondactylon)、马缨丹(LantanacamaraL.)、滨柃(Euryaemarginata(Thunb.)Makino)、朴树(CeltissinensisPers.)、潺槁木姜子(Litseaglutinosa)等[4,8]。

3 试验方法

3.1 试验设计和造林

2009年6月份，对大山头工区1985年造林的木麻黄基干林带进行套种水黄皮的林下更新试验。套种前对林带的郁闭度进行测定，根据测定结果将林带郁闭度划分为0.30以下、0.31～0.50和0.51以上3种，将水黄皮套种在不同郁闭度的木麻黄林带下。试验随机区组设计，3次重复，每块小区面积400 m2，套种株行距控制在2 m×2 m范围内。种植穴的规格40 cm×40 cm×40 cm，挖穴的位置要避开木麻黄树头，种植前穴内放适量的红土，对树苗定植后的根部起保水作用，雨天用赤湖国有防护林场苗圃培育的1年生的水黄皮实生容器苗进行种植。

2009年10月份，在大山头工区海岸后侧33年生的木麻黄林带采伐迹地上，开展木麻黄与水黄皮带状混交试验，木麻黄与水黄皮混交比例为4∶4。采伐迹地造林前进行林地清理和整地，挖净木麻黄树头树根后定点挖穴，株行距按2 m×2 m确定种植点位，挖穴规格40 cm×40 cm×40 cm，造林前穴内放适量的红土，雨天用赤湖国有防护林场苗圃培育的年生的水黄皮实生容器苗和木麻黄水培容器苗进行种植。混交试验随机区组设计，3次重复，每块小区面积400 m2，用木麻黄纯林作对比，试验小区共6块。

3.2 试验数据收集

造林后每年年底对试验林生长情况调查。试验林11年生时进行全面测定，测定内容包括各试验小区内每株活立木树高、胸径，各试验小区的土壤化学性质以及各试验林防风效果。土壤化学性质测定先进行测定样品采集，即在各试验小区和不进行林下套种的林带内梅花型布设5个土壤剖面，在剖面0～20 cm间和20～40 cm间分别采集土壤样品各大约500 g，带回实验室测定土壤的有机质和氮、磷、钾含量。各试验林防风效果测定采用手持风向风速仪测定法，即在试验林带前空旷地和试验林内同时测定风速，由此确定林内相对风速和降风率。

4 试验结果与分析

4.1 木麻黄基干林带下更新套种水黄皮效果

4.1.1 不同郁闭度木麻黄基干林带内水黄皮生长情况和防风效果

对郁闭度为<0.3、0.31～0.50和>0.51的木麻黄基干林带内套种10a的水黄皮保存率、树高和胸径测定(表1)，从中看出，随着木麻黄基干林带郁闭度的增大，林带内保存率、树高和胸径减少，其中：郁闭度<0.3的林带内水黄皮保存率、树高和胸径与郁闭度0.31～0.50的林带内水黄皮保存率、树高和胸径相比分别提高5%、10.6%和10.2%，郁闭度<0.3林带内水黄皮保存率、树高和胸径与郁闭度>0.51的林带内水黄皮保存率、树高和胸径相比分别提高6%、20.9%和17.4%。方差分析(表2、表3)表明，不同郁闭度木麻黄基干林带内水黄皮的保存率、树高和胸径存在显著差异，说明林带郁闭度对林带内水黄皮的生长有明显的影响，这应该是与水黄皮的特性关系密切，水黄皮属于阳性树种，需要充足的光照条件才能快速生长。经对套种水黄皮的林带进行风速测定(表1),郁闭度大的林带林内相对风速较小，其中：郁闭度>0.51的林带的林内相对风速为6.4%，郁闭度0.31～0.50的林带林内相对风速为7.0%，郁闭度>0.51的林带林内相对风速为7.3%。这是由于林带郁闭度大，海风经过林带时受到林带内林木阻挡而被削弱的强度大。

表1 不同郁闭度木麻黄基干林带内水黄皮生长量和林内风速

表2 不同郁闭度木麻黄基干林带内水黄皮保存率方差分析

表3 不同郁闭度木麻黄基干林带内水黄皮树高、胸径生长量方差分析

4.1.2 木麻黄基干林带套种水黄皮后土壤化学性质变化

通过对套种水黄皮的木麻黄基干林带和没有套种的基干林带的土壤化学性质测定(表4),套种水黄皮的林带的土壤有机质、速效磷、速效钾以及全氮、水解性氮和全磷等含量与没有套种水黄皮的林带相比均有不同程度的增加，说明林带套种水黄皮后，土壤的肥力得到一定的改善，这是因为水黄皮属于豆科植物，具有固氮改良土壤的作用。

表4 木麻黄基干林带内套种水黄皮后土壤化学性质

4.2 木麻黄老林带采伐更新营造木麻黄-水黄皮混交林效果

4.2.1 木麻黄纯林与木麻黄-水黄皮混交林生长情况和防风效果比较

木麻黄纯林与木麻黄-水黄皮混交林11a生时测定其生长情况和林内风速(表5),2种类型的林分保存率高，每块试验林中林木的保存率都在90%以上，方差分析(表6)显示不同类型林分中木麻黄的保存率没有显著差异；混交林中木麻黄的树高、胸径与木麻黄纯林的树高、胸径相比较分别提高了7.5%和20.5%，方差分析(表7)表明不同类型林分中木麻黄的树高、胸径有明显差异，可见混交林中水黄皮对木麻黄生长有促进作用。通过对不同类型林分风速测定(表5),木麻黄-水黄皮混交林内相对风速比木麻黄纯林小9.4%，说明木麻黄-水黄皮混交林降风效果比木麻黄纯林明显。

表5 木麻黄纯林、木麻黄-水黄皮混交林生长量和林内风速

表6 木麻黄纯林和麻黄-水黄皮混交林中木麻黄保存率方差分析

表7 木麻黄纯林和麻黄-水黄皮混交林中木麻黄树高、胸径生长量方差分析

4.2.2 木麻黄纯林与木麻黄-水黄皮混交林土壤化学性质比较

对木麻黄纯林和木麻黄-水黄皮混交林土壤样品测定(表8)表明，木麻黄-水黄皮混交林土壤的有机质、速效磷、速效钾以及全氮、水解性氮和全磷等含量与木麻黄纯林土壤相比都增加，可见，木麻黄与水黄皮混交后，土壤的肥力有所提高。这应该是由于水黄皮的固氮功能，改良了地力，而且水黄皮的落叶分解后，一些营养物质也返回土壤，使土壤的养分增加。

表8 木麻黄纯林、木麻黄-水黄皮混交林土壤化学性质

5 结论与讨论

沙岸木麻黄基干林带郁闭度对林带内水黄皮的生长有较大影响，林带内水黄皮的保存率、树高和胸径随林带郁闭度的增加而降低，不同郁闭度林带内水黄皮的保存率、树高和胸径差异达到显著水平。林带内套种水黄皮对土壤肥力起到改善作用。木麻黄与水黄皮带状混交能提高木麻黄的生长量、林分防风效能和土壤肥力。

闽南沙质海岸不少木麻黄林带已进入防护成熟期，需要及时更新以确保林带的防护功能持续发挥[9～12]。木麻黄基干林带位于海岸前沿地段，风沙大，林带更新采用林下套种的方式可避免形成新的风口的风险[13～15]，应用水黄皮进行林带下更新，需要选择郁闭度小的林带或者将密度大的林带适当疏伐降低郁闭度后套种。海岸后侧木麻黄更新提倡营造混交林，可选用木麻黄与水黄皮混交，由于木麻黄生长速度比水黄皮快，混交林配置方式宜采取带状或块状，可避免水黄皮生长受木麻黄限制。