禿杉混交林與禿杉純林生長及土壤肥力差異性研究

林讓育

摘 要：采用火力楠、柳杉分別與禿杉按1∶1混交，以禿杉純林為對照，開展了禿杉混交林生長及土壤肥力的研究，對18a生的3種人工林中禿杉生長量、林分總蓄積量以及土壤理化性質進行了測定。結果表明，禿杉火力楠混交林中禿杉胸徑、樹高、單株材積、林分總蓄積量比禿杉純林增加了11.35%、17.04%、42.02%和57.61%，比禿杉柳杉混交林中禿杉提高了15.73%、25.40%、62.90%和105.50%；土壤容重以禿杉火力楠混交林最小，其次是禿杉純林，禿杉柳杉混交林最大；土壤孔隙度和通氣度以禿杉火力楠混交林最大，禿杉柳杉混交林最小；土壤有機質、速效鉀和水解性氮也以禿杉火力楠混交林最大，禿杉柳杉混交林最小。說明禿杉與火力楠混交可以提高禿杉生長量和林分總蓄積量，而且改善了土壤肥力狀況。

關鍵詞：禿杉；火力楠；柳杉；純林；混交林；土壤肥力

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）03-04-103-03

禿杉（Taiwania cryptomerioides）為杉科臺灣杉屬第三紀古老樹種，屬于世界級珍稀瀕危植物。禿杉是常綠針葉大喬木，樹形高大挺拔，主干通直度高，圓滿度高，是理想的用材樹種；其樹形優美，也是理想的庭園觀賞綠化樹種；適應性廣，對土壤要求不嚴，可耐-10℃的低溫，是一種很有發展前途的高海拔山區造林樹種[1-2]。生產上禿杉造林多采用純林，林分結構較為簡單，禿杉人工林生物多樣性和生態系統穩定性較弱。理論和實踐都證明，營造混交林有利于改善人工林結構和提高生態系統穩定性，而且對改良土壤肥力有一定的作用[3]。為此，筆者于1993年在德化洪田林場開展了禿杉分別與木荷（Michelia macclurel）、柳杉（Cryptomeria fortunei Hooibrenk）混交造林試驗，旨在通過禿杉混交林與純林的生長量及土壤肥力的比較分析，篩選適宜的禿杉人工林類型，為禿杉人工林科學經營提供借鑒。

1 試驗點概況

試驗點位于德化縣洪田林場（北緯25°23′～25°57′，東經117°56′～118°33′），地處“閩中屋脊”的戴云山麓。屬中亞熱帶季風氣候區，年均氣溫18℃，年平均降雨量1 789mm，年均無霜期270d。試驗地設在洪田林場3林班2大班5小班，海拔高650～730m，土壤為黃紅壤，立地質量等級為Ⅱ級，土層深達80～130cm。主要植被是狗脊、芒草、雜灌等。

2 研究方法

2.1 試驗設計 1993年春，在洪田林場3林班2大班5小班馬尾松采伐跡地上，開展禿杉與木荷以及禿杉與柳杉混交造林試驗，禿杉純林為對照，禿杉與木荷、柳杉混交比例均為1∶1，試驗小區沿上、中、下坡隨機區組設計，每個坡位3塊小區，每個小區面積約667m2（25.82m×25.82m）。造林株行距2m×2m，造林密度2 505株/hm2。

2.2 試驗林管理和調查 造林后第1年全面劈草，第2年結合劈草施復混肥，第3年結合全面劈草用“白蟻誘殺包”防治蟲害。造林后每年調查成活數量和生長量。2011年年底，對每個試驗小區進行每木檢尺，分樹種測定小區內每株活力木的胸徑和樹高。同時進行土壤采樣，按“S”路線在每個試驗小區設置4個土壤剖面，每個剖面分0～20cm、20～40cm2個層次，每個層次環刀法取土做容重、孔隙組成等物理性質測定，同時每個土層取0.5kg土帶回室內混合均勻后取適量用于測定有機質等土壤化學性質。土壤物理性質測定采用常規方法[4]，土壤化學分析按國際分析方法測定[5]。

3 結果與分析

3.1 禿杉混交林與禿杉純林生長狀況比較分析 前人研究發現，針葉樹采取混交特別是和闊葉樹混交，可以改善人工林的生態環境及促進生長。從禿杉柳杉混交林、禿杉火力楠混交林和禿杉純林的生長狀況調查看出（表1），混交林中禿杉和禿杉純林的生長量存在一定差異。禿杉柳杉混交林中禿杉的平均胸徑、樹高、單株材積和林分總蓄積量與禿杉純林相比，分別降低了3.78%、6.67%、12.81%和23.15%；禿杉火力楠混交林中禿杉的平均胸徑、樹高、單株材積和林分總蓄積量與禿杉純林相比，分別增加了11.35%、17.04%、42.02%和57.61%。方差分析表明，不同林分結構中禿杉的平均胸徑、樹高、單株材積和林分總蓄積量的差異達到顯著水平，可見禿杉與火力楠混交可以提高生長量，而禿杉與柳杉混交其生長量下降。其原因可能是在禿杉火力楠混交林中，火力楠凋落物易分解，養分返還快，而且禿杉與火力楠之間種間關系較為協調，所以禿杉生長較快。而禿杉柳杉混交林中，柳杉對土壤肥力要求較高，禿杉與柳杉存在爭奪養分的競爭，而且柳杉的枯落物含有單寧、木素等難分解的物質，枝葉中養分回歸土壤較慢，所以禿杉生長較為緩慢。

3.2 禿杉混交林與禿杉純林土壤肥力狀況分析

3.2.1 禿杉混交林與禿杉純林土壤物理性質分析 土壤肥力優劣由土壤具體的各個物理性質和化學性質指標反映出來，土壤容重、毛管孔隙度及土壤通氣狀況構成土壤物理性質主要指標。從禿杉2種混交林和禿杉純林土壤采樣測定結果來看（表2），禿杉火力楠混交林土壤容重最小，禿杉純林土壤容重次之，禿杉柳杉混交林土壤容重最大，容重反映土壤粘性的強弱，容重越大，粘性越強，說明禿杉柳杉混交林土壤質地較粘，而禿杉火力楠混交林土壤較為松散。土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度大小表現為禿杉火力楠混交林>禿杉純林>禿杉柳杉混交林，以0～20cm土層總孔隙度測定結果為例，禿杉火力楠混交林土壤總孔隙度比禿杉純林提高了13.94%，比禿杉柳杉混交林提高了35.28%；3種不同結構的人工林的土壤通氣度大小也表現為禿杉火力楠混交林>禿杉純林>禿杉柳杉混交林。土壤孔隙度和通氣度均是對土壤疏松程度的反映，孔隙度和通氣度大，說明土壤通氣透水，有較好土壤結構和持水性能。可見，在3種類型的林分中，土壤結構最好的是禿杉火力楠混交林，其次是禿杉純林，最后才是禿杉柳杉混交林。這是因為火力楠為闊葉樹種，落葉量較大且易分解，養分歸回植物-土壤循環較快，且禿杉與火力楠根系分布在深度上有所差別，不同土層根系穿插作用有利于土壤團粒的形成，所以該混交林土壤疏松透氣，有利于涵養水源。

3.2.2 禿杉混交林與禿杉純林土壤化學性質分析 通過對禿杉柳杉混交林、禿杉火力楠混交林及禿杉純林土壤化學性質指標的測定（表3），可知土壤有機質、水解性氮、速效鉀等直接體現土壤肥力的化學指標以禿杉火力楠混交林最大，其次是禿杉純林，禿杉柳杉混交林土壤這幾個指標較小，如在0～20cm土層中，禿杉火力楠混交林土壤的有機質、水解性氮、速效鉀與禿杉純林比較提高了29.92%、22.54%和13.04%，比禿杉柳杉混交林提高了48.28%、34.41%和30.18%。可見，禿杉與火力楠混交能改善土壤肥力。這是因為火力楠枯枝落葉分解快，樹體從土壤中吸收的營養物質有部分通過凋落物及時返回土壤，對土壤起到改良作用，而柳杉和禿杉由于其枝葉含有難分解的木素、單寧等物質，養分歸還慢，土壤肥力狀況就不如禿杉火力楠混交林的土壤。

4 結論與討論

通過對18a生禿杉火力楠混交林、禿杉柳杉混交林、禿杉純林3種類型人工林的禿杉生長量和林分總蓄積量對比發現，禿杉火力楠混交林中的禿杉生長最快，林分總蓄積量最大；其次是禿杉純林，禿杉生長最慢的林分是禿杉柳杉混交林。3種人工林土壤中，禿杉火力楠混交林土壤結構較好、通透性能強、養分較高，其次是禿杉純林的土壤，土壤結構較差、粘性強透氣性差、肥力低的是禿杉柳杉混交林土壤。

人工林針葉化產生的生產力下降和地力衰退等現象早已引起林業決策者和工作者們的關注，通過樹種結構調整，營造混交林尤其是針闊混交是改善人工林群落結構、提高林分產量、維護地力較為有效的途徑。目前有關禿杉混交造林特別是禿杉與闊葉樹種混交的研究報道還不多，適合混交的闊葉樹還較少，隨著研究的深入開展，需要進一步挖掘與禿杉伴生的闊葉樹種，特別是通過試驗篩選適合與之混交的本土珍貴鄉土闊葉樹種，以提高禿杉人工林的生產力和生態的穩定性。

參考文獻

[1]連勇機.禿杉引種效果分析[J].福建林業科技，2013，40（3）：93-96.

[2]連勇機.不同海拔高度引種禿杉試驗初報[J].福建林業科技，2013，36（4）：139-141，152.

[3]俞新妥.混交林營造原理與技術[M].北京：中國林業出版社，1989：5-18.

[4]中國科學院南京土壤研究所編.土壤理化性狀[M].上海：上海科學技術出版社，1987.

[5]張萬儒，等.森林土壤定位研究方法[M].北京：中國林業出版社，1986.

（責編：張宏民）