閩南山地禿杉混交林生長和土壤理化性質研究

蘇貽攀

摘要：通過禿杉分別與木荷、馬尾松按照1∶1的比例混交，禿杉純林作為對照進行了禿杉混交林的試驗，對造林20年的試驗林的生長情況和土壤肥力狀況進行了測定，結果表明：禿杉在禿杉木荷混交林中生長最快，禿杉純林次之，禿杉馬尾松混交林中生長最慢，林分蓄積量大小也表現為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林；禿杉木荷混交林土壤疏松透氣、肥力高，禿杉馬尾松混交林土壤通透性較差，肥力較低。木荷是禿杉混交較為合適的伴生樹種。

關鍵詞：禿杉；木荷；馬尾松；混交林；生長量；土壤理化性質；試驗

中圖分類號：S791.28

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2016）09002503

1 引言

禿杉（Taiwania cryptomerioides）是杉科臺灣杉屬常綠針葉喬木，樹干通直圓滿，材質好，是理想的用材樹種。禿杉樹體優美，觀賞性強，是城市園林綠化和居家庭院種植的優良景觀樹種。禿杉對環境的適應能力強，特別在較低的氣溫下能正常生長，是高海拔山區優良的造林樹種[1，2]。大量的研究表明，在人工林經營中，針葉純林結構簡單，林分穩定性不強，而且容易導致地力下降、病蟲危害以及存在防火能力差等問題。而混交林一般層次明顯，結構較為復雜，林分生態穩定性較強，而且混交林在維持或改善地力、減少病蟲害的發生以及防火方面均有較大的優勢[3，4]。因此，1995年德化縣林業實業公司在洪田林場開展禿杉分別與木荷（Michelia macclurel）、馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）混交造林試驗，探索禿杉混交林與禿杉純林在生長和土壤理化性質上的差異，選擇出適合的禿杉人工林，為禿杉林經營提供依據。

2 試驗地概況

試驗點設在德化縣林業實公司洪田林場，試驗地位于德化縣桂陽鄉洪田村3林班5大班40小班，地理坐標東經118°20.324′、北緯25°48.973′。海拔650～680m，坡向東南，土壤為黃紅壤，地類屬于Ⅲ類地，土層較厚，腐殖質較薄。試驗地原先是天然馬尾松闊葉樹混交林，樹種組成8馬2闊，于1994年3月辦證采伐，采用皆伐的采伐方式。試驗地主要植被有芒箕骨、拔契、桃金娘、鹽夫木等。

3 研究方法

3.1 試驗設計和造林管理

1995年2月在德化縣桂陽鄉洪田村3林班5大班40小班進行禿杉與木荷、馬尾松混交造林試驗，禿杉和木荷、馬尾松混交比例均為1∶1，采取行間混交，禿杉純林作為對照，試驗采用隨機區組設計，3次重復，試驗小區沿上、中、下坡排列，每個坡位3塊試驗小區，每個小區面積20m×20m。造林前采取挖明穴60cm×50cm×40 cm進行整地，株行距2m×2 m，每畝167株。苗木由德化葛坑國有林場調供，裸根苗造林。造林后連續5年進行全面劈草幼林撫育及2014年進行一次全面劈草森林撫育，幼林撫育時劈除一切雜草、芒箕骨及雜灌木，1998年和2000年進行過2次施肥，造林后無撫育間伐。

3.2 試驗林調查

3.2.1 生長量調查和計算

造林后每年年底對試驗林進行生長量調查。2016年1月對試驗林全面調查，每個試驗小區分樹種進行每木檢尺，測定每株活立木的樹高和胸徑，求算平均值，計算平均單株材積，禿杉、馬尾松、木荷材積公式分別為：

V禿杉=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V馬尾松=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V木荷=0.00005276D1.882161H1.009317，

蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數。

3.2.2 土壤理化性質取樣與測定

在每塊試驗小區中按“之”字形路線隨機布設4個土壤采樣點，在每個采樣點挖土壤垂直剖面，分0～20cm和20～40cm兩個土層取環刀用于土壤物理性質測定，同時在每個土層均勻取土約500g裝入自封袋帶回室內用于土壤化學性質測定[5，6]。

4 結果與分析

4.1 不同禿杉人工林類型生長狀況分析

混交造林特別是針葉樹與闊葉樹混交對針葉樹的生長有促進作用[3，4]。從造林20年的禿杉木荷混交林、禿杉馬尾松混交林以及禿杉純林的生長情況調查結果（表1）來看，禿杉生長量的大小順序表現為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林，禿杉木荷混交林中，禿杉的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與禿杉純林相比分別提高了4.8%、8.6%和35.6%，與禿杉馬尾松混交林中的禿杉相比分別提高了13.1%、22.8%和66.9%；林分總蓄積量大小表現為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林，禿杉木荷混交林總蓄積量與禿杉純林相比提高了22.4%，比禿杉馬尾松混交林提高了42.5%。經過方差分析，在3種林分類型中，禿杉的平均胸徑和平均單株材積存在顯著差異，林分總蓄積量差異性極顯著，而樹高差異不明顯。可見，禿杉與木荷混交可以促進禿杉生長，而且整個林分蓄積量有較大的提高。這可能是因為禿杉與木荷種間關系比較協調，而且木荷為闊葉樹，有較多的凋落物且分解容易，養分回歸土壤快，為禿杉的生長提供了相對較為充足的養分來源。

4.2 不同禿杉人工林類型土壤物理化學性質分析

在對3種類型的禿杉人工林進行土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度以及土壤通氣度進行測定結果（表2）顯示，禿杉木荷混交林土壤容重最小，禿杉馬尾松混交林土壤容重最大；毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通氣度則表現為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林。例如在0～20cm的土層中，禿杉木荷混交林土壤的容重與禿杉純林相比降低了5.1%，與禿杉馬尾松混交林相比降低了8.8%；而禿杉木荷混交林土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通氣度與禿杉純林相比分別提高了6.6%、26.5%和7.8%，與禿杉馬尾松混交林相比分別提高了13.1%、31.5%和11.1%。土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通氣度均是反映土壤疏松程度的指標，容重小、孔隙度和通氣度大的土壤通透性好、持水性強，反之土壤粘性強、通透性差。可見，禿杉木荷混交林土壤疏松透氣、涵養水源功能較強。

通過對3種類型的禿杉人工林進行土壤有機質、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效鉀等化學性質指標測定，結果（表3）表明，禿杉木荷混交林土壤的以上幾個化學性質指標最大，禿杉純林土壤次之，而禿杉馬尾松混交林土壤這幾個化學指標最低。例如在0～20 cm土壤層中，禿杉木荷混交林土壤中的有機質、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效鉀比禿杉純林土壤中相對應的指標提高了10.1%、12.5%、15.9%、11.2%、19.0%和12.4%，比禿杉馬尾松混交林土壤中相對應的指標提高了18.5%、28.8%、15.4%、13.6%、28.8%和24.5%。說明禿杉木荷混交林土壤肥力要高于禿杉純林和禿杉馬尾松混交林。這是由于禿杉木荷混交林形成了層次較為明顯的結構，林內光照充足，林下植物生長發育旺盛，林下植物的凋落物也比較大，而且林內適宜的環境使得土壤中動物、微生物活動頻繁，對凋落的各種枝葉分解快，凋落物中有機質等養分回歸土壤快且多，改善了土壤肥力。

5 結論

通過對造林20年的禿杉木荷混交林、禿杉馬尾松混交林和禿杉純林的生長量、蓄積量以及土壤物理和化學性質測定，發現禿杉與木荷混交生長最快，木荷可以促進禿杉生長，禿杉與馬尾松混交生長最慢，高海拔山區馬尾松生長不如禿杉；禿杉木荷混交林土壤疏松透氣、涵養水源能力強，土壤肥力狀況好，禿杉馬尾松混交林土壤通透性較差，肥力差。

禿杉由于具有良好的材質和優美的樹形而深受栽植區廣大林農和林業生產單位的喜愛，在德化縣造林時間較早而且面積較大。禿杉是針葉樹種，營造針葉純林潛在地使地力下降，產生病蟲害等生態問題，提倡針闊混交可以有利于改善林分結構、減少病蟲害、增加土壤肥力和提高林分防火等功能，因此，推廣營造禿杉混交林特別是禿杉與闊葉樹混交是生產上禿杉經營的一個主要模式，在闊葉伴生樹種的選擇上，除了試驗中確定的木荷外，火力楠也是一種較為合適的混交樹種。是否還有其它合適的伴生闊葉樹，需要通過繼續試驗才能進行篩選。

該試驗中，禿杉與木荷混交以及禿杉與馬尾松混交均只采用1∶1單行混交，如果采用其它混交比例或者混交方式會有怎樣的試驗結果尚不清楚，需要通過后續的試驗進行研究。

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.

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[孫時軒. 造林學＼[M＼].北京：中國林業出版社，1993：248～258.

[4]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.

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

[6]張萬儒.森林土壤定位研究方法＼[M＼].北京：中國林業出版社，1984.