密度對閩楠人工林生長和土壤肥力的影響研究

羅良兒

摘要：為探索閩楠人工林合適的造林密度，開展了造林密度分別為1995株/hm2、2505株/hm2和3900株/hm2的閩楠人工林試驗研究，結(jié)果表明：隨著造林密度的增大，閩楠人工林的生長量和蓄積量均下降，土壤通透性減弱、容重增大，土壤肥力降低；在此試驗條件下，造林密度為1995株/hm2的閩楠人工林其生長量和蓄積量最大，土壤肥力最好。

關(guān)鍵詞：造林密度；閩楠人工林；生長量；蓄積量；土壤理化性質(zhì)

中圖分類號：S725.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2016）09004203

1 引言

閩楠（Phoebe bournei Hemsl. Yang）是樟科楠屬的常綠喬木樹種，為中國特有的國家二級珍稀漸危種，主要分布在福建、江西、浙江南部、廣東、湖南、湖北和貴州等地。閩楠樹干高大通直，木材芳香耐久，紋理結(jié)構(gòu)美觀，為上等建筑、高級家具、雕刻工藝、造船等良材[1～3]。許多研究結(jié)果證實(shí)，造林密度是影響人工林生長的一個主要因素，不同密度的人工林生長差異較大[4，5]。為了探索閩楠人工林合適的造林密度，筆者對沙縣高砂鎮(zhèn)于1987年造林的不同密度閩楠人工試驗林進(jìn)行調(diào)查研究，通過不同密度下閩楠人工林生長狀況和土壤理化性質(zhì)的對比分析，篩選較為理想的造林密度，為閩楠人工林的合理經(jīng)營提供依據(jù)。

2 試驗地概況

試驗點(diǎn)位于沙縣高砂鎮(zhèn)高砂村，中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)117°53′55.11″、北緯26°24′48.33″，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候全年無霜期255～297 d，初霜期出現(xiàn)于11月下旬晚霜多終止于2月下旬，年平均降雨量1510～1840 mm，以5～6月雨量最多。境內(nèi)氣候溫緩年，平均氣溫19.3 ℃，7月份最熱一年四季明顯夏有炎暑、冬有霜雪，雨水充沛、雨量集中、干濕明顯。試驗地設(shè)在高砂村24林班9大班15小班，低山丘陵，紅壤，Ⅱ類地，腐殖質(zhì)層較厚，海拔高150～225 m，坡向東北，平均坡度26°。

3 研究方法

3.1 試驗設(shè)計和造林

1986年冬，對高砂村24林班9大班15小班的杉木林采伐跡地進(jìn)行煉山燒雜，挖穴整地，挖穴規(guī)格60 cm×40 cm×40 cm。1987年春開展不同密度的閩楠造林試驗，造林密度分別為3900株/hm2（株行距1.6 m×1.6 m）、2505株/hm2（株行距2.0 m×2.0 m）、1995株/hm2（株行距2.0 m×2.5 m），不同密度的試驗林沿山坡的上、中、下坡隨機(jī)排列，3次重復(fù)，每個坡位3塊試驗小區(qū)，共9塊試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積20 m×20 m。采用1年生的帶土裸根苗造林，苗木來源于大田，造林苗木規(guī)格為苗高50 cm，苗徑0.8 cm。

3.2 試驗林管理和調(diào)查

造林后連續(xù)撫育4年，前3年全面出鋤草，第4年劈草，未進(jìn)行間伐。造林后每年進(jìn)行生長情況調(diào)查，統(tǒng)計成活率和高徑生長量。2015年11月份，對試驗林進(jìn)行全面調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括生長量和土壤肥力。生長量調(diào)查：每個小區(qū)內(nèi)進(jìn)行每木調(diào)查胸徑、樹高，統(tǒng)計保存率，計算單株材積和蓄積量。土壤肥力調(diào)查是在每個試驗小區(qū)內(nèi)沿“之”形隨機(jī)布設(shè)4個土壤刨面點(diǎn)，垂直挖土壤刨面，分0～20 cm和20～40 cm土壤層取環(huán)刀，并于這兩個土層分別用自封袋取500 g左右土樣，將環(huán)刀和土樣帶回實(shí)驗室進(jìn)行土壤物理和化學(xué)性質(zhì)測定[6，7]。

4 結(jié)果與分析

4.1 造林密度對閩楠人工林生長的影響

在人工林生長過程中，林密度往往影響其高徑生長和產(chǎn)量。從對不同造林密度的29年生閩楠人工林生長量進(jìn)行調(diào)查結(jié)果看出（表1），造林密度為1995株/hm2的林分，其樹高、胸徑、單株材積和蓄積量與造林密度為2505株/hm2的林分相比，分別提高了15.9%、28.3%、85.5%和38.2%；造林密度為2505株/hm2的林分，其樹高、胸徑、單株材積和蓄積量與造林密度為3900株/hm2的林分相比，分別提高了25.7%、31.8%、111.6%和42.3%。經(jīng)過方差分析，不同密度的閩楠人工林的樹高存在顯著差異，胸徑、單株材積和蓄積量存在極顯著差異。可見，閩楠人工林隨著造林密度的增加，其樹高、胸徑、單株材積和蓄積量下降。這是因為隨著林密度的增加，林分內(nèi)林木個體生長的空間包括地上和地下的空間減少，林木生長中所獲得陽光和從土壤中吸收的各種養(yǎng)分降低，因此林木個體生長量下降，而且高密度的林分由于林木間的競爭較為激烈導(dǎo)致保存率不高，蓄積量也降低。該試驗中，不同密度閩楠人工林生長量大小順序為1995株/hm2>2505株/hm2>3900株/hm2。

4.2 造林密度對閩楠人工林土壤肥力的影響

4.2.1 不同密度閩楠人工林土壤物理性質(zhì)比較

不同密度的人工林在生長過程中，土壤結(jié)構(gòu)往往會發(fā)生一定的變化。從不同密度閩楠人工林土壤的物理性質(zhì)指標(biāo)測定結(jié)果來看（表2），不同層次土壤的容重表現(xiàn)為隨閩楠人工林造林密度的增大而增大，而土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度則表現(xiàn)為隨閩楠人工林造林密度的增大而下降。以0～20 cm土層為例，造林密度為1995株/hm2的林分，其土壤容重與2505株/hm2的林分相比降低了2.6%，與3900株/hm2的林分相比降低了6.7%。而造林密度為1995株/hm2的林分，其土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度與2505株/hm2的林分相比分別提高了5.0%、27.1%、8.2%和7.3%，與3900株/hm2的林分相比分別提高了11.0%、72.3%、17.9%和19.6%。土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度均是用于表征土壤疏松程度的指標(biāo)，山地土壤容重小，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度以及通氣度大說明土壤疏松透氣，有利于涵養(yǎng)水源、保持水土。可見，低密度的閩楠人工林土壤結(jié)構(gòu)好，涵養(yǎng)水源能力強(qiáng)。這可能是因為低密度的林分林下植被豐富，不同植物的根系在土壤中分布于不同層次進(jìn)行穿插伸展，有利于土壤良好結(jié)構(gòu)的形成。

4.2.2 不同密度閩楠人工林土壤化學(xué)性質(zhì)比較

土壤化學(xué)性質(zhì)各項指標(biāo)直接反映了土壤肥力的高低。從不同密度閩楠人工林土壤化學(xué)性質(zhì)測定結(jié)果看出（表3），不同密度閩楠人工林土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)出隨密度的增大而下降的規(guī)律。如在0～20cm土壤層中，造林密度為1995株/hm2的林分，土壤中的速效鉀、水解性氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、全磷和速效磷與造林密度為2505株/hm2的林分相比分別提高了29.0%、12.3%、8.8%、17.6%、12.3%和15.1%，而造林密度為2505株/hm2的林分，其土壤中的速效鉀、水解性氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、全磷和速效磷與造林密度為3900株/hm2的林分相比分別提高了6.8%、4.8%、13.0%、13.3%、9.6%和21.7%。說明閩楠人工林經(jīng)營過程中，林密度影響林分的土壤肥力，該試驗條件下，造林密度越大，閩楠人工林土壤肥力越低，造林密度為1995株/hm2的林分，其土壤肥力最高。這可能是因為低密度林分中植被茂盛，林下植被凋落物多，而且低密度林分土壤疏松，有利于土壤微生物活動及對林下枯枝落葉的分解，使分解物中的營養(yǎng)物質(zhì)及時回歸土壤，改善了土壤肥力狀況。

5 結(jié)論

從對造林密度分別為1995株/hm2、2505株/hm2和3900株/hm2的29年生閩楠人工林的生長狀況調(diào)查和土壤肥力進(jìn)行測定的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著造林密度的增大，閩楠人工林的生長量和蓄積量均下降，土壤通透性減弱、容重增大，土壤肥力降低。

造林密度是影響人工林生長的一個主要因素。人工純林郁閉后，隨著樹齡的增大，林內(nèi)樹木為爭奪生長空間、光照和養(yǎng)分會進(jìn)行激烈的競爭，因此，人工純林生長到一定的年齡需要根據(jù)林分的實(shí)際情況及時進(jìn)行間伐，淘汰競爭中處于劣勢的林木，適當(dāng)調(diào)整密度，保證保留木良好的生長環(huán)境，達(dá)到提高生長量和蓄積量的目的。該試驗中只設(shè)置了3種密度進(jìn)行研究，其他密度情況下結(jié)果會怎樣，有待于進(jìn)一步探索。

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