杉木闊葉樹混交林生長量和土壤肥力初步研究

潘艷艷

(福建省永春碧卿國有林場，福建 永春 362606)

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杉木闊葉樹混交林生長量和土壤肥力初步研究

潘艷艷

(福建省永春碧卿國有林場，福建 永春 362606)

為探索杉木與不同闊葉樹種混交效果，開展了杉木與木荷、杉木與閩楠以及杉木與木荷、閩楠混交造林試驗。10年生的試驗林研究表明：3種混交林中，杉木木荷閩楠混交林中的杉木、木荷和閩楠生長量均最大，而且與其它2種混交林對應(yīng)樹種的生長量差異顯著；杉木木荷閩楠混交林總蓄積量最大；杉木木荷閩楠混交林土壤通透性比其它2種混交林強，肥力更好。

杉木；木荷；閩楠；混交林；土壤肥力

1　引言

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)是福建山地主要的用材林樹種，由于杉木生長快，樹干通直圓滿，木材用途廣泛，因此在山區(qū)造林面積較大[1]。但大量的研究和生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)杉木純林容易發(fā)生地力下降、病蟲害、火災(zāi)等問題。而通過建立混交林與一些合適的闊葉樹混交有利于改善土壤肥力、減少病蟲危害和火災(zāi)發(fā)生，而且對提高杉木生產(chǎn)力有一定作用[2，3]。以往營造杉木闊葉樹混交林基本上采取的是杉木與某一種闊葉樹混交，所形成的林冠層大多是主次兩個層次，少有杉木同時與兩種闊葉樹混交的模式。為了探索杉木與不種闊葉樹混交對林分生長和土壤肥力的影響，永春碧卿國有林場進行了杉木與木荷(SchimasuperbaGardn.etChamp.)、杉木與閩楠(Phoebebournei(Hemsl.)Yang)以及杉木與木荷、閩楠3種樹種混交試驗，從而為杉木闊葉樹混交提供一些借鑒。

2　試驗地概況

試驗點設(shè)在福建省永春碧卿國有林場，地理坐標東經(jīng)118°21′，北緯25°18′，位于永春縣東部，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，低山丘陵地帶，年平均氣溫19.5℃，年平均降水量1700 mm，年平均相對濕度75%，全年無霜期270 d，氣候溫和。試驗地位于碧譚工區(qū)43林班 2大班7小班，海拔 350～450 m，坡向東南，中坡位，坡度25°，Ⅲ類立地，土壤為山地紅壤，土層厚度達80 cm，林下植被以芒萁骨為主。

3　研究方法

3.1試驗設(shè)計

2006年3月在碧卿國有林場碧譚工區(qū)開展了杉木與木荷、杉木與閩楠以及杉木與木荷、閩楠3種樹種混交試驗，杉木與木荷混交比例為8∶2，杉木與閩楠混交比例為8∶2，杉木與木荷、閩楠混交比例為7∶2∶1，混交方式采用插花混交，試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)。沿山坡上、中、下位置各設(shè)置3塊試驗小區(qū)，共9塊小區(qū)，每個小區(qū)面積20 m×20 m，造林株行距2 m×3 m。造林前穴狀整地，挖明穴，回表土。

3.2試驗林調(diào)查

造林后每年調(diào)查試驗林生長情況，2016年3月對試驗林全面調(diào)查，包括生長量和土壤肥力2個方面。生長量調(diào)查：在每個試驗小區(qū)內(nèi)分樹種調(diào)查活立木的樹高、胸徑、冠幅，統(tǒng)計保存率、平均樹高、平均胸徑、平均單株材積和蓄積量，杉木單株材積公式V=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，閩楠、木荷材積公式V=0.00005276D1.882161H1.009317，蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數(shù)。土壤理化性質(zhì)調(diào)查：在每塊試驗小區(qū)中，按照“之”字形路線隨機布設(shè)4個土壤剖面點，垂直做土壤剖面，分0～20 cm、20～40 cm兩個土層取環(huán)刀帶回室內(nèi)用于土壤物理性質(zhì)測定，同時用自封袋在每層各取約500 g土壤帶回室內(nèi)用于土壤化學(xué)性質(zhì)測定，測定方法詳見文獻[4，5]。

4　結(jié)果與分析

4.1杉木闊葉樹混交林生長情況比較

研究表明，杉木與許多闊葉樹混交可以提高杉木生產(chǎn)力和維持地力[1]，但不同的闊葉樹種與杉木混交對杉木生長的作用和地力的影響有一定的差異[2，3]。從10年生的杉木木荷混交林、杉木閩楠混交林以及杉木木荷閩楠混交林的生長情況測定結(jié)果(表1)看出，在3種不同的混交林中，杉木木荷閩楠混交林中杉木生長最快，其平均樹高、胸徑、單株材積和蓄積量與杉木木荷混交林中杉木相比分別增加了10.3%、9.4%、32.3%和30.4%，與杉木閩楠混交林中杉木相比分別增加了16.4%、20.0%、63.9%和66.3%，方差分析表明，不同混交林杉木的平均樹高、胸徑、單株材積和蓄積量存在顯著差異(FH=6.33*，F(xiàn)D=5.64*，F(xiàn)V=7.15*，F(xiàn)蓄積量=10.35*，F(xiàn)0.05(2,6)=5.14，F(xiàn)0.01(2,6)=10.9)。從表1還看出，杉木木荷閩楠混交林中木荷的平均樹高、胸徑、單株材積和蓄積量與杉木木荷混交林中木荷相比分別提高了12.0%、10.0%、34.6%和26.4%，方差分析表明，不同混交林木荷的平均樹高、胸徑、單株材積和蓄積量存差異不顯著(FH=5.67，F(xiàn)D=4.89，F(xiàn)V=7.05，F(xiàn)蓄積量=4.28，F(xiàn)0.05(1,4)=7.71，F(xiàn)0.01(1,4)=21.2)。杉木木荷閩楠混交林中閩楠的平均樹高、胸徑和單株材積與杉木閩楠混交林中閩楠相比分別提高了17.8%、24.2%和48.0%，方差分析表明，不同混交林杉木的平均樹高、胸徑和單株材積存在顯著差異(FH=7.98*，F(xiàn)D=9.16*，F(xiàn)V=12.57*，F(xiàn)0.05(1,4)=7.71，F(xiàn)0.01(1,4)=21.2)。杉木木荷閩楠混交林單位面積蓄積量在3種混交林中最大。可見，杉木與木荷、閩楠同時混交后，混交林中3種樹種的生長速度要比杉木木荷混交林和杉木閩楠混交林中對應(yīng)的樹種快，。這可能是因為杉木與木荷、閩楠同時混交后，由于杉木、木荷、閩楠3種樹種在生物學(xué)特性上的差異，種間關(guān)系協(xié)調(diào)，不同樹種在地上、地下生長空間和營養(yǎng)方面都得到較為充分的利用，所形成的多樹種混交林結(jié)構(gòu)更趨于合理。

表1　杉木闊葉樹混交林生長情況比較

4.2杉木闊葉樹混交林土壤肥力分析

針葉純林往往對地力消耗較大，通過改針葉純林為針闊混交林或闊葉林通常可以改善土壤肥力狀況[2]。根據(jù)對10年生的杉木木荷混交林、杉木閩楠混交林以及杉木木荷閩楠混交林土壤進行物理性質(zhì)的測定結(jié)果可知(表2)，3種混交林土壤中，杉木木荷閩楠混交林土壤的容重最小，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度最大。如在0～20 cm的土層，杉木木荷閩楠混交林土壤的容重與杉木木荷混交林和杉木閩楠混交林土壤的容重相比降低了4.0%和6.4%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度與杉木木荷混交林土壤相比分別增加了3.9%、5.5%、4.2%和10.7%，與杉木閩楠混交林土壤相比分別增加了9.5%、18.3%、10.8%和14.5%。可見，杉木與木荷、閩楠同時混交后，土壤容重降低，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度增大。容重、孔隙度和通氣度均是反映土壤疏松透氣程度的指標，土壤容重低，而孔隙度和通氣度高，說明土壤松弛透氣，持水性好，因此，杉木木荷閩楠混交林土壤涵養(yǎng)水源能力比杉木木荷混交林和杉木閩楠混交林土壤強。

從對3種混交林土壤的化學(xué)性質(zhì)指標測定結(jié)果看出(表3)，杉木木荷閩楠混交林土壤的有機質(zhì)、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效鉀含量最大，其次是杉木木荷混交林，杉木閩楠混交林土壤的這幾個化學(xué)指標最小。如在0～20cm的土層，杉木木荷閩楠混交林土壤的有機質(zhì)、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效鉀含量與杉木木荷混交林土壤相比分別提高了3.2%、2.0%、12.6%、8.1%、27.3%和9.4%，與杉木閩楠混交林土壤相比分別提高了7.0%、6.1%、19.6%、17.3%、28.6%和16.8%。說明3種混交林土壤中，以杉木木荷閩楠混交林土壤肥力最好，這或許是由于杉木木荷閩楠混交林樹種多，凋落物中闊葉樹的葉量與其它兩種混交林相比要多一些，而闊葉與針葉相比更容易分解且各種養(yǎng)分含量更高，因此杉木木荷閩楠混交林落葉分解后的養(yǎng)分返回土壤較多，這樣土壤的肥力相對而言會高于杉木木荷混交林和杉木閩楠混交林土壤。

表2　杉木闊葉樹混交林土壤物理性質(zhì)

表3　杉木闊葉樹混交林土壤化學(xué)性質(zhì)

5　結(jié)論與討論

通過對10年生的3種杉木闊葉樹混交試驗林即杉木木荷混交林、杉木閩楠混交林以及杉木木荷閩楠混交林的生長情況和土壤肥力狀況進行測定，顯示在不同混交林中，杉木、木荷、閩楠的生長量均以杉木木荷閩楠混交林中最大，而且杉木、閩楠的生長量在不同混交林中的差異顯著；杉木木荷閩楠混交林土壤與其它2種混交林土壤相比更加疏松透氣，土壤肥力更高。

杉木是福建省山區(qū)主要的造林樹種，過去生產(chǎn)上基本上營造純林而且采用連栽，出現(xiàn)了生產(chǎn)力下降和地力退化等問題，通過營造混交林特別杉木與闊葉樹混交可以有效緩解純林產(chǎn)生的弊端。在杉木闊葉樹混交模式上，通常的做法是杉木與某種闊葉樹混交。本研究發(fā)現(xiàn)，杉木與2種生態(tài)位不相重疊的闊葉樹混交可以更加有效地利用林分生長空間，促進林分生長和改善地力。為此，杉木闊葉樹混交造林，可提倡種間關(guān)系協(xié)調(diào)的2個或2個以上的闊葉樹種與杉木混交，以形成多樹種混交林分，從而提高混交林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

由于用于研究的試驗林目前才10年生，隨著樹齡的增大，不同混交林會有怎樣的變化尚不知，有待于進一步觀測。

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2016-07-01

潘艷艷(1982—)，女，工程師，主要從事營林工作。

S725

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1674-9944(2016)15-0008-03