灰木蓮人工林密度效應初步研究

黃鎮雄

摘要：為了了解不同造林密度條件下灰木蓮人工林生長量、林下植物和土壤物理性質的變化，在漳州平和縣開展了造林密度分別為3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2的灰木蓮試驗研究。對造林5年后林分進行了調查，結果表明：隨著造林密度的增大，灰木蓮的樹高、胸徑、單株材積生長量下降，而單位面積蓄積量以1600株/hm2的林分最高；3種造林密度的林分中，1600株/hm2的林分其林下植物種類最多，植物多樣性指數最大，林分土壤疏松透氣。

關鍵詞：灰木蓮；造林密度；土壤肥力；植物多樣性

中圖分類號：S792

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）09010602

1 引言

灰木蓮（Magnoliaceae glanca Blume）是木蘭科木蓮屬的常綠喬木樹種，是國家一級保護的瀕危植物。灰木蓮生長快，適應性較強，干形通直，樹形優美，是優良的用材樹種和觀賞樹種[1]。漳州地區以往主要的人工林是桉樹，近年來桉樹造林的規模在逐漸減少，而各種珍貴樹種在蓬勃發展。灰木蓮因其具有速生和良好的適應性在漳州地區山地造林中得到應用。有關灰木蓮的研究，以往主要集中在灰木蓮育苗技術[2]、生物學特性[3]、生長規律[4]和生產力[5]等方面，而對不同密度灰木蓮的生長、生物多樣性以及土壤物理性質的差異性研究目前尚處于空白。為此，筆者在漳州平和縣文峰鎮文美村開展了灰木蓮不同密度造林試驗，探索密度對灰木蓮生長、植被和土壤性質的影響，從而為灰木蓮人工林科學經營提供依據。

2 試驗點概況

試驗點位于漳州市平和縣文峰鎮，地處東經117°26′1″～117°26′24″、北緯24°26′57″～24°27′13″，氣候屬于南亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫約20 ℃，極端高溫40.5 ℃，極端低溫0 ℃，有霜期短，雨量充足，年降水量1700 mm左右。試驗地設在文峰鎮文美村6大班010小班，屬于雙龍農莊名貴樹木種植基地，海拔高55～120 m，坡向東偏北，平均坡度26°，面積26 hm2，土壤為山地紅壤，土層厚度達到1 m，腐殖質層厚度10 cm，土壤肥力中等。林下植被有五節芒、芒萁骨、蕨類、雜灌木等。

3 研究方法

3.1 試驗設計與造林

試驗地前身為琯溪蜜柚園，2011年10月將果園改種為珍貴樹種灰木蓮，2011年底對果園進行清雜煉山后，在原來的種植梯帶上開展灰木蓮不同密度造林試驗，造林密度設3種，分別為3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2，對應的造林株行距分別為1.8 m×1.8 m、2.5 m×2.5 m和3.0 m×3.0 m。試驗隨機區組設計，3次重復，每塊試驗小區面積為20m×20m，共9塊試驗小區。整地挖穴的規格為40 cm×40 cm×30 cm，造林前一周施鈣鎂磷肥500g/穴作基肥，于2012年3月6～9日造林。

3.2 試驗林管理和調查

3.2.1 試驗林管理

造林后當年5月份和8月份各撫育一次，撫育后埋施復合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）400g/株，造林后第二年的3月份和6月份各撫育一次，撫育后埋施復合肥（N∶P∶K=15%∶15%∶15%）500 g/株 ，9月份再撫育一次；造林后第3年的3月份和9月份各撫育一次，撫育后埋施尿素750 g/株。

3.2.2 試驗林調查

生長量調查：造林后每年對試驗林的生長情況進行調查，建立試驗林年生長情況文檔資料。2017年3月，對試驗林進行全面調查，分試驗小區進行每木調查，每株活立木調查其樹高、胸徑，求算平均胸徑、樹高和單株材積，灰木蓮單株材積公式V=0.00005276D1.882161H1.009317，蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數。

林下植物多樣性調查：對每塊試驗小區內進行梅花狀分布5個面積為2 m×2 m的小樣方，在小樣方內調查灌木和草本的種類、數量，計算每個試驗小區的林下植物多樣性。植物多樣性Simpson指數D=N（N-1）/∑Ni（Ni-1），Shannon-Wiener指數H=-∑Ni/Nlog2Ni/N，物種豐富度S為物種總的種數，物種均勻度J=N（N/S-1）/∑Ni（Ni-1）。式中Ni表示某個種的個體數目，N表示所有種個體樹木總和。

土壤采樣和測定：在每塊試驗小區內，按“S”型路線隨機確定4個土壤采樣點，在每個采樣點挖垂直土壤剖面，分0～20 cm和20～40 cm用“環刀法”取土壤用于物理性質測定[6，7]。

4 結果與分析

4.1 不同密度灰木蓮人工林生長量差異性比較

人工林生長過程中，當林分郁閉后，密度就成為影響人工林生長的一個主要因素。從不同密度灰木蓮生長情況看出（表1），灰木蓮的生長量呈現出隨造林密度增大而下降的趨勢。造林密度為3088株/hm2的林分，其平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與造林密度為1600株/hm2的林分相比，分別降低了20.0%、22.2%和50.1%；而造林密度為1600株/hm2林分，其平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與造林密度為1112株/hm2林分相比，分別降低了12.9%、9.7%和28.2%。林分單位面積蓄積量以造林密度為1600株/hm2林分最高，比造林密度為3088株/hm2和1112株/hm2的林分分別提高了10.0%和12.0%。通過方差分析，不同造林密度的灰木蓮平均樹高達到顯著水平，平均胸徑、平均單株材積和單位面積蓄積量均達到極顯著水平。本試驗條件下，灰木蓮造林以造林密度為1600株/hm2較為合適。

4.2 不同密度灰木蓮林分植物多樣性對比

對于郁閉的森林，林下植被多樣性可以用來表征森林的生態良好程度。從不同造林密度的灰木蓮林下植被調查情況看出（表2），林下植被種類、均勻度和多樣性指數表現出1600株/hm2林分〉1112株/hm2林分〉3088株/hm2林分。以灌木層植被為例，1600株/hm2林分的灌木層種類比1112株/hm2林分和3088株/hm2林分分別大了28.6%和28.6%，均勻度大了2.9%和7.2%，simpson指數大了1.7%和3.1%，shannon-wiener指數大了4.6%和5.5%。

4.3 不同密度灰木蓮人工林土壤物理性質狀況分析

通過對不同密度灰木蓮人工林土壤物理性質測定看出（表3），不同密度灰木蓮土壤容重、孔隙度和通氣度有差異，造林密度為1600株/hm2林分的土壤容重最小，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度最大，造林密度為3088株/hm2林分的土壤容重最大，毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度最小，造林密度為1112株/hm2林分的以上幾個指標居中。土壤容重、孔隙度和通氣度都是反映土壤疏松程度的指標，容重大而孔隙度和通氣度小的土壤粘性較強或較為板結，而容重小、孔隙度和通氣度大的土壤較為疏松?？梢?，造林密度為1600株/hm2林分的土壤較為疏松透氣，有利于持水，涵養水源能力較強；造林密度為1112株/hm2林分的土壤較為板結，對水分的保持能力較弱，這是因為密度小的林分降雨對土壤的沖擊力大，容易發生地表徑流，土壤易硬化；造林密度3088株/hm2林分的土壤粘性較強，也不容易持水，這是因為密度大的林分土壤濕度大，降雨對林內土壤表面的沖擊力雖小，但土壤吸收水分能力也比較弱。

5 結論與討論

通過對造林5年后初植密度分別為3088株/hm2、1600株/hm2和1112株/hm2灰木蓮人工林生長量、林下植物多樣性和土壤理化性質的測定分析，生長量方面，隨著造林密度的增大，灰木蓮的樹高、胸徑、單株材積均下降，單位面積蓄積量以造林密度為1600株/hm2的灰木蓮林分最大，不同造林密度的灰木蓮生長量和蓄積量均差異明顯；林下植物多樣性方面，造林密度為1600株/hm2的灰木蓮林分林下植物種類最多，植物多樣性指數最高；土壤肥力方面，造林密度為1600株/hm2的灰木蓮林分土壤疏松透氣。在本試驗條件下，灰木蓮造林以初植密度為1600株/hm2較為合適。

由于本次灰木蓮造林密度試驗僅選了3種密度進行對比，增加其它密度試驗會得出什么樣的試驗結果尚不得知，而且隨著試驗林年齡的增大，不同密度的林分之間的生長量、林下植物多樣性特征以及土壤狀況會發生怎樣的變化也未知。這些問題都有待于下一步繼續研究。

參考文獻：

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[3]曾 冀，盧立華，賈宏炎.灰木蓮生物學特性及引種栽培[J].林業實用技術，2010（10）.

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