馬尾松低效林補植常綠落葉闊葉樹種形成異齡混交林生長效果分析

黃茂勛

摘? 要：通過開展低質低效馬尾松純林補植常綠闊葉樹木荷、落葉闊葉樹楓香形成3種異齡混交林，和未補植的馬尾松純林之間進行比較試驗。結果表明：混交林生長效果優于純林，其中木荷、楓香、馬尾松的混交林表現最好。

關鍵詞：針闊混交林;生長量;小氣候;物種多樣性;土壤理化性質

中圖分類號 S79文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）（02-03）-0090-03

文川河是閩江上游的二級支流，文川河流域是連城縣水土流失最為嚴重的區域，流域內林地面積2.7萬hm2，現有水土流失總面積6956hm2，屬于水力侵蝕類型，侵蝕模數3870t/km2·a。由于森林火災、樹種單一等原因，使林地土壤退化嚴重，形成了大量低質低效的馬尾松純林，該林分郁閉度0.3左右，平均樹高1.2m左右。本文通過對4種林分（即木荷、楓香、馬尾松混交林，木荷、馬尾松混交林，楓香、馬尾松混交林，對照馬尾松純林）的生長效果進行分析和總結，旨在為Ⅲ類地上馬尾松低質低效林修復補植選擇適合的闊葉樹種，并為優化栽培模式，提高林分質量，充分發揮針闊混交林的多種效益提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于連城縣林坊鄉張坊村，地理坐標為北緯25°41′37″，東經116°43′42″。屬中亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫18.9℃，歷史極端最低溫度-7℃，極端最高溫度40℃，全年無霜期299～330d，年平均降水量1633.4mm，相對濕度75%，較適宜林木的生長。原為21年低質低效馬尾松人工純林，在23林班04大班010、020小班，面積41.33hm2，密度2700株/hm2，生長狀況基本相同，土壤肥力基本一致。海拔高度為625.2m，坡向東南，坡度6～19°，林地土壤為黃紅壤，土層厚度大于0.8m，屬Ⅲ類地。2006年，將該山場區劃為4塊，其中3塊通過疏伐，采取砍1行，留1行，砍的1行栽植闊葉樹。3塊林地疏伐后保留1200株/hm2，馬尾松平均樹高分別為1號地塊0.95m、2號地塊0.96m、3號地塊0.98m，生長狀況基本一致。為為不影響試驗結果，1號地塊補植木荷和楓香，行內實行隔株種植，面積8.07hm2，混交比例2∶1∶1（處理Ⅰ）;2號地塊補植木荷，面積9.13hm2，混交比例1∶1（處理Ⅱ）;3號地塊補植楓香，面積8.8hm2，混交比例均1∶1（處理Ⅲ）。另一塊馬尾松純林15.33hm2，伐除彎曲木后保留2400株/hm2，平均樹高0.99m（處理Ⅳ）。林地于2006年8—9月全面劈草清山后，10—12月份進行整地挖穴，穴規格為60cm×40cm×40cm，品字型排列，整地于12月10日前完成。每穴施基肥復合肥（N、P、K含量均為15%）250g，并與穴內表土充分拌勻后回土。2007年3月，用2年生木荷、楓香袋苗上山造林，補植密度均為1200株/hm2，補植后密度2400株/hm2。造林后撫育施肥管理，4塊林地均按當地闊葉樹營林措施連續撫育施肥3年。

1.2 樣地設置與調查 2014年10月，在4種處理內，按隨機區組設計選擇典型地段，分別在上坡、中坡、下坡各隨機布設20m×20m的樣地1個，每個樣地進行每木實測胸徑，每隔1株實測樹高等生長指標及林相狀況。在樣地林分內離地面1.5m處，每日13：00、14：00、15：00，分別使用照度計、溫度計、通風干濕表測量林中的光照強度、氣溫、相對濕度3次，然后取平均值。土壤取樣：在每個樣地的對角線交叉處挖1個土壤剖面，采用環刀法在土壤剖面10cm處提取原狀土做土壤理化性質測定。樣方調查：在距離四角5m處和樣地對角線交叉處各設置5個2m×2m的樣方，調查灌木、草本的種類和株數。灌木數量較少，輔助采用全樣地清點統計。

1.3 測定方法 樣土測定方法：容重用環刀法;自然持水量用威爾科克斯法;有機質用油浴加熱重鉻酸鉀容量法;全N用半微量開氏法;速N用解堿擴散法;全P用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法;速P用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法;全K用堿熔-火焰光度法;速K乙酸銨提取-火焰光度法（土壤分析請縣土肥站分析）。

1.4 數據處理與分析

1.4.1 數據處理 數據采用Excel 2003方差分析和電子表格功能進行統計分析。對4種處理的各因子數據進行方差分析及Duncan多范圍檢驗法多重比較。

1.4.2 計算公式 植被物種多樣性分析采用如下3個指數：

2 結果與分析

2.1 不同處理的林分生長量 由表1可知，8年生各林分各生長因子均表現為處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，其中，平均胸徑，處理Ⅰ與處理Ⅱ、處理Ⅲ與處理Ⅳ無顯著差異;平均樹高，處理Ⅱ與處理Ⅲ無顯著差異;平均蓄積，處理Ⅲ與處理Ⅳ無顯著差異;其余各處理間存在顯著或極顯著差異。混交林整體表現優于純林，說明混交林種間關系協調，能明顯促進馬尾松的生長，形成的林冠層馬尾松占優勢，馬尾松冠幅大但枝葉較稀疏。在處理Ⅱ、處理Ⅲ混交林中木荷表現明顯好于楓香，木荷較耐干旱瘠薄，稍耐陰，在混交林中能接受一定的頂部陽光和散射光，能保證木荷對光照的需求，木荷生長發育正常，枝葉茂盛，冠型飽滿;而楓香在中、下坡表現較好，但在混交林中與馬尾松競爭激烈明顯處于壓制狀態，形成的樹冠枝葉較稀疏、高徑比失調的形態，樹冠偏冠明顯，在上坡生長緩慢，在連續干旱時會發生頂梢干枯，造成樹干彎曲，這可能是因為楓香對水肥條件要求更高。在3種混交林中，處理Ⅰ表現最好，常綠和落葉闊葉樹種與馬尾松3種樹種種間關系協調，楓香高徑比明顯小于處理Ⅲ中的楓香。說明在處理Ⅰ中楓香與馬尾松競爭趨緩，馬尾松與楓香競爭陽光的情況有所減緩。

2.2 不同處理的林內小氣候變化 從表2可以看出，平均溫度和光照強度為處理Ⅰ<處理Ⅱ<處理Ⅲ<處理Ⅳ，其中處理Ⅰ最低、處理Ⅳ最高;相對濕度處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，其中處理Ⅰ最大、處理Ⅳ最小。平均溫度、相對濕度、光照強度處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ、處理Ⅳ4個處理之間存在顯著差異，部分達到極顯著差異。由于各林分林冠層的結構不同，使林分內各氣候因子差異明顯。混交林內形成的復層林冠在垂直方向互相重疊對陽光的阻擋和反射效果更好，林內陽光多以散射光的形式存在，以及復層林冠在垂直方向互相重疊防風效果更好，從而改善混交林內小氣候。處理Ⅰ形成的立體林冠層，密實程度效果最好。處理Ⅱ形成的2層林冠層次分明，效果略差;處理Ⅲ2層林冠不明顯，楓香在Ⅲ類地上生長不佳枝葉較稀疏，形成的林冠密實程度較差;馬尾松純林形成枝葉較稀疏的單層林冠密實程度最差。混交林內的光熱條件和水濕條件比純林好，能有效改善林分內小氣候。

2.3 不同處理的物種多樣性析 從表3可以看出，8年生4種林分中物種豐富度（含草本植物）有較大差異，處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，其中處理Ⅰ最大為14種，處理Ⅳ最小為5種。馬尾松純林林下植物主要是芒萁、崗松、赤楠、五節芒、鹽膚木，而混交林中陰性植物逐漸增多，其中灌木樹種增加明顯，林下植物主要有赤楠、烏飯、黃瑞木、繼木、白背葉、毛冬青、麥冬、菝葜等，而芒萁、崗松大量減少。8年生各林分中，灌木層3種物種多樣性指數都存在極顯著差異，處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ。混交林隨著年齡增長生長環境逐步改善，灌木樹種逐漸增加，個體數量也不斷增加，表明土壤環境和林內氣候逐漸更適宜闊葉樹生長。混交林的物種豐富度和多樣性指數優于馬尾松純林，而較好物種多樣性又進一步改善了林分內小氣候和土壤物理化學性質。

2.4 不同林分的土壤物理、化學性質比較

2.4.1 容重和含水量 土壤容重和含水量是土壤物理特性的主要指標。從表4可以看出，8年生林分土壤容重為處理Ⅰ<處理Ⅱ<處理Ⅲ<處理Ⅳ，且各處理間存在顯著或極顯著差異。土壤容重小說明土壤疏松多孔，含水量高，透水保水性好，有機質含量高，結構性好。土壤自然持水量與土壤容重有明顯的正相關，土壤自然持水量隨著土壤容重的減小而增大。

2.4.2 有機質 土壤有機質是土壤固相部分的重要組成成分，能有效改善土壤的物理性質和土壤肥力。土壤有機質含量處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，從表4可以看出，除處理Ⅰ與處理Ⅱ無明顯差異外，其余各處理間存在顯著或極顯著差異。

2.4.3 N、P、K N、P、K是林木生長的主要元素，土壤N、P、K各成分均是處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，處理Ⅳ最小。各處理間部分達到顯著或極顯著水平。由于混交林的枯落物量大、成分復雜、有機養分高，通過分解及積累，有效增強了土壤養分，提高了林分自肥能力，改善了土壤物理化學性質。混交林內土壤較為疏松，腐殖質層較厚，土壤通透性較好，有效地促進了林木健康生長發育，而林木的健康生長發育又進一步提高物種多樣性和枯枝落葉量，改善林分小氣候和土壤物理化學性質，促進土壤礦物養分的分解與釋放，從而形成良性循環。

3 結論與討論

（1）常綠、落葉闊葉樹種與馬尾松混交，不僅能改善地力和林分小氣候，提高物種多樣性，還能改善土壤物理化學性質，增強土壤保肥蓄水能力，促進林分養分的良性循環，從而促進林分的生長發育，提高抗病蟲害能力和抗防火能力，提高調節穩定氣候作用，最終實現林分生態、社會、經濟三大效益的統一。由本次試驗表明，混交林具有較高的生長量和物種多樣性指數，具有較有利的土壤物理化學性質，使林地獲得持續的生產力，提高林分的生態自我修復能力，使可持續經營成為可能。

（2）由于本研究分析僅限于Ⅲ類地，對Ⅰ類地上和Ⅱ類地上的同樣營林方式可能存在其他差異，所以僅對Ⅲ類地上的木荷、楓香、馬尾松混交的營林方式具有一定的參考，今后可進一步開展其他闊葉樹與馬尾松混交的造林對比分析。

參考文獻

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[2]洪偉，吳承禎.試驗設計與分析[M].北京：中國林業出版社，2004：13-89.

[3]王宏志.中國南方混交林研究[M].北京：中國林業出版社，1993：163-170.

（責編：張宏民）