海檬果在沿海木麻黃防護林更新改造中的應(yīng)用

林武星，朱煒，李茂瑾，聶森，吳惠忠，林偉東

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；2.福建省惠安赤湖國有防護林場，福建 泉州 362100)

福建省海岸線長3 752 km，占全國大陸海岸線的21.3%，海岸帶防護林在改善沿海生態(tài)環(huán)境、促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和保護人民群眾生命財產(chǎn)安全等方面發(fā)揮了重要作用。歷史上福建省沿海由于自然條件惡劣，包括大風(fēng)、流沙和風(fēng)暴潮的影響，加上海岸植被稀少，當?shù)鼐用裆钍茱L(fēng)沙危害之苦，曾有一夜沙埋十八村的經(jīng)歷[1]。木麻黃(Casurinaequisetifolia)引種成功后，海岸線上逐漸建立了以木麻黃為主要樹種的防護林，沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境得以逐步改善[2]。沿海防護林在建設(shè)中雖然取得了重大成效，卻也漸漸顯露出一些問題，諸如林帶樹種較少、結(jié)構(gòu)單一、病蟲危害、連栽地力衰退和林帶老化、防護功能下降等[3]。近年來防護林學(xué)科圍繞這些問題開展了相關(guān)課題研究，取得了一定突破。海檬果(Cerberamanghas)是夾竹桃科海檬果屬常綠喬木樹種，原產(chǎn)于印度塞席雨群島、“臺灣”北、東部及恒春半島與蘭嶼海岸等地，屬于偏陽性樹種，喜溫暖濕潤氣候，具有耐風(fēng)旱和鹽堿習(xí)性，為優(yōu)良的海岸造林樹種[4]。課題組從臺灣引進海檬果在防護林基干林帶改造和沿海后側(cè)林帶更新中進行應(yīng)用研究，為沿海防護林建設(shè)中海檬果造林提供技術(shù)參考。

1 試驗點概況

試驗點設(shè)在惠安赤湖國有防護林場，位于崇武半島，地理坐標118°55′ E、24°35′ N，氣候類型是屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，多大風(fēng)，夏季常有臺風(fēng)登陸，一年中降雨的天數(shù)不多，干旱少雨，年均降水量1 050 mm左右，年平均氣溫21℃左右。試驗地設(shè)在林場的大山頭工區(qū)，在該工區(qū)1987年造林的木麻黃基干林帶中布設(shè)試驗，試驗地距離海岸最高潮水線約100 m，沙質(zhì)土壤，沙層厚度80 cm以上，林下主要植被有樸樹、海桐、馬纓丹、濱柃、老鼠勒、黃花月見草等。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

對赤湖林場大山頭工區(qū)距離海邊潮水線100 m的23年生木麻黃基干林帶進行郁閉度測定，并將林帶的郁閉度劃分為0.30以下、0.31～0.50和0.50以上3種，分別在不同郁閉度的林帶下開展海檬果套種試驗，同時套種當?shù)剜l(xiāng)土樹種潺槁作為對照，試驗隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)面積20 m×20 m，造林株行距2 m×2 m。8月份雨天海檬果和潺槁容器苗造林。

在惠安赤湖林場大山頭工區(qū)33年生的老木麻黃林帶采伐跡地上，營造木麻黃與海檬果帶狀混交林，木麻黃∶海檬果=4∶4，木麻黃純林為對照。試驗隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)面積20 m×20 m，造林株行距2 m×2 m。造林措施為挖大穴整地、下紅土、雨天容器苗深栽。

2.2 試驗林調(diào)查

造林后每年對試驗林進行常規(guī)調(diào)查。2018年9月，全面調(diào)查試驗林，調(diào)查項目包括試驗林生長量、防風(fēng)效能和土壤肥力狀況。生長量采用每木調(diào)查法，對試驗林中每株活立木調(diào)查樹高和胸徑。防風(fēng)效能調(diào)查采用手持風(fēng)速儀多次在林帶前空地、試驗林內(nèi)測定風(fēng)速。土壤肥力狀況采用剖面取樣測定法：在每塊試驗小區(qū)中隨機布設(shè)5個土壤剖面，分0～20 cm和20～40 cm的土層分別采集土樣帶回室內(nèi)用于土壤化學(xué)性質(zhì)的測定[5-6]。

3 結(jié)果與分析

3.1 木麻黃基干林帶下海檬果和潺槁套種情況分析

3.1.1 木麻黃基干林帶下海檬果、潺槁生長和防護效果 通過木麻黃基干林帶下套種的海檬果、潺槁生長情況調(diào)查，結(jié)果見表1，從調(diào)查的結(jié)果來看，海檬果的樹高、胸徑生長量隨著林帶郁閉度的增大呈現(xiàn)出下降的變化規(guī)律，郁閉度在0.3以下的林帶套種的海檬果其樹高、胸徑與郁閉度為0.31～0.50的林帶下套種的海檬果相比分別提高了11.3%和5.7%，與郁閉度為0.50以上的林帶下套種的海檬果相比分別提高了26.1%和24.4%。潺槁的樹高、胸徑生長量隨著林帶郁閉度的增大同樣呈現(xiàn)出下降的變化規(guī)律，說明海檬果、潺槁的生長跟光照強度關(guān)系密切。而從海檬果與潺槁的樹高、胸徑生長量看出，海檬果的生長速度快于潺槁，如同樣在郁閉度為0.3以下的林帶中，海檬果的樹高、胸徑分別比潺槁大90.3%、115.2%。通過對套種海檬果、潺槁的林帶進行風(fēng)速測定，表明隨著林帶郁閉度的增大，林內(nèi)的風(fēng)速降低，而套種海檬果的林帶其林內(nèi)風(fēng)速低于套種潺槁的林帶，說明林帶套種海檬果比套種潺槁對降風(fēng)的效果更明顯。

表1 木麻黃基干林帶下套種海檬果和潺槁生長和防護效能

3.1.2 木麻黃基干林帶套種海檬果、潺槁后土壤化學(xué)性質(zhì) 從木麻黃基干林帶下套種海檬果、潺槁后土壤化學(xué)性質(zhì)測定的結(jié)果可知(表2)，套種海檬果的林帶其土壤有機質(zhì)、水解性氮、速效磷和速效鉀等營養(yǎng)元素的含量均高于套種潺槁的林帶。如0～20 cm土層套種海檬果的林帶其土壤有機質(zhì)、水解性氮、速效磷和速效鉀的含量與套種潺槁的林帶相比分別增加了16.5%、10.4%、5.2%和18.4%，在20～40 cm的土層套種海檬果的林帶其土壤有機質(zhì)、水解性氮、速效磷和速效鉀的含量同樣大于套種潺槁的林帶。可見，林帶套種海檬果對土壤的改善作用比套種潺槁更強。

表2 木麻黃基干林帶下套種海檬果、潺槁后土壤化學(xué)性質(zhì)

3.2 沿海后側(cè)木麻黃+海檬果混交造林效果分析

對海岸后側(cè)木麻黃老林帶采伐后進行造林，采用木麻黃無性系惠安1#與海檬果帶狀混交，混交比例為4∶4，同時進行木麻黃無性系惠安1#純林造林作為對照。通過兩種林分的生長情況測定，結(jié)果見表3，可知木麻黃+海檬果混交林中木麻黃的樹高、胸徑與木麻黃純林的樹高、胸徑相比，分別增加了7.4%、22.4%，可見木麻黃與海檬果混交后其生長量與木麻黃純林相比有提高，說明木麻黃與海檬果進行混交可以促進木麻黃的生長。經(jīng)過兩種林分的風(fēng)速測定，木麻黃+海檬果混交林內(nèi)風(fēng)速較木麻黃純林要低一些，說明木麻黃與海檬果混交后防風(fēng)效果比木麻黃純林好，這可能是由于木麻黃+海檬果混交林層次明顯，木麻黃為主林層，海檬果次林層，經(jīng)過林內(nèi)的風(fēng)會被海檬果所削弱，海檬果冠幅較大，枝葉濃密，對林內(nèi)的風(fēng)有較強的削弱作用。

表3 木麻黃+海檬果混交林生長和防護效能

經(jīng)對木麻黃+海檬果混交林和木麻黃純林的土樣進行測定，結(jié)果見表4，從中可知，木麻黃+海檬果混交林土壤的有機質(zhì)、水解性氮、速效磷和速效鉀的含量與木麻黃純林相比有不同程度的提高。以0～20 cm的土層為例，木麻黃+海檬果混交林土壤的有機質(zhì)、水解性氮、速效磷和速效鉀的含量與木麻黃純林相比分別增加了60.9%、8.9%、24.0%和24.7%。20～40 cm的土層中木麻黃+海檬果混交林土壤的有機質(zhì)、水解性氮、速效磷和速效鉀的含量同樣高于木麻黃純林。表明木麻黃與海檬果混交可以改善土壤的肥力狀況。

表4 木麻黃+海檬果混交林土壤化學(xué)性質(zhì)

4 結(jié)論與討論

木麻黃基干林帶下套種海檬果、潺槁效果表明，隨著林帶郁閉度的增大，海檬果、潺槁的生長量下降；海檬果、潺槁的生長與光照強度關(guān)系密切，海檬果的生長對光照要求較高，潺槁隨著年齡的增大其生長對光照的需求逐漸增強。林帶下海檬果生長速度快于潺槁，林帶套種海檬果后防風(fēng)效果比林帶套種潺槁要好。海岸后側(cè)木麻黃與海檬果混交對木麻黃的生長有促進作用，而且可以改善土壤的肥力狀況和提高防風(fēng)功能。

福建的海岸線長，主要分布著木麻黃防護林，木麻黃在海岸線上發(fā)揮了防風(fēng)固沙、抵御海潮、臺風(fēng)等自然災(zāi)害的重要作用，確保了沿海一線的生態(tài)安全和生產(chǎn)生活的穩(wěn)定。但單一或者少數(shù)的樹種形成的防護林存在著森林生態(tài)系統(tǒng)的脆弱，研究已表明多樹種合理的配置而成的森林穩(wěn)定性強。從事沿海防護林研究的學(xué)者們通過多年的探索已篩選出相思、桉樹、竹子等與木麻黃混交的樹種，有力地改善了防護林結(jié)構(gòu)簡單的狀況。本課題組通過臺灣海岸防護林樹種海檬果的引種和造林試驗，初步說明該樹種在福建沿海具有較強的適應(yīng)性、較快的生長速度和較好的防風(fēng)功能，在稀疏木麻黃基干林帶下套種、與木麻黃帶狀或多行混交都可以取得較好的生長、防風(fēng)和改土的效果，值得在沿海一帶擴大推廣應(yīng)用。