水土流失區(qū)福建含笑純林與混交林生物量比較研究

鐘長水

(福建省長汀縣新橋林業(yè)工作站，福建 龍巖 366300)

1 引言

杉木(Cunninghamialanceolata)是針葉樹種，我國分布北至秦嶺、南至臺灣，另在越南、柬埔寨等國也有分布[1]，為我國南方最重要的商品用材。然而，傳統(tǒng)上造林方式采用杉木多代連栽，造成林地生境退化，地力衰退林分產(chǎn)量隨著連栽代數(shù)的增加而逐代下降[2]。

相關(guān)研究表明，解決杉木林地退化最有效的方式是與其他樹種混交，但杉木混交林的效益因混交樹種不同種間關(guān)系也不相同。因此，在混合栽培時，在杉木林中選擇合適的闊葉樹種套種,能有效控制杉木人工純林在多代連栽后所造成的土壤地力衰退問題。一些學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)杉木的混交林的林冠層厚，且枝干結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是針闊混交林，杉木葉表面積明顯較大[3，4]。但前期的研究林分年齡都不超過7年，對于采伐期達20年以上的樹種，開展中長期的混交效應(yīng)研究，探索其生長規(guī)律具有重要意義。

福建含笑(MicheliafujianensisQ.F.zheng)屬木蘭科含笑屬，為常綠大喬木，是福建特有珍稀闊葉樹。其樹形和材質(zhì)好，紋理細膩清晰，樹干挺直，樹葉寬大濃密，花有蘭花清香，是一種優(yōu)良的觀賞庭院樹種和經(jīng)濟價值較高的用材樹種，也是目前亞熱帶東部山區(qū)大力推廣的速生樹種之一[5]。

本文通過以14年生杉木純林和杉木與福建含笑混交林以及14年生福建含笑純林為研究比較對象，在前人研究的基礎(chǔ)上，以生長量和生物量為衡量指標，開展福建含笑與杉木混交林中期生產(chǎn)力評價，為杉木與福建含笑的混交林營建，提供理論與技術(shù)支持。

2 試驗地概況

試驗地位于水土流失區(qū)福建省龍巖市童坊鎮(zhèn)原葛坪采育場，其地理坐標為東經(jīng)116°27′，北緯25°52′。該地年平均氣溫17.9 ℃，最低氣溫-4.5 ℃，最高氣溫37.7 ℃，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年降雨量1737 mm，雨量充沛，水量充足，年平均相對濕度82%，土壤為山地紅壤，腐殖質(zhì)層中等，土層厚度大于1 m，海拔在320 m左右，坡度17°～25°。試驗地原為杉木林地，采伐煉山完成后，按照一樣的營林措施造林和進行撫育管理。2005年3月，按杉木與福建含笑3∶1營造福建含笑和杉木混交林，并同時營造杉木純林和福建含笑純林作為對照。各林分造林密度均為2505株/hm2，從未進行間伐。

3 林分生長量和生物量調(diào)查研究方法

2019年2月開展林分生長量與生物量調(diào)查。生長量和生物量的調(diào)查計算，根據(jù)黃興亮中齡期生物量研究的方式方法，在3種不同林分類型中分別設(shè)置3個20 m×20 m標準樣地開展調(diào)查。現(xiàn)場分別稱其樹干、樹皮、枝、葉鮮重,挖出根系、根樁稱其鮮重。選取不同直徑的根系混合，并與圓盤一起帶回實驗室，測其干重[6～9]。

4 結(jié)果與分析

4.1 生長量分析

4.1.1 平均胸徑分析

從表1可看出，福建含笑純林的平均胸徑稍高于混交林中的福建含笑平均胸徑，這說明在混交林中，福建含笑和杉木對水肥的競爭中不及杉木，杉木與福建含笑混交林促進了杉木胸徑的生長，杉木平均胸徑大，比杉木純林平均胸徑大2.3%，為15.50 cm。

4.1.2 不同林分類型平均樹高分析

從表1可看出，杉木和含笑純林的平均樹高都低于杉木與含笑混交林，分別低于混交林平均樹高2.8%、11.8%。從樹高可看出，混交林中福建含笑的樹高中種間競爭中并沒有優(yōu)勢，反而杉木與含笑混交林明顯地促進了杉木樹高的生長。

4.1.3 不同林分類型材積分析

胸徑和樹高的大小決定了單株材積的大小[10]。由表1中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，含笑純林的平均木單株材積和混交林中的含笑平均木單株材積基本相同，但杉木純林的平均木單株材積確低于混交林中的杉木單株材積，說明該混交模式提高了杉木單株材積的增長。

表1 不同林分類型生長量

經(jīng)以上比較分析，杉木混交林的平均胸徑、平均樹高、平均單株材積和平均單株材積年生長量在3種林分類型中均最高。

通過分析可知，雖然杉木與福建含笑混交林中的含笑各生產(chǎn)量指標比杉木純林低，但與含笑純林總體不相上下，杉木與福建含笑混交林對杉木的生長有明顯的促進作用。

4.2 生物量分析

4.2.1 總生物量分析

衡量林地生產(chǎn)力和經(jīng)營效果主要看生物量指標[11]。由表2看出，杉木與福建含笑混交林的總生物量比杉木純林高，為111.17 t/hm2，是杉木純林的1.04倍。不同年齡樹高對枝干和樹葉生物量都有影響。但通過對比可以看出，福建含笑純林和杉木純林的生物量年均生長量低于混交林，這也說明，在杉木按一定比例與闊葉樹混交，不僅改善了林分的空間結(jié)構(gòu)，而且增加了生態(tài)系統(tǒng)的生物量。

4.2.2 不同部位生物量分析

從表2的數(shù)據(jù)可知，不同林分類型中地下部生物量都小于地上部生物量。福建含笑與杉木混交林中根、干、葉、枝、皮的生物量都比杉木純林高，分別是純林的1.19倍、1.02倍、1.03倍、1.03倍、1.01倍，不同構(gòu)件的生物量分配的順序為：樹葉<樹皮<樹枝<樹根<樹干?？梢钥闯?，杉木與福建含笑混交總體生長趨勢優(yōu)于杉木純林，而且促進根、葉、枝、樹干、皮的生長。

表2 不同林分類型生物量

4 結(jié)語

由此可見，杉木與福建含笑混交總生物量處于不同林分類型首位(111.17 t/hm2)，相比杉木純林增加了3.6%。另外,杉木與福建含笑混交林中平均樹高、平均胸徑、平均木單株材積及根、葉、枝、樹干、皮生物量都高于杉木純林。

結(jié)果表明，杉木與福建含笑混交可以有效改變營造大面積針葉純林所造成的林地生態(tài)環(huán)境惡化，土壤地力衰退，林分產(chǎn)量逐代下降、林分穩(wěn)定性下降等不足。通過本次實驗研究，得出福建含笑與杉木混交林各方面優(yōu)勢，為改善杉木人工林林地肥力，大力發(fā)展針闊混交林，增加造林樹種生物多樣性等提供科學(xué)依據(jù)[12]。