杉木—火力楠混交林生長和土壤特征研究

陳水玉 汪國彬

摘 要：在安溪豐田國有林場開展了杉木與火力楠混交試驗，杉木與火力楠以4∶1和4∶2比例插花混交，杉木純林為對照。結果表明，與杉木純林相比，杉木—火力楠混交林中杉木平均樹高分別提高了6.8%、8.0%，平均胸徑分別提高了13.7%、21.1%，單株平均材積分別提高了36.3%、56.4%，且不同林分類型的平均胸徑和單株平均材積差異達到顯著水平;與杉木純林土壤相比，杉木—火力楠混交林土壤孔隙度、持水量和有機質、速效磷、速效鉀等均有不同程度提高。由此可見，杉木與火力楠采取4∶2比例插花混交效果較好。

關鍵詞：杉木;火力楠;混交林;生長狀況;土壤特征

中圖分類號 S791.27;S725.2文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）01-0082-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）生長迅速、干形通直、用途廣泛，對生長環(huán)境適應性較廣，是福建省山區(qū)主要造林樹種[1，2]。但是，在杉木林的長期經(jīng)營中，發(fā)現(xiàn)杉木純林連栽存在林分生產(chǎn)力下降、地力衰退等問題[1，2]，因此學者呼吁改變杉木傳統(tǒng)經(jīng)營方式，許多林業(yè)生產(chǎn)單位也逐漸營造杉木混交林以解決杉木林經(jīng)營中出現(xiàn)的問題。火力楠（Michelia macclurei）是木蘭科含笑屬的闊葉常綠喬木樹種，速生且適應性強，是優(yōu)良的建筑用材樹種、防火樹種和景觀樹種[3，4]。為此，安溪豐田國有林場在土地壇工區(qū)建立杉木與火力楠混交試驗林，研究杉木—火力楠混交林生長狀況和土壤特征，為杉木與火力楠合理混交提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地設在安溪豐田國有林場土地壇工區(qū)04大班07小班，氣候類型屬中亞熱帶山地氣候，年均降雨量1800mm，年均氣溫17～20℃，無霜期短。海拔高度420～500m，土壤為山地紅壤，土層厚度100cm左右;坡度20°～25°，坡向西南;腐殖質層較薄，立地類型屬Ⅲ類地。主要植被有鹽膚木、桃金娘、菝契、山蒼子等。

1.2 試驗設計 1993年春在土地壇工區(qū)04大班07小班建立杉木—火力楠混交林，杉木與火力楠按4∶1和4∶2插花混交，杉木純林為對照。試驗采取隨機設計，3次重復，小區(qū)面積20m×20m。造林密度1650株/hm2。

1.3 測定項目及方法 試驗林建立后，每年進行常規(guī)的生長情況調查。2019年10月對試驗林進行全面復查，測定每塊試驗地中每株杉木和火力楠的活立木高度、胸徑。在每塊試驗小區(qū)隨機布設4個土壤采集點，采集土壤剖面0～20cm和20～40cm層次土壤進行水分、物理、化學性質測定，水分、物理性質采用環(huán)刀法，化學性質采用常規(guī)法[5，6]。

2 結果與分析

2.1 杉木—火力楠混交對杉木生長的影響 由表1可知，混交林中杉木生長量大于杉木純林。其中，杉木—火力楠4∶1混交林分中杉木平均樹高、平均胸徑和單株平均材積與杉木純林相比分別提高了6.8%、13.7%和36.3%;杉木—火力楠4∶2混交林分中杉木平均樹高、平均胸徑和單株平均材積與杉木純林相比分別提高了8.0%、21.1%和56.4%。通過方差分析，杉木—火力楠混交林中杉木平均胸徑、單株平均材積與杉木純林差異達到顯著水平，平均樹高差異不顯著，這與陳養(yǎng)[7]、潘文忠[8]、翁閑[9]、江雄清[10]等研究結果基本一致，說明杉木與火力楠混交后生長加快，且杉木與火力楠按4∶2比例混交后生長更迅速。

2.2 杉木—火力楠混交對土壤孔隙的影響 由表2可知，杉木—火力楠混交林土壤容重小于杉木純林。其中，杉木—火力楠4∶1混交林0～20cm和20～40cm土壤容重與杉木純林相比分別降低了2.6%、3.7%，杉木—火力楠4∶2混交林0～20cm和20～40cm土壤容重與杉木純林相比分別降低了3.7%、5.7%。杉木—火力楠混交林的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度均大于杉木純林。其中，杉木—火力楠4∶1混交林0～20cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度與杉木純林相比分別增加了8.0%、21.3%、10.0%，20～40cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度與杉木純林相比分別增加了7.4%、20.5%、9.4%;杉木—火力楠4∶2混交林0～20cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度與杉木純林相比分別增加了11.8%、38.5%、16.7%，20～40cm土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度與杉木純林相比分別增加了11.3%、35.5%、13.3%。這與萬福緒等[11]、黃強[12]的研究結果相似。土壤容重和孔隙度反映土壤疏松透氣狀況，容重大的土壤粘性強、通透性差，孔隙度大的土壤通氣透水性好。由此可見，杉木—火力楠混交林土壤較杉木純林土壤更為通透，有利于土壤中各種生物活動和根系生長。

2.3 杉木—火力楠混交對土壤水分的影響 杉木—火力楠混交林和杉木純林土壤水分狀況測定結果見表3。由表3可知，杉木—火力楠混交林土壤持水量高于杉木純林。杉木—火力楠4∶1混交林土壤0～20cm和20～40cm的最大持水量、最小持水量、毛管持水量與杉木純林相比分別提高了5.6%、7.3%、4.0%和2.5%、4.8%、2.7%，杉木—火力楠4∶2混交林土壤0～20cm和20～40cm的最大持水量、最小持水量、毛管持水量與杉木純林相比分別提高了10.1%、11.2%、8.8%和8.7%、12.2%、2.4%，說明杉木與火力楠混交后增加了土壤持水量。這是因為杉木與火力楠混交改善了土壤結構，土壤通透性增強，致使土壤水源涵養(yǎng)功能提高，土壤持水量增加。

2.4 杉木—火力楠混交對土壤化學性質的影響 由表4可知，杉木—火力楠4∶1混交林土壤0～20cm和20～40cm的有機質、水解性氮、速效磷、速效鉀含量與杉木純林相比分別提高了13.4%、12.1%、38.7%、22.6%和11.4%、16.4%、21.0%、13.6%，杉木—火力楠4∶2混交林土壤0～20cm和20～40cm的有機質、水解性氮、速效磷、速效鉀含量與杉木純林相比分別提高了21.4%、19.3%、51.9%、37.5%和18.3%、20.8%、43.0%、32.4%，說明杉木—火力楠混交林土壤肥力高于杉木純林。由此可見，杉木與火力楠混交改善了土壤肥力狀況。

3 結論與討論

試驗結果表明，杉木與火力楠混交提高了杉木生長量，其中杉木與火力楠按4∶2比例混交的生長效果優(yōu)于4∶1比例混交;杉木與火力楠混交后，土壤通透性增強，持水量提高，土壤肥力得到改善，這與黃羽[13]的研究結果相似;杉木—火力楠4∶2混交林的土壤理化性質優(yōu)于杉木—火力楠4∶1混交林。由此可見，杉木與火力楠按4∶2比例混交較為理想。

杉木是福建省山區(qū)普遍的造林樹種，營造林面積大，種植范圍較廣。傳統(tǒng)的杉木經(jīng)營模式一般是營造純林，以便于撫育管理和采伐。但經(jīng)營實踐證明長期的純林模式存在生長退化、土壤肥力降低等問題。通過混交造林，尤其是與一些闊葉樹合理配置種植，可以改善林分結構，改良土壤肥力，防止或減輕林分生產(chǎn)力下降和林地衰退。

參考文獻

[1]許貴瑞.杉木與紅椎不同造林方式生長效果研究[J].河北林業(yè)科技，2020，1：18-20.

[2]歐陽錦彰.閩南山地杉木混交林生態(tài)效應研究[J].綠色科技，2017，12：172-174.

[3]薛立，薛曄，吳敏，等.不同坡位火力楠林土壤肥力變化特征[J].水土保持通報，2011，31（6）：51-54.

[4]黃其城.火力楠人工林不同密度效應研究[J].綠色科技，2017，3：124-125.

[5]張萬儒.森林土壤定位研究方法[M].北京：中國林業(yè)出版社，1984.

[6]中國科學院南京土壤研究所.土壤理化性狀[M].上海：上海科學技術出版社，1987.

[7]陳養(yǎng).杉木林下套種闊葉樹試驗研究[J].林業(yè)勘察設計，2008，2：66-69.

[8]潘文忠.杉楠混交林生長及生態(tài)效應研究[J].安徽農(nóng)學通報，2007，13（9）：144-145，227.

[9]翁閑.杉木與乳源木蓮混交林生物量分布規(guī)律研究[J].安徽林業(yè)科技，2011，37（3）：18-21.

[10]江雄清.閩東山地香椿杉木混交林生態(tài)效應[J].安徽農(nóng)學通報，2010，16（15）：190-191，208.

[11]萬福緒，楊東.蘇北海堤杉木楊樹混交林林木生長及土壤肥力研究[J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2006，30（2）：43-46.

[12]黃強.杉木乳源木蓮混交林生長與水文效應分析[J].安徽農(nóng)學通報，2012，18（21）：149-151.

[13]黃羽.閩南山地杉木與火力楠不同混交比例造林效果研究[J].防護林科技，2018，10：10-12.

（責編：徐世紅）