禿杉木荷混交造林林木生長效果探究

陳志洪

(福建省安溪縣西坪林業(yè)站，福建 安溪 362431)

1 引言

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.)是我國南方主要的用材林樹種，也是安溪縣的主要造林樹種。杉木生長快、周期短、產(chǎn)量高。但多代經(jīng)營，導(dǎo)致林地土壤結(jié)構(gòu)惡化，林木生長不良。為了改善林地林木的生長環(huán)境，增加林地土壤肥力，提高土壤理化性質(zhì)，充分發(fā)揮林種多樣性，提高林木生長效果，改變生態(tài)效益，在杉木采伐跡地營造了禿杉(Taiwaniacryptomerioides)和木荷(ManglietiayuyuanensisLaw)針闊樹混交林。木荷為常綠喬木，生長迅速，樹干通直圓滿，壽命長，枝葉茂盛，凋落物多，在林地地表層枯枝落葉物厚，易分解，土壤養(yǎng)分含量高，是禿杉混交林的理想伴生樹種。禿杉與木荷混交造林，可提高土壤肥力，改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)林木生長，提高林分生長量，且具有較好的涵養(yǎng)水源保持水土能力。幾年來, 筆者對12年生禿杉木荷混交林、純林的林分生長效果、土壤肥力進(jìn)行了調(diào)查探究，總結(jié)了禿杉木荷混交林的營造技術(shù)，以期為人工林的持續(xù)經(jīng)營提供理論依據(jù)。

2 混交林純林造林材料

2.1 造林地概況

造林地設(shè)在福建省安溪縣西坪鎮(zhèn)后格村村后山，地處東經(jīng)117°08′09、北緯25°06′06″。此地境內(nèi)山巒重疊，風(fēng)景美麗，海拔455 m。氣候暖和，一年四季分明，雨水充沛，干濕度明顯，年平均氣溫19.2 ℃、降雨量1802 mm。相對濕度81%左右，1月份平均氣溫16.5 ℃，極低溫 -1 ℃，7月份平均氣溫35 ℃，極高溫37 ℃，全年≥10 ℃活動積溫7000 ℃，無霜期341 d。林地周邊杉松、闊葉樹、毛竹林木茂密，屬黃紅壤沙質(zhì)土，土壤肥力一般，排水良好，pH值5.5～6.0，土壤濕潤，適禿杉、木荷混交林、純林的生長。

2.2 造林地材料

2.2.1 林地規(guī)劃

2008年10月下旬，對造林地的規(guī)劃，對杉木采伐跡營造地禿杉木荷混交林、禿杉純林進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)面積9 hm2(其中造林禿杉木荷混交林3.3 hm2, 造林禿杉純林3 .3 hm2、造林木荷純林3 .3 hm2)。

2.2.2 林地整地

11月上旬開始整地，株行距4 m×4 m，采用挖明穴回表土，每穴施1 kg鈣鎂磷與穴中土壤攪拌均勻，可提高穴中土壤肥力。

2.3 林木的撫育間伐

2009年春季造林之后，每年對混交林、純林幼林進(jìn)行管理，除草、松土、施肥各2次，連續(xù)進(jìn)行3年；第4年后每年除草1次。由于林木生長過快，到第10年，林分密度過大，林內(nèi)透光性差，致使林木生長競爭力強(qiáng)，個(gè)別樹木被壓而生長不良，為了促進(jìn)林木生長，提升林分空間結(jié)構(gòu)，于2019年10月，對林分進(jìn)行間伐，按福建省林木間伐有關(guān)技術(shù)規(guī)定，間伐木平均株數(shù)為28%，保留平均株數(shù)為72%%。各試驗(yàn)林分間伐株樹具體見表1。

表1 各試驗(yàn)小區(qū)撫育強(qiáng)度及保留株樹探究

2.4 混交林純林外業(yè)調(diào)查及效果探究

2.4.1 混交林純林林分調(diào)查

2020年10月，在混交林、純林各林分內(nèi)，選具有代表性地段，坡向、坡位、坡度相似，每個(gè)樣地各設(shè)臨時(shí)樣地4個(gè)，各面積為25.82 m × 25.82 m。在各樣地內(nèi)各設(shè)5個(gè)樣圓，對林木進(jìn)行每木檢尺，檢測樹高、胸徑、樹冠、枝下高等生長指數(shù)，按二元材積公式計(jì)算出，取單株材積計(jì)算蓄積量。

二元材積計(jì)算公式為：

V禿杉=0.000058061860D1.9553351H0.89403304;

Vm木荷=0.00005276D1.8821611H1.009317；

在最后一層灰土壓實(shí)后，進(jìn)行墊層放線。為了進(jìn)一步控制基礎(chǔ)水平，在墊層模板支設(shè)過程中，技術(shù)人員要使用水準(zhǔn)儀對模板四角進(jìn)行標(biāo)高測量，以保證工程質(zhì)量。

林分蓄積=單株材積×林分保留密度。

2.4.2 林地內(nèi)枯枝落葉物溫濕度測定

在混交林、純林林分的林冠下，對枯枝落葉層厚度基本一致的地方設(shè)置臨時(shí)樣地，樣地面積為2.0 m × 2.0 m。測定地表層枯枝落葉層的深度，并在各林分內(nèi)、外設(shè)臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣地，隨機(jī)各選擇2個(gè)觀測點(diǎn)，在觀測點(diǎn)樹高1.3 m處掛溫、濕度表，測定林地內(nèi)的林分內(nèi)、外的溫度和濕度。

2.4.3 林地土壤調(diào)查

于林地內(nèi)的混交林、純林各林分，選擇具有代表性的土壤，對土層剖面進(jìn)行挖掘，按“S”形路線挖掘出4個(gè)樣點(diǎn)，按技術(shù)規(guī)定，以0～20 cm、21～40 cm的土層取土壤樣品，用100 cm3的“環(huán)刀法”分別采集0～20 cm、21～40 cm的原狀土帶回室內(nèi)烘干，并測定物理含水量、土壤N、P、K的元素含量進(jìn)行效果探究。

3 林地林木效果探究

3.1 混交林純林林分生長效果探究

混交林、純林林分生長效果探究(表2)顯示，12年生的禿杉木荷混交林林木平均樹高，分別比禿杉、木荷純林的平均樹高分別高大7.98%、8.52%，平均胸徑分別粗11.60%、9.70%，平均樹冠分別增大11.72%、4.81%，枝下高平均分別增加7.14%、25.00%，單株材積平均分別增加33.33%、31.34%，蓄積平均分別多29.54%、27.75%。

表2 禿杉木荷林分生長效果探究

3.2 不同林地枯枝落葉物和溫濕度效果探究

禿杉木荷混交林、純林的林分生長效果。混交林的林分樹冠寬幅大、枝葉茂密，林冠的層次互相嵌鑲，與純林的林分相比，混交林的林分林冠層次多層，形成復(fù)層。混交林的林地地表層枯枝落葉物厚度為7.6 cm/m2，禿杉純林的林地地表層枯枝落葉物厚度為4.5 cm/m2，木荷純林的林地地表層枯枝落葉物厚度為6.2 cm/m2(表2)。可見，混交林的林地地表層枯枝落葉物厚度，分別比純林的林地地表層枯枝落葉物厚度增厚多69.0%、23.0%，這表明混交林的林地地表層比純林的林地地表層能涵養(yǎng)水源能力強(qiáng)。混交林的林分樹冠枝葉茂密，混交林可減少陽光直射林地，減少林內(nèi)水分蒸發(fā)，在高溫季節(jié)林內(nèi)氣溫比較涼爽，在寒冷季節(jié)林內(nèi)溫度比較高，顯示出混交林的林分能調(diào)節(jié)林內(nèi)的溫濕度。空氣溫濕度的測定結(jié)果顯示(表3)，混交林內(nèi)的平均溫度，比純林內(nèi)的平均溫度可降低到0.5～1.0 ℃，能提升2.8%～5.7%；而相對濕度則比純林提高1.0%～2.0%，增加了1.3%～2.5%，這顯示林內(nèi)的氣溫和相對濕度，可改變林地生態(tài)環(huán)境，從而促進(jìn)林分生長。

表3 禿杉木荷混交林純林林內(nèi)溫濕度效果探究

3.3 混交林純林林地土壤肥力效果探究

3.3.1 各林地土壤化學(xué)成分效果探究

林地內(nèi)混交林、純林的土壤中N、P、K含量的高低，直接關(guān)系到林木生長的快慢。試驗(yàn)區(qū)的林地土壤化學(xué)性質(zhì)的測定結(jié)果見表4。由表4可知，混交林的林地土壤與純林的林地土壤相比，無論是0～20 cm土層還是21～40 cm土層，混交林土壤的pH值、土壤化學(xué)均有顯著的提高。就0～20 cm土層而言，混交林的土層土壤，分別比禿杉、木荷純林的土層土壤，pH值提高1.8%～3.6%，有機(jī)質(zhì)提高2.8%～4.4%，土壤養(yǎng)分全N、全P、全K含量增加2.0%～4.1%、4.9%～%、1.0%～2.0%；其速效N、P、K成分含量也比增加0.2%～0.42%、4.8%～7.5%、1.9%～4.4%。這表明混交林能提高土壤化學(xué)元素含量。

表4 禿杉木荷混交林、純林土壤化學(xué)性質(zhì)效果探究

3.3.2 混交林純林林地土壤物理效果探究

混交林純林的林地土壤物理性質(zhì)和土壤涵養(yǎng)水源能力其效果不同。各試驗(yàn)區(qū)林地的土壤的物理性質(zhì)的測定結(jié)果(表5)。以0～20 cm土層而言，混交林地的各項(xiàng)物理性質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于純林。純林林地的土壤效果，比混交林地的土壤效果差，容重分別減少2.0%～4.9%，而林地最大持水量分別提高4.55%～8.28%，毛管持水量分別增加3.2%～8.6%，田間持水量分別提高1.37%～2.38%，毛管孔隙度分別增加2.2%～3.0%，非毛管孔隙度分別提高1.6%～5.49% ，總孔隙度分別提高2.0%～4.2%，通氣度分別增加8.5%～5.7%。結(jié)果表明，混交林的林地土壤持水量比純林高，保持水土能力強(qiáng)。

表5 禿杉木荷混交林、純林土壤物理效果探究

4 結(jié)論

在福建省安溪縣林地營造禿杉木荷混交林試驗(yàn)，經(jīng)過12年的經(jīng)營管理，禿杉木荷混交林林木的生長效果，比純林林木生長效果好。禿杉木荷混交能互相促進(jìn)生長，其蓄積量比純林大，試驗(yàn)造林禿杉木荷混交造林，能促進(jìn)林木生長，提升林木蓄積量。

在試驗(yàn)區(qū)混交林的林地土壤理化性質(zhì)，均比純林的林地土壤理化性質(zhì)，明顯有所改善，地表層枯枝落葉物厚，涵養(yǎng)水源、保持水土能力強(qiáng)，可改變林地的生態(tài)環(huán)境。實(shí)踐證明，禿杉木荷混交造林效果良好，禿杉木荷混交造林模式在福建省泉州地區(qū)值得推廣。