天然杉木混交林和伴生樹種凋落動態(tài)變化研究

杉木是中國南方重要的經(jīng)濟樹種，具有抗病蟲害能力強、成活率高的特點。目前，混交種植被認為是提高杉木產(chǎn)量的有效方法，但如何選擇伴生樹種成為制約混交林種植的瓶頸，也是杉木種植產(chǎn)量提高的關(guān)鍵。基于此，本文以杉木混交效果較好的福建省武夷山為例，分析混交林和伴生樹種凋落的動態(tài)變化，分析該地區(qū)混交林高產(chǎn)的本質(zhì)，為中國杉木混交種植提供數(shù)據(jù)支持。

研究結(jié)果顯示，武夷山地區(qū)的毛竹、木荷等伴生樹種受海拔、氣候影響，其凋落時間、趨勢與該地區(qū)的杉木保持一致。杉木混交林種植比單一杉木種植的效果更優(yōu)，不僅可以提高植株的胸徑、增長速度，而且可以改善土壤肥力，實現(xiàn)可持續(xù)種植。然而，不同地區(qū)的杉木伴生樹種不同，致使杉木產(chǎn)量存在顯著差異。

目前，中國在伴生樹種、凋落量方面的研究較少，無法為杉木混交樹種的選擇提供依據(jù)。為了找到杉木的最佳伴生樹種，揭示武夷山地區(qū)杉木混交林高產(chǎn)的本質(zhì)，本文從凋落量、凋落時間、變化趨勢等方面分析不同伴生樹種的杉木混交林、單優(yōu)杉木混交林的動態(tài)變化關(guān)系[1]。

1調(diào)查對象的自然狀況

以武夷山自然保護區(qū)為研究區(qū)域，地理位置為北緯27°27′～27°56′，東經(jīng)117°27′～117°56′，海拔為675 m。該地區(qū)為亞熱帶季風氣候、平均溫度為23℃，相對濕度為79～86%。該地區(qū)主要為燕山早期粗晶花崗巖發(fā)育的山地紅壤、黃紅壤，土質(zhì)疏松，土層厚度大于1 m。該地區(qū)的山路混交林為3層喬木，1層由高25 m喬木組成，均為杉木；2層由7～25 m喬木組成，包括木荷、毛竹、羅浮栲、細柄阿丁楓；三層為高0～8 m喬木組成，包括黃瑞木、杜鵑、馬銀花。樹種主要為亞熱帶科屬，落葉喬木占4.2%、常綠喬木占40%、常綠灌木占37.4%、落葉灌木占91.2%、常綠藤木占34%、草本及蕨類占3.1%。

2研究方法

在選擇山路混交林時，選擇具有代表性的6塊實驗地，每塊試驗地面積為400 m2。在實驗地內(nèi)根據(jù)機械布點法安裝10個面積為0.25 m2的凋落收集網(wǎng)。選擇毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲等伴生樹種與杉木進行混交。于每月30號收集凋落葉，進行烘干稱重，并記錄落葉的變化時間[2]。

3研究結(jié)果與分析

3.1凋落數(shù)量

凋落量主要受環(huán)境因素及林木因素的影響。環(huán)境因素包括緯度、海拔；林木因素包括品種、樹林、種植密度。不同地區(qū)及不同樹種的凋落量不同。

通過查閱相關(guān)資料可知，福建省武夷山地區(qū)杉木混交林年平均凋落量為3.914 t/hm2，與同一緯度、海拔的通海店中常綠闊葉林年凋落量3.21 t/hm2類似，低于七坪林場8.42 t/hm2、鼎湖山8.22 t/hm2和尖峰嶺熱帶林8.9 t/hm2等地區(qū)的常綠闊葉林年凋落量，顯著高于武夷山地區(qū)的2.5 t/hm2年凋落量，如表1所示。

當杉木與毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲伴生樹種混交時，毛竹凋落量最高，為0.708t/hm2，其次為苦櫧（0.707 t/hm2）、木荷（0.687 t/hm2）、甜櫧（0.672 t / hm2）、米櫧（0.621 t / hm2）、絲栗栲（0.516 t/hm2）。國內(nèi)有學者認為，凋落是杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)中的重要指標之一，可以直接反映該系統(tǒng)的循環(huán)速率。也有學者認為，實際凋落總量與殘留量的比值是土壤改善情況的重要指標，不僅代表該地區(qū)的生物分解速率，也體現(xiàn)土壤中生物循環(huán)強度。通過對12月份的殘留量檢測發(fā)現(xiàn)混交林總殘留量為2.03 t/hm2，分解率為1.93；杉木單優(yōu)的殘留量為1.92 t/hm2，分解率為0.95。依據(jù)Rodin分解等級，混交林分解率為強烈級，單優(yōu)分解率為遲緩級。

3.2凋落量變化

凋零物量的變化主要由2個因素決定，一個因素是樹種自身的生物特性，另一個因素是環(huán)境條件的變化。

3.2.1混交林凋零物量的季節(jié)變化

武夷山地區(qū)山木混交林凋零物量的高峰為每年4、11月，占全年凋零物總量的10.4%、14.6%，7月為過渡期，占全年凋零物總量的6.2%；低谷為每年1、9月，占全年凋零物總量的5.6%、5.4%；春、夏、秋、冬四季凋零物量分別占全年凋零物總量的29.1%、24.7%、27.9%和18.6%。

由上圖可知，不同混交林樹種及單優(yōu)杉木的凋落量無顯著差異，變化趨勢大體保持一致。

3.2.2單優(yōu)杉木凋落的季節(jié)變化

武夷山地區(qū)單優(yōu)杉木的凋零物量高峰為每年4、11月，占全年凋零物總量的4.8%、3.2%，7月為過渡期，占全年凋零物總量的2.1%；低谷為每年1、9月，占全年凋零物總量的1.1%、 1.2%；春、夏、秋、冬四季凋零物量分別占全年凋零物總量的31.3%、14.2%、32.1%和21.1%。武夷山地區(qū)各季節(jié)的凋落量與廣西龍勝、廣西嶺溪、廣西宜山等地的杉木凋落量保持一致，且存在顯著差異（P<0.05）。由此可知，杉木凋落規(guī)律受其生物學特性影響。

每年4、11月是木荷、苦櫧和甜櫧凋零物總量高峰時期，木荷凋落量為15.2%、16.4%，苦櫧凋落量為11.3%、16.4%，甜櫧凋落量為19.6%，17.8%，凋落總量比較相近，變化趨勢基本一致。每年5、6月是絲栗栲凋零物總量高峰時期，凋落量為40.4%。每年4、5月是米櫧凋零物總量高峰時期，凋落量為51.4%。每年11月是毛竹凋零物總量高峰時期，凋落量為21%[3]。經(jīng)過對比統(tǒng)計分析可知，上述混交樹種的各季凋落總量存在顯著差異（P<0.05）。絲栗栲、米櫧主要集中于春季凋落，毛竹主要集中于秋冬季凋落，木荷、苦櫧、甜櫧主要集中于春秋季凋落。混交樹種的凋落總量占杉木混交林凋零總量的65%～80%，且與杉木落葉的季節(jié)變化保持一致，揭示了福建杉木混交林高產(chǎn)的本質(zhì)。毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲等混交林伴生樹種與廣西七坪場凋落高峰保持一致，與廣西壯族自治區(qū)龍勝、嶺溪、宜山等地的凋落高峰相反，說明常綠闊葉林樹種的凋落物規(guī)律受氣候、海拔影響。

混合不同伴生樹種的杉木混交林與單優(yōu)杉木之間在季節(jié)凋落量、凋落變化趨勢方面存在顯著差異（P<0.05），但不同季節(jié)杉木混交林之間無顯著差異（P>0.05）。不同海拔、季節(jié)的伴生樹種也存在凋落量、變化趨勢的差異。由此可知，福建省武夷山地區(qū)杉木混交林高產(chǎn)的主要原因為伴生樹種的凋落量及凋落趨勢與杉木保持一致。

參考文獻

[1]童建明，馬立榮.福壽林場杉木混交林種內(nèi)、種間競爭研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2020，39（2）：44-50.

[2]王曉艷.福建柏與杉木混交林林分生長研究[J].林業(yè)勘察設(shè)計，2020，20（1）： 19-23.

[3]鄒楷澤.桉樹杉木混交林預防油桐尺蠖危害作用分析[J].綠色科技，2019（11）： 186-187.

（廣東省郁南林場石鑒賢）