不同桉樹純林更新改造模式對林分生長量和土壤理化性質的影響

陳志洪

(福建省安溪縣西坪林業工作站，福建 安溪 362431)

1 引言

桉樹(EucalyptusrobustaSmith)是桃金娘科桉屬、傘房桉屬和杯果木屬植物的統稱，原產于澳大利亞、巴布亞新幾內亞、印度尼西亞、菲律賓等國，具有適用性強、生長快、干形好、用途廣等優勢，可用于制漿造紙、人造板和建筑等行業，也可用作生物質能源，還可以生產桉葉油、桉多酚等林副產品[1]。桉樹是重要的短周期工業原料林樹種之一，福建閩東南地區在過去近20年時間里大面種引種，全省種植面積超過350萬畝，因生產周期短、產量高，對緩解木材市場壓力做出了巨大貢獻，也創造了較高的經濟效益。但是，由于大部分林農片面的追求經濟利益，采取的經營模式通常是營造桉樹純林，在主伐后采取萌生更新，多代連栽，并大量施用化肥，導致了地力衰退、森林生態功能下降、病蟲害頻發等問題日益突顯。安溪縣位于福建省東南部，屬于典型的閩南山地地型，桉樹人工純林面積近10萬畝，其中尾巨桉造林面積最大，本試驗通過對桉樹人工純林采伐后采取萌芽更新+套種鄉土樹種的改造模式與萌芽更新純林進行對比分析，旨在為探索桉樹林可持續經營提供參考。

2 試驗地概況

試驗地位于福建省安溪縣龍涓鄉連祠村002林班08大班170小班，地理位置為北緯24°51′26 "，東經117°40′24 "，屬于典型的閩南山區地形，海拔在290～470 m之間，坡度25°，坡向西北，土壤類型為紅壤，土層厚度70 cm，腐殖質層4 cm，質地疏松肥沃。氣候類型屬南亞熱帶季風氣候，年均氣溫20 ℃，最高氣溫40 ℃，最低氣溫0 ℃，全年無霜期300 d，年平均降雨量1600～1800 mm，雨量充沛，氣候溫和，日照時間較長，自然條件優越。試驗地為主伐皆伐采伐跡地，前茬為桉樹人工純林，種植品種為尾巨桉DH32-29，初植密度1650株/hm2，株行距2 m×3 m。

3 研究方法

3.1 試驗設計及營林措施

桉樹林于2016年主伐皆伐后，當年12月份至翌年1月份進行全面劈雜清理，進行4種不同模式的更新試驗。每種更新模式分別上、中、下坡3個坡位各設1塊標準地，典型隨機布設，3個重復共設置20 m×20 m標準地12塊，分別桉樹萌芽+套種杉木、桉樹萌芽+套種火力楠、桉樹萌芽+套種紅錐、桉樹純林萌芽進行更新造林試驗。

桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種混交林的造林設計：均勻保留桉樹萌芽條450～525株/hm2，分別套種杉木、火力楠、紅錐1350株/hm2，桉樹與鄉土樹種的混交比例約為1∶3。套種采取沿等高線水平帶穴狀整地，株行距約為2.5 m×3 m，行帶錯開原桉樹種植行，挖穴規格50 cm×40cm×30 cm，每穴下基肥有機肥0.5 kg，2017年1～2月份挖穴整地，3月份完成造林。套種苗木全部選用1年生實生苗，紅錐、火力楠為漳州巖溪國有林場培育的容器苗，苗高約60 cm；杉木為福建洋口國有林場培育的裸根苗，苗高50～80 cm。造林后當年5～6月份進行擴穴鋤草撫育、9～10月份進行割灌除草撫育，劈除多余萌芽，并對保留桉樹萌芽條施復合肥0.25 kg/株；第2年再分別進行割灌除草+擴穴、割灌除草2次撫育，并施復合肥桉樹0.5 kg/株、其它鄉土樹種0.1 kg/株；第3年再進行1次割灌除草撫育，并施復合肥桉樹0.5 kg/株、其它鄉土樹種0.15 kg/株。

桉樹萌芽更新純林設計：采伐后對林地進行清理，保留桉樹萌芽條，當年9～10月份進行割灌除草撫育，每個樹樁保留1～2株粗壯萌芽條，劈除多余萌芽，并挖穴埋施復合肥0.25 kg/株；第2～3年每年分別再進行1次割灌除草撫育，施復合肥0.5 kg/株。

3.2 試驗林調查

2022年8月份對試驗林內的標準地進行全林調查，每木檢尺，測定胸徑、樹高，調查保存株數，蓄積量計算根據《福建省地方森林資源監測體系小班區劃調查用表》計算公式，杉木單株材積V=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，紅錐、火力楠單株材積V= 0.000052764291D1.8821611H1.0093166,桉樹單株材積V=0.00005526D1.9060912-0.0029994DH1.0324886-0.9687141/D+7.3639912/DH。同時，在標準地內采集土樣進行分析，每個標準地沿對角線各隨機布設4個土壤垂直剖面采集土樣，每個剖面分0～20 cm和20～40 cm兩個土壤層面用“環刀法”采集土壤用于土壤物理性質測定，同時在每個土層各取1 kg土樣裝入塑料袋用于土壤化學性質測定[2，3]。

4 結果與分析

4.1 試驗林生長情況分析

在6年生時通過對試驗林的調查結果顯示(表1)，桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種杉木、火力楠、紅錐的混交林中桉樹的單株生長量均顯著大于純林，其中：桉樹萌芽更新+杉木混交林中桉樹的平均胸徑、平均樹高和平均單株材積分別比桉樹萌芽更新純林增加了32.4%、29.8%、111.7%；桉樹萌芽更新+火力楠混交林中桉樹的平均胸徑、平均樹高和平均單株材積分別比桉樹萌芽更新純林增加了29.6%、33.8%、109.5%；桉樹萌芽更新+紅錐混交林中桉樹的平均胸徑、平均樹高和平均單株材積分別比桉樹萌芽更新純林增加了28.9%、35.8%、110.5%。桉樹+杉木、桉樹+火力楠、桉樹+紅錐3種混交林中單一桉樹的蓄積量與桉樹純林相比分別減少了21.5%、24.7%、24.3%，但林分總蓄積量除了桉樹+火力楠混交林略低于桉樹純林外，桉樹+杉木和桉樹+紅錐混交林的林分總蓄積量均超過桉樹純林，林分總蓄積量對比：桉樹+紅錐混交林 > 桉樹+杉木混交林 > 桉樹純林 > 桉樹+火力楠混交林。

通過對桉樹生長量及林分蓄積量進行方差分析結果表明(表2)，桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種的混交林中的桉樹生長量與純林相比差異均達到極顯著水平，而混交林和純林林分總蓄積差異不顯著。由此可見，桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種杉木、火力楠、紅錐的更新改造模式，形成的混交林中桉樹的生長量均得到顯著提高，而且形成了復層林結構，林分生長的營養空間得到了拓展，生長潛力更大，在生產中可以推廣應用。

表1 6年生不同更新改造模式生長情況

表2 不同更新改造模式生長情況方差分析

4.2 試驗林土壤理化性質分析

4.2.1 不同類型試驗林土壤物理性質

通過對不同類型試驗林采樣土壤進行物理性質測定(表3)，結果顯示桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種的混交林土壤容重均小于桉樹萌芽更新純林，其中桉樹+紅錐混交林土壤容重最小；混交林的毛管孔隙、非毛管孔隙和土壤持水量也均大于桉樹純林，其中桉樹+紅錐混交林土壤孔隙和持水量最大。由此可見，桉樹+套種鄉土樹種的混交林土壤比桉樹純林土壤更為疏松透氣，更有利于樹木生長，其中桉樹+紅錐混交林土壤結構最好，而桉樹純林土壤較為板結、通透性差，不利于持續經營。

表3 不同更新改造模式土壤物理性質測定

4.2.2 不同類型試驗林土壤化學性質

通過對不同類型試驗林采集土壤樣品進行化學性質測定(表4)，結果顯示桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種的混交林土壤的速效鉀、水解性氮和有機質等反映土壤肥力狀況的指標均大于桉樹萌芽更新純林的土壤。由此可見，桉樹純林改造成混交林可以改善土壤肥力，有效緩解地力衰退。這與桉樹快速生長對土壤肥力的消耗較大，而混交林中鄉土樹種比例比桉樹更大，對土壤土壤養分的吸收較緩有密切關系；同時，桉樹和鄉土樹種形成的混交復層林，不管從地上到地下林木的垂直生長空間都得到了優化，更有利于保水保肥。

表4 不同更新改造模式土壤化學性質測定

4.3 營林成本分析

通過對不同類型試驗林的營林成本進行比較，結果桉樹萌芽更新+套種杉木和桉樹萌芽更新+套種火力楠、紅錐的營林成本分別比桉樹萌芽更新純林1.33萬元/hm2增加了0.59萬元/hm2和0.69萬元/hm2，而相比于全部采取人工造林節省了營林成本0.22萬元/hm2。經過效益分析，雖然桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種混交林比萌芽更新純林營林成本有所增加，但與成林產出的經濟效益相比占比僅為2%～3%，因此對總體經濟效益影響不大(表5)。

表5 不同類型試驗林營林成本

5 結論與討論

(1) 通過對6年生桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種混交林和桉樹萌芽更新純林生長量進行調查對比，結果顯示混交林中桉樹的單株生長量均顯著大于純林桉樹生長量，經濟價值更高，而混交林與純林林分總蓄積差異不明顯，林分總蓄積量對比：桉樹+紅錐混交林 > 桉樹+杉木混交林 > 桉樹純林 > 桉樹+火力楠混交林。但是，桉樹屬于短周期速生樹種，純林前期生長量增長較快，而桉樹套種鄉土樹種形成的混交復層林，林分生長的營養空間得到拓展，生長潛力更大，因此，在生產中對桉樹純林更新改造建議營造混交林，其中桉樹套種紅錐混交林效果最佳。

(2) 通過對不同更新改造模式試驗林采集土壤樣品進行物理化性質測定，結果顯示桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種杉木、火力楠、紅錐的混交林土壤容重均小于桉樹萌芽更新純林，土壤孔隙度和持水量均大于桉樹萌芽更新純林，而且土壤有機質、速效鉀和水解性氮等有效養分含量也均高于桉樹萌芽更新純林。因此，桉樹萌芽更新+套種鄉土樹種的混交林土壤的肥力高于桉樹萌芽更新純林，而桉樹純林土壤較為板結、通透性差，桉樹純林改造混交林可以改善土壤肥力，更有利于持續經營。

(3)由于本試驗中桉樹萌芽+套種鄉土樹種的3種更新改造模式作業方式比較單一，混交方式都采用株間混交，混交比例也都一樣，若采取其它混交方式或其它混交比例進行對比結果尚不明確，而且林齡6年之后的林分生長情況還有待于繼續調查，因此，本試驗的分析結果只作為初報，更深入的結果有待于繼續調查研究。