水黃皮在閩南沙岸木麻黃防護林帶更新中應用研究

林武星，朱 煒，林偉東，聶 森，李茂瑾，吳惠忠

(1.福建省林業科學研究院，福建 福州 350012；2.福建省惠安赤湖國有防護林場，福建 惠安 362100)

1 引言

閩南沙岸木麻黃(CasuarinaequisetifoliaForst.)防護林帶是閩南沿海地區抵御風沙、海潮的安全屏障，對閩南沿海一線民眾的生產生活起到重要的保護作用。閩南沙岸有相當面積的木麻黃防護林帶的年齡在35 a以上，進入防護成熟末期，達到了更新年限。研究表明，木麻黃二代更新采用木麻黃造林會產生地力衰退、林分生產力下降、有毒物質在土壤中累積、病蟲害等后果[1～3]，較好的更新策略是營造木麻黃混交林或選用其他的樹種進行造林[4，5]。水黃皮(Pongamiapinnata(Linn.) Pierre)是豆科水黃皮屬的半紅樹喬木樹種，廣泛分布于東南亞到北澳大利亞的太平洋沿岸地區，廣東、海南和福建等沿海地區均有引種，水黃皮具有抗強風、耐鹽堿和干旱的特點，適合在砂質壤土上生長[6,7]。近年來，課題組將水黃皮應用于閩南沙岸木麻黃防護林帶更新中進行試驗研究，探索水黃皮在木麻黃防護林帶更新中應用效果和具體的營造林技術，從而為水黃皮的合理經營提供參考。

2 試驗地基本情況

試驗地位于福建省惠安赤湖國有防護林場大山頭工區，坐標為東經118°55',北緯24°35'，氣候類型是南亞熱帶海洋性季風氣候，多年平均氣溫20.7 ℃，多年平均降雨量1050 mm，多年平均風速7.0 m/s，最大風速32.6 m/s，土壤類型為沙壤土。主要植被有厚藤(Ipomoeapes-caprae)、海邊月見草(Oenotheradrummondii)、老鼠簕(Acanthusilicifolius)、狗牙根(Cynodondactylon)、馬纓丹(LantanacamaraL.)、濱柃(Euryaemarginata(Thunb.)Makino)、樸樹(CeltissinensisPers.)、潺槁木姜子(Litseaglutinosa)等[4,8]。

3 試驗方法

3.1 試驗設計和造林

2009年6月份，對大山頭工區1985年造林的木麻黃基干林帶進行套種水黃皮的林下更新試驗。套種前對林帶的郁閉度進行測定，根據測定結果將林帶郁閉度劃分為0.30以下、0.31～0.50和0.51以上3種，將水黃皮套種在不同郁閉度的木麻黃林帶下。試驗隨機區組設計，3次重復，每塊小區面積400 m2，套種株行距控制在2 m×2 m范圍內。種植穴的規格40 cm×40 cm×40 cm，挖穴的位置要避開木麻黃樹頭，種植前穴內放適量的紅土，對樹苗定植后的根部起保水作用，雨天用赤湖國有防護林場苗圃培育的1年生的水黃皮實生容器苗進行種植。

2009年10月份，在大山頭工區海岸后側33年生的木麻黃林帶采伐跡地上，開展木麻黃與水黃皮帶狀混交試驗，木麻黃與水黃皮混交比例為4∶4。采伐跡地造林前進行林地清理和整地，挖凈木麻黃樹頭樹根后定點挖穴，株行距按2 m×2 m確定種植點位，挖穴規格40 cm×40 cm×40 cm，造林前穴內放適量的紅土，雨天用赤湖國有防護林場苗圃培育的年生的水黃皮實生容器苗和木麻黃水培容器苗進行種植。混交試驗隨機區組設計，3次重復，每塊小區面積400 m2，用木麻黃純林作對比，試驗小區共6塊。

3.2 試驗數據收集

造林后每年年底對試驗林生長情況調查。試驗林11年生時進行全面測定，測定內容包括各試驗小區內每株活立木樹高、胸徑，各試驗小區的土壤化學性質以及各試驗林防風效果。土壤化學性質測定先進行測定樣品采集，即在各試驗小區和不進行林下套種的林帶內梅花型布設5個土壤剖面，在剖面0～20 cm間和20～40 cm間分別采集土壤樣品各大約500 g，帶回實驗室測定土壤的有機質和氮、磷、鉀含量。各試驗林防風效果測定采用手持風向風速儀測定法，即在試驗林帶前空曠地和試驗林內同時測定風速，由此確定林內相對風速和降風率。

4 試驗結果與分析

4.1 木麻黃基干林帶下更新套種水黃皮效果

4.1.1 不同郁閉度木麻黃基干林帶內水黃皮生長情況和防風效果

對郁閉度為<0.3、0.31～0.50和>0.51的木麻黃基干林帶內套種10a的水黃皮保存率、樹高和胸徑測定(表1)，從中看出，隨著木麻黃基干林帶郁閉度的增大，林帶內保存率、樹高和胸徑減少，其中：郁閉度<0.3的林帶內水黃皮保存率、樹高和胸徑與郁閉度0.31～0.50的林帶內水黃皮保存率、樹高和胸徑相比分別提高5%、10.6%和10.2%，郁閉度<0.3林帶內水黃皮保存率、樹高和胸徑與郁閉度>0.51的林帶內水黃皮保存率、樹高和胸徑相比分別提高6%、20.9%和17.4%。方差分析(表2、表3)表明，不同郁閉度木麻黃基干林帶內水黃皮的保存率、樹高和胸徑存在顯著差異，說明林帶郁閉度對林帶內水黃皮的生長有明顯的影響，這應該是與水黃皮的特性關系密切，水黃皮屬于陽性樹種，需要充足的光照條件才能快速生長。經對套種水黃皮的林帶進行風速測定(表1),郁閉度大的林帶林內相對風速較小，其中：郁閉度>0.51的林帶的林內相對風速為6.4%，郁閉度0.31～0.50的林帶林內相對風速為7.0%，郁閉度>0.51的林帶林內相對風速為7.3%。這是由于林帶郁閉度大，海風經過林帶時受到林帶內林木阻擋而被削弱的強度大。

表1 不同郁閉度木麻黃基干林帶內水黃皮生長量和林內風速

表2 不同郁閉度木麻黃基干林帶內水黃皮保存率方差分析

表3 不同郁閉度木麻黃基干林帶內水黃皮樹高、胸徑生長量方差分析

4.1.2 木麻黃基干林帶套種水黃皮后土壤化學性質變化

通過對套種水黃皮的木麻黃基干林帶和沒有套種的基干林帶的土壤化學性質測定(表4),套種水黃皮的林帶的土壤有機質、速效磷、速效鉀以及全氮、水解性氮和全磷等含量與沒有套種水黃皮的林帶相比均有不同程度的增加，說明林帶套種水黃皮后，土壤的肥力得到一定的改善，這是因為水黃皮屬于豆科植物，具有固氮改良土壤的作用。

表4 木麻黃基干林帶內套種水黃皮后土壤化學性質

4.2 木麻黃老林帶采伐更新營造木麻黃-水黃皮混交林效果

4.2.1 木麻黃純林與木麻黃-水黃皮混交林生長情況和防風效果比較

木麻黃純林與木麻黃-水黃皮混交林11a生時測定其生長情況和林內風速(表5),2種類型的林分保存率高，每塊試驗林中林木的保存率都在90%以上，方差分析(表6)顯示不同類型林分中木麻黃的保存率沒有顯著差異；混交林中木麻黃的樹高、胸徑與木麻黃純林的樹高、胸徑相比較分別提高了7.5%和20.5%，方差分析(表7)表明不同類型林分中木麻黃的樹高、胸徑有明顯差異，可見混交林中水黃皮對木麻黃生長有促進作用。通過對不同類型林分風速測定(表5),木麻黃-水黃皮混交林內相對風速比木麻黃純林小9.4%，說明木麻黃-水黃皮混交林降風效果比木麻黃純林明顯。

表5 木麻黃純林、木麻黃-水黃皮混交林生長量和林內風速

表6 木麻黃純林和麻黃-水黃皮混交林中木麻黃保存率方差分析

表7 木麻黃純林和麻黃-水黃皮混交林中木麻黃樹高、胸徑生長量方差分析

4.2.2 木麻黃純林與木麻黃-水黃皮混交林土壤化學性質比較

對木麻黃純林和木麻黃-水黃皮混交林土壤樣品測定(表8)表明，木麻黃-水黃皮混交林土壤的有機質、速效磷、速效鉀以及全氮、水解性氮和全磷等含量與木麻黃純林土壤相比都增加，可見，木麻黃與水黃皮混交后，土壤的肥力有所提高。這應該是由于水黃皮的固氮功能，改良了地力，而且水黃皮的落葉分解后，一些營養物質也返回土壤，使土壤的養分增加。

表8 木麻黃純林、木麻黃-水黃皮混交林土壤化學性質

5 結論與討論

沙岸木麻黃基干林帶郁閉度對林帶內水黃皮的生長有較大影響，林帶內水黃皮的保存率、樹高和胸徑隨林帶郁閉度的增加而降低，不同郁閉度林帶內水黃皮的保存率、樹高和胸徑差異達到顯著水平。林帶內套種水黃皮對土壤肥力起到改善作用。木麻黃與水黃皮帶狀混交能提高木麻黃的生長量、林分防風效能和土壤肥力。

閩南沙質海岸不少木麻黃林帶已進入防護成熟期，需要及時更新以確保林帶的防護功能持續發揮[9～12]。木麻黃基干林帶位于海岸前沿地段，風沙大，林帶更新采用林下套種的方式可避免形成新的風口的風險[13～15]，應用水黃皮進行林帶下更新，需要選擇郁閉度小的林帶或者將密度大的林帶適當疏伐降低郁閉度后套種。海岸后側木麻黃更新提倡營造混交林，可選用木麻黃與水黃皮混交，由于木麻黃生長速度比水黃皮快，混交林配置方式宜采取帶狀或塊狀，可避免水黃皮生長受木麻黃限制。