遼西油松純林更新改造技術研究

鄒桂霞

（遼寧省水土保持研究所，遼寧 朝陽 122000）

油松（PinustabulaeformisCarr.）是遼西地區(qū)人工林主要造林樹種，20世紀50～60年代遼西營造了近60萬hm2的油松人工純林，占本區(qū)林地面積的50%以上［1］。由于水土流失嚴重，蟲害頻繁發(fā)生，導致油松人工林林分生長狀況差，質量低下。實踐證明，現有油松林不可能成材。因林分結構單一，林下缺乏灌木覆蓋，林分的涵養(yǎng)水源、防止水土流失等生態(tài)功能也較差［2］，因此開展人工油松純林更新改造顯得迫切而重要。

1 材料與方法

研究區(qū)選在代表遼西地區(qū)的朝陽市喀左縣草場鄉(xiāng)三家村南溝，該區(qū)屬大陸性季風氣候，多年平均氣溫8.4℃，年均降水量450mm，年均蒸發(fā)量2088.5 mm。土壤為褐土，土層厚度45～50cm，坡度6°。油松林位于山地陰坡，樹高3～4m，郁閉度0.7，林齡30年，2005年春實施油松人工林帶狀皆伐，皆伐帶與保留帶比例為1∶1，帶寬50m，同年春季在皆伐跡地上栽植山杏、刺槐，山杏、刺槐用一年生裸根苗，造林密度為2m×3m。

2 結果與分析

2.1 不同模式樹木生長狀況

2008年秋對油松×山杏、油松×刺槐及油松純林3個模式的林木生長因子調查結果（表1）可以看出，與闊葉樹種混交后油松樹高、胸徑生長量明顯提高，這說明混交林的通風透光條件得到了改善，從而使光合作用能力相對加大，干物質積累相對較多；同時林下枯落物量相對增加，使得徑流減少，養(yǎng)分增加，促進了油松生長。

表1 不同模式的樹木生長量

2.2 不同模式的生物多樣性

不同模式在植物多樣性方面有明顯不同，油松×山杏、油松×刺槐混交林的植被蓋度比油松純林分別提高53.4%和53.9%，林下草本植物平均高度增加9.7～10.6cm，產草量濕重與干重分別是油松純林的4.8～5.2倍和2.7～2.8倍，林下植物種類增加6～9種。代表植物也有一定的改善，混交林林下以菊科的茵陳蒿（ArtemisiacapillarisThunb.）、蝶形花科的興安胡枝子［Lespedeza daurica（Laxm.）Schindl.］、唇 形 科 的 百 里 香（Thymusmongolicus）、禾 本 科 的 針 茅（Stipa baicalensisRosher）為主，間有灌木荊條（Vitex chinensisMill.）。油松純林林下以禾本科的隱子草［Cleistogenessquarrosa（Trin.）Keng］為多見，其次有興安胡枝子、針茅等。

2.3 不同模式林下土壤理化性狀

試驗區(qū)林地土層厚度平均為47cm，油松、山杏、刺槐側根大多分布于5～40cm深度范圍內，草本根系多在0～20cm深度范圍內。5～20cm和21～40cm土層內的總孔隙度油松×山杏混交林比油松純林分別提高5.2%和1.6%，油松×刺槐混交林比油松純林分別提高8.1%和1.5%。5～40cm非毛管孔隙度油松×山杏混交林、油松×刺槐混交林比油松純林分別提高19.1%和52.7%。這是由于混交林林下植物種類多，土壤中有機質增加，使土壤的容重降低，總孔隙度提高。

測定相同立地條件的油松×山杏混交林，油松×刺槐混交林、油松純林林下0～40cm土壤有機質含量、全N含量、速效P含量。結果表明：油松×山杏混交林林，油松×刺槐混交林與油松純林相比，有機質含量分別提高33.0%和5.7%；全N含量分別提高62.8%和15.9%；速效P含量油松×山杏混交林比油松純林提高12%。由于混交林林中的山杏和刺槐是落葉闊葉樹，每年落向地面的枯枝落葉量多于油松純林，而且闊葉樹的枯落物于針葉樹枯落物更易于分解，同時混交林與油松純林相比林下植被蓋度高，植物種類豐富，因此對林地土壤的養(yǎng)分補給也更明顯。

2.4 不同模式水土保持效益

2.4.1 林地枯落物及持水能力

對各模式的林分調查得知：林下枯落物厚油松×山杏、油松×刺槐混交林林分別是油松純林的2.56倍和3.13倍，枯落層持水量油松×山杏、油松×刺槐混交林林分別是油松純林的2.05倍和3.17倍（表2）。

表2 同模式林下枯落物重及持水量

2.4.2 林地水文特性

在相同降水條件下，相同坡向不同模式的林下土壤其含水率、自然滲透深度有所不同。2008年9月下旬調查，雨前油松×山杏混交林、油松×刺槐混交林、油松純林三種林分土壤含水率基本相似，0～20cm土層在4.2%左右。在一次歷時6小時50分、雨量30.1mm的降水后，三種林分林地土壤含水量及自然滲透深度有很大差異（表3），t檢驗結果，二種混交林與油松純林之間差異顯著，t0.05sd＝3.243，t油×山-t油松＝5.33，t油×刺-t油松＝3.83。正常情況下相同坡向不同模式的林下0～20cm土層內，穩(wěn)定入滲率油松×山杏混交林、油松×刺槐混交林分別是油松純林的2.3倍和1.4倍，土壤10℃時的滲透系數（K10℃）與相對滲透速度混交林也高于純林（表4）。這是因為油松×山杏、油松×刺槐混交林林下土壤表層覆蓋著較厚的枯落物，避免了雨滴擊濺而引起的土壤細顆粒分散而阻塞土壤孔隙，使入滲能正常進行，同時兩種混交林林下土壤孔隙較純林多，提高了土壤滲透性能。

表3 不同模式林下土壤含水量及自然滲透深度

表4 不同模式土壤入滲情況

2.4.3 減水減沙效果

2005～2008年7～10月，對相同立地條件下的三種模式內設置的徑流小區(qū)進行觀測，油松×山杏、油松×刺槐混交林徑流量分別比油松純林降低21.17%、28.4%；徑 流 深 分 別 降 低 42.7% 和47.19%；輸沙模數分別減少28.09%和45.23%；水土保持效益兩種混交林明顯優(yōu)于油松純林（表5）。

表5 不同模式減水減沙量

3 結論

對油松人工純林林分，實施帶狀皆伐，并于在皆伐跡地上栽植山杏、刺槐，可改善油松林分結構，形成人工針闊混交林，促進了油松生長，混交林林下植被蓋度增加，植物種類增多，枯落物的厚度加大，林地的滲透性及土壤理化性質有了改善，減少了地表徑流量和土壤侵蝕量。油松×山杏、油松×刺槐混交林調整了遼西土石丘陵山地以往的油松純林林分結構，調節(jié)了種間關系，形成了復層林分，光合作用和光能利用率得以提高，增加了單位面積生物量。因此今后在遼西地區(qū)油松純林更新改造應優(yōu)先引進山杏、刺槐，發(fā)展針闊混交林。

［1］ 雷啟迪，劉明久，劉景彥.改造遼西山地人工油松純林為混交林的探討［J］.生態(tài)學雜志，1997，16（1）：8-13.

［2］ 趙榮慧，胡承海，孔祥君，等.中國遼西地區(qū)油松針闊混交林生態(tài)效益的研究［J］.生態(tài)學報，1983，3（4）：341-348.