人工針闊混交林生態(tài)作用分析

曹世剛

（遼寧省本溪縣林業(yè)局，遼寧 本溪 117100）

培育針闊人工混交林，能避免針葉純林引起的地力衰退，抗災(zāi)害能力減弱等問題。并能充分發(fā)揮樹種間的生物學(xué)特性，保護(hù)森林原生態(tài)系統(tǒng)，加速枯落物分解，改善立地條件，增強(qiáng)物種多樣性，提高林地生產(chǎn)力。為深入研究人工針闊混交林的生態(tài)作用，對人工針闊混交林的生態(tài)作用動態(tài)進(jìn)行了調(diào)研。

1 試驗地的自然概況

調(diào)查地點位于遼寧省本溪縣新農(nóng)村，該區(qū)年均氣溫6.3℃，年降水量800mm，相對濕度70%，無霜期147d，屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。

調(diào)查林型為日本落葉松＋色赤楊混交林和日落純林。林齡為28年生，林地位于北坡5～20°，為山地棕色森林土，土層厚40～60cm，更新前為皆伐跡地。

混交林型為帶狀混交（9∶3），株行距為2.0m×1.5m，進(jìn)行過二次間伐撫育。

2 調(diào)查方法

采用定位臨時標(biāo)準(zhǔn)地法進(jìn)行調(diào)查，標(biāo)準(zhǔn)地面積667m2，在標(biāo)地內(nèi)設(shè)2m×2m樣方4個，調(diào)查不同林型植物種類，數(shù)量，頻度。選擇不同林型的枯落物樣品烘干后放入孔徑0.5mm的尼龍絲網(wǎng)制成的25cm×25cm的分解袋中，定位觀察枯落物的分解速度和營養(yǎng)元素的釋放率。

枯落葉失重率按以下公式計算：

式中：Di為第i－1個月的失重率（100%）；ΔWi為第i個月的所取樣品失重量（g）；ΔWi－1為第i－1個月所取樣品失重量（g）；Wo為枯落物的初始質(zhì)量。

營養(yǎng)元素釋放率按以下公式計算：

式中：Δei為養(yǎng)分元素釋放率（%）；ei－1為第i－1個月養(yǎng)分含量殘留量（g）；ei為第i個月養(yǎng)分殘留量（g）；eo為枯葉養(yǎng)分含量初始量（g）。

3 調(diào)查結(jié)果

3.1 不同林型的物種豐富度

林內(nèi)物種豐富度標(biāo)志著林分多樣性的復(fù)雜程度，物種豐富度越大，表明該林分植物種類越多，多樣性越復(fù)雜。

調(diào)查結(jié)果表明，日本落葉松＋色赤楊混交林比日本落葉松純林豐富度大，植物種類多，混交林植物種類＞20種，數(shù)量達(dá)7.0×105株hm－2，而日本落葉松純林植物種類為＜13種，數(shù)量為0.83×105株hm－2。

3.2 不同林型的物種重要值

現(xiàn)將2種林型物種重要值調(diào)查結(jié)果列表如下：

表1 不同林型物種的重要值

表1看出，日本落葉松＋色赤楊混交林喬木層中重要值以日本落葉松和色赤楊為主，常見的樹種還有水曲柳、紫椴、花曲柳、柞樹等，在灌木層中，平榛、山里紅、胡枝子分布比較均勻，其余樹種衛(wèi)矛等零星分布；草本層中以雞腿堇菜、蹄蓋蕨、玉竹、東風(fēng)菜等分布較多。日本落葉松純林喬木層中，日本落葉松占絕對優(yōu)勢，并有花曲柳、糠椴、遼東櫟等少量分布；灌木層中以山里紅、黃花忍冬為多；草本層中蹄蓋蕨占優(yōu)勢，寬葉苔草、萎陵菜、山茄子等分布較均。

3.3 不同林型的物種多樣性

調(diào)查表明，日本落葉松＋色赤楊混交林在喬木層中多樣性指數(shù)（H）為1.84，均勻度指數(shù)（J）為0.575，優(yōu)勢度指數(shù)（λ）為0.450，而日本落葉松純林多樣性指數(shù)（H）為0，均勻度指數(shù)（J）為0，優(yōu)勢度指數(shù)（λ）為1.0。

在喬木層中混交林的多性均好于純林。在灌木層中，日本落葉松＋色赤楊的多樣性指數(shù)（H）為2.36，均勻度指數(shù)（J）為0.927，優(yōu)勢度指數(shù)（λ）為0.086，日本落葉松純林多樣性指數(shù)（H）為1.63，均勻度指數(shù)（J）0.732，優(yōu)勢度指數(shù)（λ）為0.183 5，以上說明除優(yōu)勢度指數(shù)純林高于混交林外，其余多樣性和均勻度指數(shù)均為混交林高于純林。

在草本層中，日本落葉松＋色赤楊物種多樣性指數(shù)（H）為1.6，均勻度指數(shù)（J）為0.83，優(yōu)勢度指數(shù)（λ）0.43，日落純林多樣性指數(shù)（H）為0.69，均勻度指數(shù)（J）1.0，優(yōu)勢度指數(shù)（λ）為0，說明在草本層中，混交林多樣性和優(yōu)勢度指數(shù)最大，而純林均勻度指數(shù)最高。

3.4 不同林型枯落物的分解動態(tài)

經(jīng)測定結(jié)果表明，日本落葉松＋色赤楊混交林枯落物（枝、葉）年失重率＞日本落葉松純林。二種林型的枯落物年失重率基本表現(xiàn)了慢－快－慢的節(jié)律，說明不同林型枯落物分解過程，即受樹種本身生物學(xué)特性影響，又受環(huán)境中溫度、濕度、水分等影響。日本落葉松第1年測定的枯落物失重率分別為日本落葉松＋色赤楊混交林的78.3%和73%，第2年分別為87.5%和81%，混交林內(nèi)由于凋落物養(yǎng)分含量豐富，微生物活動頻繁，可提高分解速度。在第1生長季時就出現(xiàn)了分解高峰，到第2生長季時，分解速率達(dá)50%以上，由此，說明枯落物的分解越快，越能提高營養(yǎng)的良性循環(huán)，增加土壤肥力。

3.5 不同樹種營養(yǎng)元素釋放率

為探討人工針闊混交林和針葉純林營養(yǎng)元素的釋放，對幾種闊葉樹種和日本落葉松進(jìn)行了營養(yǎng)元素釋放率測定，由于不同樹種的枯落物在分解過程中，因固有的基因型和本身生物學(xué)特性的不同，營養(yǎng)元素的釋放率差異很大，經(jīng)2年的測定結(jié)果表明，N、P、K的凈釋放率，闊葉樹種＞針葉樹種，N的釋放率，色赤楊＞白樺＞水曲柳＞紫椴＞日本落葉松；P的釋放率，色赤楊＞紫椴＞白樺＞水曲柳＞日本落葉松；K的釋放率，水曲柳＞紫椴＞色赤楊＞白樺＞日本落葉松，以上不難看出，雖然闊葉樹種之間也存在差異，但差異不大，N、P、K的凈釋放率均在48%～51%，而落葉松在21.8%～31.2%。顯然闊葉樹種營養(yǎng)元素釋放率好于針葉樹種，這就足以說明，培育針闊混交林，有利于加速枯落物的分解，并能提高營養(yǎng)元素的釋放率。

4 小結(jié)

日本落葉松＋色赤楊混交林比日本落葉松純林豐富度大，植物種類多，在喬木層、灌木層中多樣性指數(shù)優(yōu)于純林，而在草本層中，純林的均勻度指數(shù)比混交林高。

混交林與純林的枯落物失重率表現(xiàn)了慢－快－慢的節(jié)律，混交林地第1生長季內(nèi)就出現(xiàn)了分解高峰，到第2生長季時，分解速率達(dá)50%以上。而純林第1年的失重率為混交林的78.3%和73%，第2年為87.5%和81%。

闊葉樹種的營養(yǎng)元素釋放率好于針葉樹種，闊葉樹種之間N、P、K的凈釋放率在48%～51%，差異不明顯，而落葉松的N、P、K的凈釋放率在21.8%～31.2%，比闊葉樹種低很多，說明培育針闊混交林，有利于加速枯落物的分解，增強(qiáng)營養(yǎng)元素的釋放率，提高土壤肥力。