閩南山地禿杉混交林生長和土壤理化性質(zhì)研究

蘇貽攀

摘要：通過禿杉分別與木荷、馬尾松按照1∶1的比例混交，禿杉純林作為對照進(jìn)行了禿杉混交林的試驗(yàn)，對造林20年的試驗(yàn)林的生長情況和土壤肥力狀況進(jìn)行了測定，結(jié)果表明：禿杉在禿杉木荷混交林中生長最快，禿杉純林次之，禿杉馬尾松混交林中生長最慢，林分蓄積量大小也表現(xiàn)為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林；禿杉木荷混交林土壤疏松透氣、肥力高，禿杉馬尾松混交林土壤通透性較差，肥力較低。木荷是禿杉混交較為合適的伴生樹種。

關(guān)鍵詞：禿杉；木荷；馬尾松；混交林；生長量；土壤理化性質(zhì)；試驗(yàn)

中圖分類號：S791.28

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2016）09002503

1 引言

禿杉（Taiwania cryptomerioides）是杉科臺灣杉屬常綠針葉喬木，樹干通直圓滿，材質(zhì)好，是理想的用材樹種。禿杉樹體優(yōu)美，觀賞性強(qiáng)，是城市園林綠化和居家庭院種植的優(yōu)良景觀樹種。禿杉對環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，特別在較低的氣溫下能正常生長，是高海拔山區(qū)優(yōu)良的造林樹種[1，2]。大量的研究表明，在人工林經(jīng)營中，針葉純林結(jié)構(gòu)簡單，林分穩(wěn)定性不強(qiáng)，而且容易導(dǎo)致地力下降、病蟲危害以及存在防火能力差等問題。而混交林一般層次明顯，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，林分生態(tài)穩(wěn)定性較強(qiáng)，而且混交林在維持或改善地力、減少病蟲害的發(fā)生以及防火方面均有較大的優(yōu)勢[3，4]。因此，1995年德化縣林業(yè)實(shí)業(yè)公司在洪田林場開展禿杉分別與木荷（Michelia macclurel）、馬尾松（Pinus massoniana Lamb.）混交造林試驗(yàn)，探索禿杉混交林與禿杉純林在生長和土壤理化性質(zhì)上的差異，選擇出適合的禿杉人工林，為禿杉林經(jīng)營提供依據(jù)。

2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在德化縣林業(yè)實(shí)公司洪田林場，試驗(yàn)地位于德化縣桂陽鄉(xiāng)洪田村3林班5大班40小班，地理坐標(biāo)東經(jīng)118°20.324′、北緯25°48.973′。海拔650～680m，坡向東南，土壤為黃紅壤，地類屬于Ⅲ類地，土層較厚，腐殖質(zhì)較薄。試驗(yàn)地原先是天然馬尾松闊葉樹混交林，樹種組成8馬2闊，于1994年3月辦證采伐，采用皆伐的采伐方式。試驗(yàn)地主要植被有芒箕骨、拔契、桃金娘、鹽夫木等。

3 研究方法

3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和造林管理

1995年2月在德化縣桂陽鄉(xiāng)洪田村3林班5大班40小班進(jìn)行禿杉與木荷、馬尾松混交造林試驗(yàn)，禿杉和木荷、馬尾松混交比例均為1∶1，采取行間混交，禿杉純林作為對照，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)沿上、中、下坡排列，每個坡位3塊試驗(yàn)小區(qū)，每個小區(qū)面積20m×20m。造林前采取挖明穴60cm×50cm×40 cm進(jìn)行整地，株行距2m×2 m，每畝167株。苗木由德化葛坑國有林場調(diào)供，裸根苗造林。造林后連續(xù)5年進(jìn)行全面劈草幼林撫育及2014年進(jìn)行一次全面劈草森林撫育，幼林撫育時劈除一切雜草、芒箕骨及雜灌木，1998年和2000年進(jìn)行過2次施肥，造林后無撫育間伐。

3.2 試驗(yàn)林調(diào)查

3.2.1 生長量調(diào)查和計(jì)算

造林后每年年底對試驗(yàn)林進(jìn)行生長量調(diào)查。2016年1月對試驗(yàn)林全面調(diào)查，每個試驗(yàn)小區(qū)分樹種進(jìn)行每木檢尺，測定每株活立木的樹高和胸徑，求算平均值，計(jì)算平均單株材積，禿杉、馬尾松、木荷材積公式分別為：

V禿杉=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V馬尾松=0.000058061860D1.9553351H0.89403304，

V木荷=0.00005276D1.882161H1.009317，

蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數(shù)。

3.2.2 土壤理化性質(zhì)取樣與測定

在每塊試驗(yàn)小區(qū)中按“之”字形路線隨機(jī)布設(shè)4個土壤采樣點(diǎn)，在每個采樣點(diǎn)挖土壤垂直剖面，分0～20cm和20～40cm兩個土層取環(huán)刀用于土壤物理性質(zhì)測定，同時在每個土層均勻取土約500g裝入自封袋帶回室內(nèi)用于土壤化學(xué)性質(zhì)測定[5，6]。

4 結(jié)果與分析

4.1 不同禿杉人工林類型生長狀況分析

混交造林特別是針葉樹與闊葉樹混交對針葉樹的生長有促進(jìn)作用[3，4]。從造林20年的禿杉木荷混交林、禿杉馬尾松混交林以及禿杉純林的生長情況調(diào)查結(jié)果（表1）來看，禿杉生長量的大小順序表現(xiàn)為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林，禿杉木荷混交林中，禿杉的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與禿杉純林相比分別提高了4.8%、8.6%和35.6%，與禿杉馬尾松混交林中的禿杉相比分別提高了13.1%、22.8%和66.9%；林分總蓄積量大小表現(xiàn)為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林，禿杉木荷混交林總蓄積量與禿杉純林相比提高了22.4%，比禿杉馬尾松混交林提高了42.5%。經(jīng)過方差分析，在3種林分類型中，禿杉的平均胸徑和平均單株材積存在顯著差異，林分總蓄積量差異性極顯著，而樹高差異不明顯。可見，禿杉與木荷混交可以促進(jìn)禿杉生長，而且整個林分蓄積量有較大的提高。這可能是因?yàn)槎d杉與木荷種間關(guān)系比較協(xié)調(diào)，而且木荷為闊葉樹，有較多的凋落物且分解容易，養(yǎng)分回歸土壤快，為禿杉的生長提供了相對較為充足的養(yǎng)分來源。

4.2 不同禿杉人工林類型土壤物理化學(xué)性質(zhì)分析

在對3種類型的禿杉人工林進(jìn)行土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度以及土壤通氣度進(jìn)行測定結(jié)果（表2）顯示，禿杉木荷混交林土壤容重最小，禿杉馬尾松混交林土壤容重最大；毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通氣度則表現(xiàn)為禿杉木荷混交林>禿杉純林>禿杉馬尾松混交林。例如在0～20cm的土層中，禿杉木荷混交林土壤的容重與禿杉純林相比降低了5.1%，與禿杉馬尾松混交林相比降低了8.8%；而禿杉木荷混交林土壤的毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通氣度與禿杉純林相比分別提高了6.6%、26.5%和7.8%，與禿杉馬尾松混交林相比分別提高了13.1%、31.5%和11.1%。土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和通氣度均是反映土壤疏松程度的指標(biāo)，容重小、孔隙度和通氣度大的土壤通透性好、持水性強(qiáng)，反之土壤粘性強(qiáng)、通透性差?？梢?，禿杉木荷混交林土壤疏松透氣、涵養(yǎng)水源功能較強(qiáng)。

通過對3種類型的禿杉人工林進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效鉀等化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測定，結(jié)果（表3）表明，禿杉木荷混交林土壤的以上幾個化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)最大，禿杉純林土壤次之，而禿杉馬尾松混交林土壤這幾個化學(xué)指標(biāo)最低。例如在0～20 cm土壤層中，禿杉木荷混交林土壤中的有機(jī)質(zhì)、全氮、水解性氮、全磷、速效磷和速效鉀比禿杉純林土壤中相對應(yīng)的指標(biāo)提高了10.1%、12.5%、15.9%、11.2%、19.0%和12.4%，比禿杉馬尾松混交林土壤中相對應(yīng)的指標(biāo)提高了18.5%、28.8%、15.4%、13.6%、28.8%和24.5%。說明禿杉木荷混交林土壤肥力要高于禿杉純林和禿杉馬尾松混交林。這是由于禿杉木荷混交林形成了層次較為明顯的結(jié)構(gòu)，林內(nèi)光照充足，林下植物生長發(fā)育旺盛，林下植物的凋落物也比較大，而且林內(nèi)適宜的環(huán)境使得土壤中動物、微生物活動頻繁，對凋落的各種枝葉分解快，凋落物中有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分回歸土壤快且多，改善了土壤肥力。

5 結(jié)論

通過對造林20年的禿杉木荷混交林、禿杉馬尾松混交林和禿杉純林的生長量、蓄積量以及土壤物理和化學(xué)性質(zhì)測定，發(fā)現(xiàn)禿杉與木荷混交生長最快，木荷可以促進(jìn)禿杉生長，禿杉與馬尾松混交生長最慢，高海拔山區(qū)馬尾松生長不如禿杉；禿杉木荷混交林土壤疏松透氣、涵養(yǎng)水源能力強(qiáng)，土壤肥力狀況好，禿杉馬尾松混交林土壤通透性較差，肥力差。

禿杉由于具有良好的材質(zhì)和優(yōu)美的樹形而深受栽植區(qū)廣大林農(nóng)和林業(yè)生產(chǎn)單位的喜愛，在德化縣造林時間較早而且面積較大。禿杉是針葉樹種，營造針葉純林潛在地使地力下降，產(chǎn)生病蟲害等生態(tài)問題，提倡針闊混交可以有利于改善林分結(jié)構(gòu)、減少病蟲害、增加土壤肥力和提高林分防火等功能，因此，推廣營造禿杉混交林特別是禿杉與闊葉樹混交是生產(chǎn)上禿杉經(jīng)營的一個主要模式，在闊葉伴生樹種的選擇上，除了試驗(yàn)中確定的木荷外，火力楠也是一種較為合適的混交樹種。是否還有其它合適的伴生闊葉樹，需要通過繼續(xù)試驗(yàn)才能進(jìn)行篩選。

該試驗(yàn)中，禿杉與木荷混交以及禿杉與馬尾松混交均只采用1∶1單行混交，如果采用其它混交比例或者混交方式會有怎樣的試驗(yàn)結(jié)果尚不清楚，需要通過后續(xù)的試驗(yàn)進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]連勇機(jī).禿杉引種效果分析＼[J＼].福建林業(yè)科技，2013，40（3）：93～96.

連勇機(jī).不同海拔高度引種禿杉試驗(yàn)初報＼[J＼].福建林業(yè)科技，2013，36（4）：139～141，152.

[3[孫時軒. 造林學(xué)＼[M＼].北京：中國林業(yè)出版社，1993：248～258.

[4]俞新妥.混交林營造原理與技術(shù)＼[M＼].北京：中國林業(yè)出版社，1989.5～18.

[5]中國科學(xué)院南京土壤研究所.土壤理化性狀＼[M＼].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1987.

[6]張萬儒.森林土壤定位研究方法＼[M＼].北京：中國林業(yè)出版社，1984.