平潭沙地木麻黃大葉相思混交造林效果研究

林平華

摘要：在木麻黃采伐跡地上開展了木麻黃大葉相思行狀混交造林試驗，以木麻黃純林作為對照。對造林8年的試驗林進(jìn)行了生長量、防風(fēng)效能以及土壤肥力測定，結(jié)果表明：木麻黃與大葉相思混交林其生長量大于木麻黃純林，混交林的蓄積量高于純林，木麻黃大葉相思1∶3混交林中木麻黃生長量和林分總蓄積量最大；木麻黃大葉相思混交林防風(fēng)效能大于木麻黃純林，木麻黃大葉相思按1∶3比例混交的林分防風(fēng)效果最好；木麻黃大葉相思混交林土壤肥力高于木麻黃純林，木麻黃大葉相思1∶3混交林土壤肥力最高。沿海沙地營造木麻黃大葉相思混交林時建議單行木麻黃與多行大葉相思混交。

關(guān)鍵詞：沿海沙地；木麻黃；大葉相思；混交林；防風(fēng)效能；土壤肥力；平潭

中圖分類號：S725.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16749944（2016）07010003

1 引言

木麻黃是福建省平潭島沙質(zhì)海岸主要的防護(hù)林造林樹種，現(xiàn)如今保留的第一代木麻黃大多營造于20世紀(jì)70年代，由于大風(fēng)、流沙、干旱、病蟲害等惡劣的環(huán)境條件影響，加上樹木自然衰老，平潭一代木麻黃防護(hù)林防護(hù)功能大大下降，需要及時更新以維持林帶效益的持續(xù)發(fā)揮[1]。已有的木麻黃二代更新實踐表明，采用木麻黃實生苗進(jìn)行造林更新存在林分生產(chǎn)力降低和地力退化的問題[2]。通過選用優(yōu)良的木麻黃無性系造林或木麻黃無性系與適合于沙地生長的闊葉樹種混交對于提高防護(hù)林的防風(fēng)效果、生產(chǎn)力和土壤肥力均有較大的促進(jìn)作用[3]。大葉相思（Acacia.auricualaeformis）是含羞草科（Mimosaceae）金合歡屬（Acacia wild）的常綠闊葉喬木樹種，耐干旱瘠薄、抗風(fēng)沙，該樹種根部有根瘤，具有較強的自肥能力，是一種良好的防風(fēng)和改土固土樹種[4]。2007年3月，在平潭縣嵐城鄉(xiāng)中南村1林班18大班220小班的木麻黃采伐跡地上開展木麻黃無性系平潭2號和大葉相思混交試驗，通過不同比例混交林和木麻黃無性系平潭2號純林在生長、防風(fēng)效果和土壤肥力的對比，選擇適合的木麻黃采伐跡地更新的林分類型，為平潭木麻黃防護(hù)林可持續(xù)經(jīng)營提供依據(jù)。

2 試驗地概況

試驗點位于平潭縣嵐城鄉(xiāng)，處于福建省沿海北部，年均降水量1172 mm，下雨時間多在2～6月份，年均蒸發(fā)量1300 mm，年均氣溫19.0～19.9 ℃，絕對最高氣溫37.4 ℃，絕對最低氣溫0.9 ℃，年日照時數(shù)1919.7 h，年平均風(fēng)速6.9 m/s，大風(fēng)日數(shù)125 d，臺風(fēng)多發(fā)生在7～9月，年平均臺風(fēng)發(fā)生5.5次。試驗地設(shè)在嵐城鄉(xiāng)中南村1林班18大班220小班，地理坐標(biāo)為東經(jīng)119°46′17.7″～119°46′24.1″、北緯25°28′23.3″～25°28′25.1″，試驗地距離海邊最高潮水鄉(xiāng)約788 m，土壤為風(fēng)積沙土，保水性較差，土壤肥力低，主要植被有狗牙根、海刀豆、老鼠簕。試驗地前身是一代木麻黃實生林，2006年進(jìn)行采伐，并挖盡樹頭。

3 研究方法

3.1 試驗設(shè)計和造林

2007年春，在中南村1林班18大班220小班木麻黃采伐跡地上開展木麻黃無性系平潭2號和大葉相思混交造林試驗，木麻黃和大葉相思混交比例設(shè)置1∶1和1∶3兩種，以木麻黃無性系平潭2號純林作為對照，試驗隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，共9塊試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積20 m×20 m。試驗地挖穴整地后立即進(jìn)行造林，造林株行距2 m×2 m，造林時穴內(nèi)放客土和拌入鈣鎂磷肥，其中客土25 kg/穴，鈣鎂磷肥0.25 kg/穴。造林苗木均為容器苗，容器袋規(guī)格為18 cm×28 cm，造林苗木木麻黃無性系平潭2號苗高1.0 m，地徑1.5 cm，大葉相思苗高1.0 m，地徑1.0 cm。選擇雨天冒雨造林，造林時苗木適當(dāng)栽深一些。

3.2 試驗林調(diào)查

生長量測定：造林后，每年進(jìn)行試驗林生長量調(diào)查。2015年12月，對試驗地內(nèi)的木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林進(jìn)行全面調(diào)查，在每一個試驗小區(qū)內(nèi)分樹種進(jìn)行每木測量胸徑、樹高和冠幅，統(tǒng)計平均值，求算平均單株材積和單位面積蓄積量。木麻黃單株材積公式V=0.000065504D1.802326H0.97707，大葉相思單株材積公式V=0.00005276D1.882161H1.009317；蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數(shù)。

3.2.1 防風(fēng)效能測定

在2015年12月連續(xù)3 d進(jìn)行試驗林防風(fēng)效能的測定，采用DEM型3杯風(fēng)向風(fēng)速儀器測定每塊試驗小區(qū)前方空曠區(qū)離地面2 m高的風(fēng)速和試驗林內(nèi)離地面2 m高的風(fēng)速，每天對同一塊試驗小區(qū)測定3次空曠區(qū)和林內(nèi)的風(fēng)速，求算林內(nèi)相對風(fēng)速和防風(fēng)效能。

3.2.2 土壤肥力測定

在每塊試驗小區(qū)內(nèi)隨機布設(shè)4個土壤采樣點，挖土壤垂直剖面40cm深，均勻采集不同深度的土壤共約500 g，帶回室內(nèi)進(jìn)行土壤有機質(zhì)、全氮、水解性氮、全磷、速效磷、全鉀和速效鉀測定[5]。

4 結(jié)果與分析

4.1 木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林生長對比

不少研究發(fā)現(xiàn)，混交林特別是主栽樹種與闊葉伴生樹種混交造林有著更大的生產(chǎn)力和穩(wěn)定性。從木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林的生長情況調(diào)查結(jié)果可知（表1），木麻黃大葉相思混交林中木麻黃的樹高、胸徑和單株材積均高于木麻黃純林，其中木麻黃與大葉相思混交比例為1∶1的混交林中木麻黃的平均樹高、胸徑和單株材積與木麻黃純林相比分別提高了8.2%、12.0%和32.4%，木麻黃與大葉相思混交比例為1∶3的混交林中木麻黃的平均樹高、胸徑和單株材積與木麻黃純林相比分別提高12.9%、16.8%和48.9%。木麻黃大葉相思兩種不同比例的混交林中，木麻黃與大葉相思按照1∶3的比例混交木麻黃生長量增長更快。經(jīng)過方差分析（表1），木麻黃大葉相思混交林中木麻黃與木麻黃純林的平均胸徑和平均單株材積存在顯著差異，平均樹高差異不明顯。從林分蓄積量看，木麻黃大葉相思按照1∶3的比例混交的林分其總蓄積量最大，與木麻黃純林相比提高了12.4%，木麻黃大葉相思按照1∶1的比例混交的林分其總蓄積量與木麻黃純林相比提高了4.4%，經(jīng)過方差分析，木麻黃大葉相思混交林與木麻黃純林的蓄積量存在明顯差異，說明木麻黃與大葉相思混交后有利于提高林分的蓄積量?？梢?，平潭沿海沙地木麻黃與大葉相思混交造林，可以提高木麻黃的生長量和林分總蓄積量，增強林分生產(chǎn)力。

4.2 木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林防風(fēng)效能比較

2015年12月份連續(xù)3 d用手持的風(fēng)向風(fēng)速儀測定試驗林前空曠區(qū)和林內(nèi)的風(fēng)速，結(jié)果見表2，從測定結(jié)果可知，3種林分類型中，木麻黃大葉相思按照1∶3比例混交的林分其林內(nèi)風(fēng)速最小，其次是木麻黃大葉相思按照1∶1比例混交的林分，木麻黃純林內(nèi)風(fēng)速最大。不同林分風(fēng)降率和防風(fēng)效能的大小表現(xiàn)為木麻黃大葉相思1∶3混交林>木麻黃大葉相思1∶1混交林>木麻黃純林。這是因為在木麻黃大葉相思混交林內(nèi)，大葉相思冠幅較大、枝葉濃密，林外的海風(fēng)經(jīng)過林內(nèi)后除了木麻黃干枝阻擋削弱一部份外，較多的被濃密枝葉的大葉相思所削弱，降風(fēng)效果好，防風(fēng)效能高；而相對于木麻黃大葉相思混交林，木麻黃純林枝葉對風(fēng)的削減不如混交林，林內(nèi)風(fēng)速相對較大，因此降風(fēng)效果和防風(fēng)效能不如木麻黃大葉相思混交林。木麻黃大葉相思混交林防風(fēng)效能以木麻黃與大葉相思按1∶3比例混交表現(xiàn)較好。

4.3 木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林土壤肥力狀況對比

通過采集木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林土壤進(jìn)行肥力狀況測定，從測定結(jié)果可知（表3），木麻黃大葉相思混交林土壤的有機質(zhì)、水解性氮、全氮、速效磷、全磷、速效鉀和全鉀的含量大于木麻黃純林的土壤，其中木麻黃大葉相思1∶1比例的混交林土壤中有機質(zhì)、水解性氮、全氮、速效磷、全磷、速效鉀和全鉀的含量與木麻黃純林土壤相對應(yīng)的肥力因子相比分別提高了7.9%、15.7%、8.6%、10.0%、10.0%、6.5%和6.1%，木麻黃大葉相思1：3比例的混交林土壤中有機質(zhì)、水解性氮、全氮、速效磷、全磷、速效鉀和全鉀的含量與木麻黃純林土壤相對應(yīng)的肥力因子相比分別提高了20.6%、30.1%、22.9%、21.2%、17.1%、16.7%和10.7%，由此說明木麻黃大葉相思混交林土壤肥力高于木麻黃純林。這是因為大葉相思自肥能力較強，本身可以通過固氮改良土壤肥力，而且大葉相思的凋落物的量比較多，枯落物分解后有機質(zhì)等養(yǎng)分物質(zhì)又返回土壤，對土壤肥力也起到改善作用。木麻黃大葉相思1∶3比例的混交林土壤肥力最高。

5 結(jié)論與討論

在木麻黃采伐跡地上營造木麻黃大葉相思混交林和木麻黃純林進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)木麻黃與大葉相思行狀混交后生長比木麻黃純林迅速，混交林總蓄積量也大于木麻黃純林，混交林中以木麻黃與大葉相思按1∶3比例的混交的林分木麻黃生長最快，蓄積量也最大；木麻黃大葉相思混交林與木麻黃純林相比降風(fēng)效果明顯，防風(fēng)效能強，尤其是木麻黃大葉相思1∶3混交林防風(fēng)效果最好；木麻黃大葉相思混交林土壤肥力木麻黃純林，其中木麻黃大葉相思1∶3混交林土壤肥力最高。沿海沙地營造木麻黃大葉相思混交林建議采用木麻黃單行大葉相思多行進(jìn)行混交。

木麻黃是福建沿海主要的防護(hù)林樹種，在抵御臺風(fēng)、海潮和流沙等方面起到重要作用。但木麻黃純林又存在林分結(jié)構(gòu)簡單和穩(wěn)定性不足的問題，通過營造木麻黃混交林，特別是選擇一些適應(yīng)沿海生長的闊葉樹種如相思、黃槿、刺桐等與木麻黃混交，以形成混交林或復(fù)層林，可以提高林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生態(tài)生物多樣性，增強防護(hù)林的景觀和防護(hù)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃平江.福建沿海防護(hù)林[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

[2]葉功富.木麻黃人工林地持續(xù)利用問題的探討[J].林業(yè)科技開發(fā)，1994（4）：18～19.

[3]張水松.木麻黃防護(hù)林更新改造技術(shù)研究概述[J].防護(hù)林科技，2000（1）：128～132.

[4]潘志剛.中國主要外來樹種引種栽培[M].北京：科學(xué)出版社，1994.

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