杉木閩粵栲異齡復(fù)層林的土壤肥力及其涵養(yǎng)水源功能1)

洪宜聰

(福建省沙縣林業(yè)局，沙縣，365500)

杉木閩粵栲異齡復(fù)層林的土壤肥力及其涵養(yǎng)水源功能1)

洪宜聰

(福建省沙縣林業(yè)局，沙縣，365500)

以福建省沙縣高砂林場(chǎng)的重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位杉木林為研究對(duì)象，研究了450、600、750、900株·hm-24個(gè)間伐保留密度下栽植閩粵栲，各處理林分的土壤物理化學(xué)性質(zhì)、林分持水量及涵養(yǎng)水源功能。結(jié)果表明：與套種前和對(duì)照杉木純林相比，異齡復(fù)層林土壤深度(h)0lt;h≤20 cm土層，土壤密度分別降低了10.15%和9.52%；粒徑(D)Dgt;0.25 mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分別提高了19.03%和12.69%；結(jié)構(gòu)體破壞率分別下降了21.52%和11.61%；總孔隙度分別提高了6.57%和4.95%。與套種前相比，0lt;h≤20 cm土層的全磷、全氮、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高39.02%、26.96%和29.33%，速效鉀、速效磷和水解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了24.32%、38.09%和14.37%。與對(duì)照杉木純林相比，林分總持水量提高19.38%；地表徑流系數(shù)下降23.21%。20 cmlt;h≤40 cm土層也呈現(xiàn)同樣規(guī)律。方差分析顯示，各保留密度處理均可顯著改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)及其涵養(yǎng)水源功能，以600株·hm-2保留密度套種的效果最優(yōu)。

異齡復(fù)層林；杉木；閩粵栲；商品林；涵養(yǎng)水源功能

目前，中國(guó)南方重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林大多為針葉純林，其前身為商品用材林，樹(shù)種組成為杉木(CunninghamialanceolataLamb.)、馬尾松(PinusmassonianaLamb.)純林，它樹(shù)種單一，林齡老化,森林生態(tài)系統(tǒng)脆弱，林分抗逆能力差，有害生物猖獗[1]，各種自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響了重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林所應(yīng)有的功能和效益的發(fā)揮。近年來(lái)，國(guó)家在南方開(kāi)展重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位商品林的贖買、置換等試點(diǎn)工作，將現(xiàn)有的重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位商品林通過(guò)贖買等方式保護(hù)起來(lái)，但如何將贖買后的商品林逐步培育成以闊葉樹(shù)為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的多樹(shù)種組成的復(fù)層混交林分，建立樹(shù)種多樣、結(jié)構(gòu)合理、功能齊全、長(zhǎng)期穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)，已成為重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林管護(hù)上急需解決的首要問(wèn)題[2]。如何改造重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位針葉林已成為林業(yè)工作者面臨的新課題。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)這方面的研究不多，國(guó)內(nèi)對(duì)重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林改造研究起步較晚，多見(jiàn)在林內(nèi)空隙或稀疏林地及重點(diǎn)水土流失區(qū)和荒蕪經(jīng)濟(jì)林補(bǔ)植套種當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土闊葉樹(shù)種、珍貴樹(shù)種的相關(guān)報(bào)道，對(duì)林分質(zhì)量不高的低產(chǎn)低效人工針葉純林采取間伐，讓出部分生長(zhǎng)空間后栽植闊葉樹(shù)還未見(jiàn)報(bào)道。

閩粵栲(CastanopsisfissaRehder E. H. Wilson)為福建省的鄉(xiāng)土樹(shù)種，是中亞熱帶常綠闊葉林重要組成樹(shù)種之一,其速生快長(zhǎng)，組成的林分穩(wěn)定性好，生態(tài)功能強(qiáng)[3]。在重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林分通過(guò)疏伐栽植閩粵栲，逐步形成杉木、閩粵栲復(fù)層混交林、異齡林，改善林分結(jié)構(gòu)，解決純林樹(shù)種單一、林齡老化所產(chǎn)生林分生態(tài)功能脆弱問(wèn)題，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以提高重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林的生態(tài)功能。為實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林改造新途徑，探索重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位杉木林中套種閩粵栲的林分土壤肥力及涵養(yǎng)水源功能狀況，本研究以福建省沙縣高砂林場(chǎng)的重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位杉木林為研究對(duì)象，研究了不同間伐密度下，各試驗(yàn)林分的土壤物理化學(xué)性質(zhì)、林分持水量和涵養(yǎng)水源功能，為南方重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位商品林的提升改造提供科技支撐。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)地處福建省沙縣(北緯26°6′～26°46′，東經(jīng)117°32′～118°6′)高砂林場(chǎng)，海拔430～570 m，年均氣溫19.7 ℃，無(wú)霜期305 d，年均降水量1 887 mm,相對(duì)濕度83.3%。林分為杉木閩粵栲異齡復(fù)層林，屬重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林，林齡28 a,面積57.2 hm2，土壤類型為黃紅壤，土層深厚，立地類型為Ⅱ類地，林下植被為地菍(Melastomadodecandrum)、芒萁(Dicanopterisdichotoma)、地楊梅(Luzulacampestris)、鐵絲草(Ophiopogonchingii)、野桂花(Osmanthusyunnanensis)等[4]。試驗(yàn)林分概況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)林分概況

2 研究方法

2.1 建立試驗(yàn)林

2006年5月份選擇沙縣高砂林場(chǎng)重點(diǎn)區(qū)位的杉木純林建立試驗(yàn)林，于預(yù)定的試驗(yàn)林內(nèi)設(shè)立試驗(yàn)區(qū)，并設(shè)立大小為20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)地各3個(gè)，于2006年6月份采用疏伐方法[5]開(kāi)展間伐，保留木應(yīng)均勻分布，設(shè)450、600、750、900株·hm-24個(gè)水平保留密度，以CL1、CL2、CL3、CL4分別表示。間伐前后及時(shí)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)地每木調(diào)查，伐后清理林地，分層采集土樣，以0lt;h≤20 cm、20 cmlt;h≤40 cm分層，重復(fù)5次。于室內(nèi)對(duì)采集的原狀土樣進(jìn)行土壤物理性質(zhì)分析，將土樣按對(duì)應(yīng)土層混合后分析測(cè)定土壤的化學(xué)性質(zhì)。2006年11月份在林隙地上挖穴(50 cm×40 cm×30 cm)，于次年春季選用1年生閩粵栲實(shí)生苗栽植，苗木質(zhì)量要求為Ⅱ級(jí)以上[6]，閩粵栲的栽植密度為1 200株·hm-2，適時(shí)開(kāi)展鋤草撫育。選擇相同條件閩粵栲純林、杉木純林設(shè)立3塊對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)地，大小為20 m×20 m，不采取任何措施，用CK表示。

2.2 試驗(yàn)方法

2016年10月份，對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)林木開(kāi)展每木調(diào)查，測(cè)定其樹(shù)高、胸徑、冠幅、枝下高等因子數(shù)據(jù)，調(diào)查測(cè)定各林分土壤化學(xué)性質(zhì)、林分各層持水量、土壤抗蝕能力。以閩粵栲純林、杉木純林為對(duì)照，分析杉木閩粵栲異齡復(fù)層林的土壤肥力及其涵養(yǎng)水源功能。

2.2.1 林分樹(shù)冠持水量

于各標(biāo)準(zhǔn)地中，以樹(shù)高、胸徑分別與其平均值相當(dāng)(誤差≤±5%)為標(biāo)準(zhǔn)，選定5株樣樹(shù)，量取地徑、胸徑、冠幅與樹(shù)高等數(shù)據(jù)，以Monsi分層切割法，分為1 m段，測(cè)定樣樹(shù)的枝、葉、干、皮的鮮質(zhì)量，按基部、中部、頂端各取1個(gè)圓盤，測(cè)定其含水量；以隨機(jī)方法取30%的樣品烘干測(cè)定干質(zhì)量，計(jì)算出含水量。于室內(nèi)，用隨機(jī)方法取20%的樣品，浸水24 h，測(cè)定其持水率，計(jì)算出持水量[7]。

持水率=(水分含量/干質(zhì)量)×100%。

持水量(t·hm-2)=持水率×生物量。

2.2.2 植被和凋落物持水量

調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)地的植被種類與數(shù)量，測(cè)定鮮質(zhì)量。以“S”路線在標(biāo)準(zhǔn)地中設(shè)置5個(gè)2 m×2 m的樣方，調(diào)查灌木層種類與數(shù)量。再設(shè)5個(gè)1 m×1 m的小樣方，按“樣方收獲法”，調(diào)查凋落物現(xiàn)存量，重復(fù)5次。于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，按未分解層(L)、半分解層(F)、腐殖質(zhì)層(H)分別稱質(zhì)量。以隨機(jī)方法取20%的植被、凋落物的樣本，浸水24 h，測(cè)定計(jì)算其持水率、持水量[8]。

2.2.3 土壤分析

選擇在標(biāo)準(zhǔn)地中的2棵樹(shù)，在兩樹(shù)間挖取土壤剖面，分別采集0lt;h≤20 cm、20 cmlt;h≤40 cm土層的土樣，重復(fù)5次。對(duì)取回的原狀土樣，在室內(nèi)開(kāi)展分析測(cè)定其物理性質(zhì)，把各原狀土樣，以其相對(duì)應(yīng)的土層混合后，用OK-V8土壤肥料養(yǎng)分速測(cè)儀(鄭州歐柯奇儀器制造有限公司)分析測(cè)定其化學(xué)性質(zhì)。采用STS-55土壤滲透儀測(cè)定土壤滲透速率(上海魅宇儀器設(shè)備有限公司)。采用DS-100型土壤團(tuán)聚體分析儀(北京鼎盛榮和科技有限公司)測(cè)定土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，用四分法取風(fēng)干土樣200 g置于套篩上，篩孔大小自上而下排列的順序?yàn)?.00、2.00、1.00、0.50、0.25 mm。加篩蓋和篩底盒后干篩，直至各篩上的土團(tuán)不再下漏為止。然后收集各篩上的土樣，分別稱質(zhì)量，計(jì)算各級(jí)團(tuán)聚體占風(fēng)干土樣的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)所得的各級(jí)干篩團(tuán)聚體的含量，按比例配成50 g風(fēng)干土樣，將套篩(從上到下的順序?yàn)?.00、2.00、1.00、0.50、0.25 mm)放于振蕩架上，并置于水捅中，桶內(nèi)加水達(dá)一定高度，使套篩最上面篩子的上絳部分在最低位置時(shí)，仍離開(kāi)水面約1 cm，將稱好的50 g土樣放入套篩內(nèi),啟動(dòng)馬達(dá)，使套篩在水中上下振動(dòng)30 min，振蕩后將套篩輕輕離開(kāi)水面，待水稍干后，用洗瓶將各級(jí)篩子上的團(tuán)聚體輕輕沖入蒸發(fā)皿，傾出皿中的清液。然后放在電熱板或水浴上蒸干稱質(zhì)量(精確至0.01 g)。

土壤最大持水量(t·hm-2)=10 000×土壤總孔隙度×土層厚度。

非毛管持水量(t·hm-2)=10 000×土壤非毛管孔隙度×土層厚度。

土壤結(jié)構(gòu)體破壞率=((Dgt;0.25 mm干篩團(tuán)聚體(%)-Dgt;0.25 mm濕篩團(tuán)聚體(%))/Dgt;0.25 mm干篩團(tuán)聚體(%))×100%。

2.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2007對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS17.0軟件進(jìn)行顯著性分析，分析各處理林分的土壤理化學(xué)性質(zhì)主要參數(shù)、林分的持水量、林分地上部分持水性能、土壤的持水性能、土壤滲透性能和土壤抗蝕性能的差異性(Plt;0.05和Plt;0.01)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤分析

3.1.1 土壤結(jié)構(gòu)分析

由表2可得，經(jīng)CL2處理的0lt;h≤20 cm土層，Dgt;0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體的含量平均為86.37%，比開(kāi)展套種前和對(duì)照的杉木純林提高19.03%和12.69%，結(jié)構(gòu)體破壞率為13.02%，比開(kāi)展套種前和對(duì)照杉木純林分別下降了21.52%和11.61%；CL2處理20 cmlt;h≤40 cm土層，土壤結(jié)構(gòu)體破壞率為15.76%，比開(kāi)展套種前和對(duì)照杉木純林分別下降了9.01%和6.80%。經(jīng)顯著性分析，各處理相同土層Dgt;0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體、結(jié)構(gòu)體破壞率與套種前和對(duì)照間差異均極顯著，表明杉木林內(nèi)套種上閩粵栲后，土壤的各項(xiàng)主要指標(biāo)趨好，結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)于杉木純林。

表2 不同林分土壤結(jié)構(gòu)分析

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；括號(hào)外為干篩數(shù)值，括號(hào)內(nèi)為濕篩數(shù)值；CK1為套種前的杉木林，CK2為對(duì)照杉木林；括號(hào)外同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

3.1.2 土壤孔隙狀況分析

由表3可看出，各處理土壤的不同高度土層總孔隙度均得以提高。經(jīng)CL2處理的0lt;h≤20 cm土層，總孔隙度比開(kāi)展套種前和對(duì)照杉木純林分別提高6.57%和4.95%；20 cmlt;h≤40 cm土層的總孔隙度亦有所提高，只是幅度較小些。0lt;h≤20 cm土層的土壤密度比開(kāi)展套種前和對(duì)照杉木純林分別降低10.15%和9.52%；20 cmlt;h≤40 cm土層土壤密度亦有一定幅度下降。0lt;h≤20 cm、20 cmlt;h≤40 cm高度土層的非毛管隙比開(kāi)展套種前分別提高19.01%和19.05%。經(jīng)顯著性分析，各處理相同土層總孔隙度、土壤密度與套種前和對(duì)照間差異均極顯著，表明杉木林內(nèi)栽植閩粵栲，因閩粵栲根系的活動(dòng)改變了土壤壘結(jié)狀況，改良了土壤，土壤孔隙度趨于合理，土壤疏松透氣性增強(qiáng)，便于養(yǎng)分、水分的滲透與輸送。

表3 各種林分土壤的孔隙度分析

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK1為套種前的杉木林，CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

3.1.3 土壤養(yǎng)分

由表4可得，各處理與開(kāi)展套種前相比，土壤的各項(xiàng)常規(guī)養(yǎng)分指標(biāo)均有所提高，CL2處理0lt;h≤20 cm土層的全磷、全氮、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高39.02%、26.96%和29.33%，速效鉀、速效磷和水解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高24.32%、38.09%和14.37%；20 cmlt;h≤40 cm土層的養(yǎng)分狀況也相應(yīng)得到改善，只是提高幅度小些。與杉木純林相比，各處理土壤的各項(xiàng)常規(guī)養(yǎng)分指標(biāo)亦有相應(yīng)的提高，經(jīng)CL2處理的0lt;h≤20 cm土層的全磷、全氮、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高29.55%、18.70%和23.40%，速效鉀、速效磷和水解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高19.34%、28.89%和10.03%；20 cmlt;h≤40 cm土層的養(yǎng)分狀況也有同樣趨勢(shì)，只是提高幅度較小。經(jīng)顯著性分析，各處理相同土層全磷、全氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效磷和水解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)與套種前和杉木純林間差異均極顯著，表明杉木林內(nèi)套種閩粵栲形成異齡復(fù)層林后，凋落物生物量增加且易于分解，林木從土壤中帶走的養(yǎng)分以枯枝落葉的形式歸還到林地，提高了土壤肥力，有效地促進(jìn)林木生長(zhǎng)[14-15]。

表4 各林分土壤養(yǎng)分參數(shù)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK1為套種前的杉木林，CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

3.2 涵養(yǎng)水源功能

3.2.1 林分地上部分持水性能

由表5可看出，經(jīng)CL2處理林冠的持水量是9.092 t·hm-2，與對(duì)照的杉木純林比提高15.94%。

由表6可看出，經(jīng)CL2處理的植被層、凋落物層的持水量分別為1.252、25.602 t·hm-2，與對(duì)照杉木純林比分別提高26.08%、174.61%。經(jīng)顯著性分析，各處理與對(duì)照杉木純林間在林冠、林分植被和凋落物的持水性能上差異極顯著。表明異齡復(fù)層林林冠、植被、凋落物等各層次持水蓄水性能比對(duì)照杉木純林強(qiáng)，能有效地截留雨水，能減弱降水對(duì)表土層的沖擊。

表5 異齡復(fù)層林與對(duì)照杉木林冠層持水量

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

表6 各林分植被層及凋落物層的持水量

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

3.2.2 土壤持水能力

由表7可看出，杉木林套種閩粵栲后，土壤孔隙狀況得到改善，持水性能提升。經(jīng)CL2處理的0lt;h≤20 cm土層的含水量、田間持水量及最大持水量與開(kāi)展套種前土壤相比分別提高了9.86%、22.04%、35.10%；20 cmlt;h≤40 cm土層亦分別提高了7.82%、11.94%、12.29%，且與對(duì)照的杉木純林比亦有相同趨勢(shì)，只是提升幅度較小。經(jīng)顯著性分析，各處理與套種前和對(duì)照杉木純林間在含水量、田間持水量及最大持水量均差異極顯著。表明杉木林栽植閩粵栲后，使得土壤水分參數(shù)得到提升，水分狀況得以改善，異齡復(fù)層混交林具有良好的蓄水性能，有效減緩地表徑流，能充分發(fā)揮涵養(yǎng)水源功能。

3.2.3 林分的持水量

由表8可看出，各處理林分土壤持水量、林分總持水量均比對(duì)照的杉木純林高。經(jīng)CL2處理的0lt;h≤40 cm土層的最大持水量為1 839.697 t·hm-2，與對(duì)照杉木純林相比增加286.338 t·hm-2，提高了18.43%。經(jīng)CL2處理總持水量為1 875.646 t·hm-2，與對(duì)照杉木純林相比增加303.955 t·hm-2，提高了19.34%。經(jīng)顯著性分析，各處理林分與對(duì)照杉木林間在林冠層、植被層、凋落物層、土壤層和林分總持水量差異均極顯著。表明對(duì)現(xiàn)有杉木針葉純林營(yíng)建成的異齡復(fù)層混交林，林分結(jié)構(gòu)、土壤結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生變化，土壤孔隙狀況改善，林分的水源涵養(yǎng)功能得以提升[16]。

表7 各林分土壤水分參數(shù)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK1為套種前的杉木林，CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

3.2.4 土壤滲透參數(shù)分析

由表9可看出，各處理林分初滲速度、穩(wěn)滲速度均比對(duì)照的杉木林高，地表徑流系數(shù)與對(duì)照的杉木林相比均有大幅下降。經(jīng)CL2處理的穩(wěn)滲速度為3.14 mm·min-1，為對(duì)照杉木純林的1.33倍，初滲速度為4.72 mm·min-1，為對(duì)照杉木純林的1.20倍，地表徑流系數(shù)0.43，比對(duì)照杉木純林下降23.21%。經(jīng)顯著性分析，各處理林分與對(duì)照杉木純林間在初滲速度、穩(wěn)滲速度和地表徑流系數(shù)上差異均極顯著。表明異齡復(fù)層林具有多層次林分結(jié)構(gòu)，良好的土壤結(jié)構(gòu)，林分土壤入滲能力得以提高。

表8 不同林分各層的持水量 t·hm-2

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

表9 不同林分土壤滲透參數(shù)與抗蝕參數(shù)分析

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；CL1、CL2、CL3、CL4分別代表4個(gè)不同保留密度的處理；CK2為對(duì)照杉木林；同列不同字母表示差異極顯著(Plt;0.01)；n=5。

3.2.5 土壤抗蝕參數(shù)分析

土壤結(jié)構(gòu)體破壞率和水穩(wěn)性團(tuán)聚體量是土壤抗蝕性的重要指標(biāo)。從表2可知，與對(duì)照杉木林相比，各處理林分各土層Dgt;0.25 mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量均得以提高，結(jié)構(gòu)體破壞率則減少。從表9可看出，在同等的降水量時(shí)各處理林分的土壤侵蝕量與對(duì)照杉木林相比明顯減小，經(jīng)顯著性分析，在降水量相同時(shí)，各處理的異齡復(fù)層林與對(duì)照杉木林之間的侵蝕量均有極顯著差異。表明在杉木林中栽植閩粵栲形成的異齡復(fù)層林，可極大提升林地土壤的抗蝕能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

在重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位的杉木林內(nèi)通過(guò)疏伐改造，降低杉木密度，讓出部分生長(zhǎng)空間栽植閩粵栲，營(yíng)建起杉栲混交異齡復(fù)層林，改變了杉木的生境條件，重塑林分結(jié)構(gòu)。建立的林分凋落物數(shù)量增加且分解加快，可改善土壤的化學(xué)性質(zhì)，土壤中各養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)得以提高，土壤肥力增強(qiáng)[17]，促進(jìn)了杉木與閩粵栲生長(zhǎng)，林分生物量得以提高，樹(shù)冠層增厚增大，可有效截留雨水，減弱降水對(duì)土表的沖擊力。異齡復(fù)層林改善了土壤的物理性質(zhì)，使土壤的密度變小，孔隙增加，孔隙狀況趨于合理，林分總持水量增大，滲透性能得以增強(qiáng)，林地容蓄水分的能力提升，同時(shí)，土壤的有機(jī)膠結(jié)物增多，林分表現(xiàn)出比純林更強(qiáng)的水土保持功能。因此，在杉木林栽植套種閩粵栲，改變了原有單一的林分結(jié)構(gòu)，重建森林生態(tài)系統(tǒng)，形成的異齡復(fù)層林表現(xiàn)出較高的生態(tài)功能，提高了林分涵養(yǎng)水源的功能，增強(qiáng)了林分的抗性，提高了經(jīng)營(yíng)效益和社會(huì)效益[18-22]。這與國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果相一致[23-30]。

上述經(jīng)營(yíng)措施可提高重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林的生態(tài)功能，提升重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林的生態(tài)景觀，有效解決大面積的純林導(dǎo)致重點(diǎn)區(qū)位生態(tài)林生態(tài)功能脆弱、地力嚴(yán)重衰退、水土流失的問(wèn)題，是南方重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位商品針葉林改造及生態(tài)系統(tǒng)重建的好途徑。

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SoilFertilityandWaterConservationofDifferent-agedCompoundStoriedCastanopsisfissaandCunninghamialanceolataPlantations//

Hong Yicong

(Forestry Bureau of Shaxian County, Shaxian 365500, P. R. China)//

Uneven-aged irregular mixed forests;Cunninghamialanceolata;Castanopsisfissa; Merchandise forest; Water conservation function

1)福建省地方標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目(閩質(zhì)監(jiān)標(biāo)[2015]94號(hào))；福建省標(biāo)準(zhǔn)化專項(xiàng)資金(閩財(cái)建指[2016]75號(hào))；三明市林業(yè)科技研究項(xiàng)目(明財(cái)(農(nóng))指[2015]54號(hào))；三明市科技項(xiàng)目(明科成[2016]14號(hào))。

洪宜聰，男，1966年7月生，福建省沙縣林業(yè)局，教授級(jí)高工。E-mail：honghyc_886@sina.com。

2017年3月17日。

責(zé)任編輯：任 俐。

S725.6

Journal of Northeast Forestry University，2017,45(11)：65-71.

WithCunninghamialanceolatamixed withCastanopsisfissaunder densities of 450, 600, 750 and 900 stem·hm-2after thinning located at the key ecological niches in Gaosha Forest Farm of Shaxian County. The soil physical and chemical properties, water-holding capacity, and water conservation function were measured. The soil density was decreased, respectively, by 10.15% and 9.52% in 0-20 cm layer of the soil in different-aged compound storiedC.fissaandC.lanceolataplantations compared with that before inter-cropped and pureC.lanceolatacontrol. Similarly, the content of water-stable aggregates particle size (D)Dgt;0.25 mm increased by 19.03% and 12.69%, while structure destruction rate decreased by 21.52% and 11.61%, respectively. Meanwhile, total porosity was increased by 6.57% and 4.95%. Compared with plantations before inter-cropped, contents of total P, N, and organic matter in soil of 0-20 cm layer were increased by 39.02%, 26.96%, and 29.33%, and those of rapid K, P, and hydrolysable nitrogen increased by 24.32%, 38.09%, and 14.37%, respectively. Compared to the pureC.lanceolataplantation, the total water holding quantity was enhanced by 19.8%, the while surface runoff coefficient was decreased by 23.21% in the uneven aged mixture, and the soil of 20-40 cm layer was also present with the same trend. By the analysis of variance, each retention density can significantly improve soil properties and water conservation function, among which the optional density was 600 tree·hm-2.