杉木-楓香混交林生長狀況和土壤理化性質研究

黃秋萍

(福建省永春縣林業(yè)局，福建 泉州 362600)

杉木(Cunninghamialanceolate)是我國南方地區(qū)主要的造林樹種，也是我省山區(qū)普遍栽種的樹種，由于杉木生長較快，干形通直，而且用途又比較廣泛，因此，杉木無論在閩西北山區(qū)還是在閩南丘陵山地都有大面積的人工種植[1]。雖然杉木林有許多優(yōu)良的特性，但杉木林在經營中由于純林的模式且多代連栽，存在著林分結構簡單、抗病蟲害和抗火災能力弱、生產力下降和地力退化等問題[2]。開展杉木混交造林，尤其是杉木與闊葉樹混交是改善杉木人工林結構和改善群落生態(tài)環(huán)境的有力措施。楓香(LiquidambarformosanaHance)是金縷梅科楓香樹屬的落葉喬木樹種，耐干旱貧瘠，深根性，主根發(fā)達，抗風力和抗火災能力強[3]。為了探索杉木混交樹種，筆者在永春縣下洋鎮(zhèn)大榮村開展了杉木與楓香的混交試驗，從中篩選出較為合適的混交模式，為閩南丘陵山地杉木-楓香混交造林提供依據。

1 試驗點概況

試驗點設在永春縣下洋鎮(zhèn)大榮村，25°39′ N，117°56′ E，氣候屬于亞熱帶季風氣候，年平均氣溫18 ℃，年均降水量1 800～2 000 mm，無霜期260 d左右，海拔470 m，坡度20°，土壤類型為紅壤，土層較厚。林下植被主要有桃金娘、狗脊、烏飯、胡枝子等。

2 研究方法

2.1 試驗設計和造林

2006年2月，在大榮村杉木林采伐跡地上進行杉木與楓香混交造林試驗，杉木與楓香混交的比例分為杉木∶楓香=7∶3和杉木∶楓香=9∶1兩種，混交方式采用插花混交，杉木純林作為對照。試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，試驗小區(qū)沿上、中、下坡排列，每個坡位上設3塊試驗小區(qū)為一個區(qū)組，每個小區(qū)面積20 m×20 m。造林前進行整地，挖穴規(guī)格60 cm×40 cm×40 cm，造林株行距2 m×2 m，杉木和楓香苗木均為裸根苗，在2月份陰雨天種植。

2.2 試驗林調查

2.2.1 試驗林管理及生長量調查 造林后頭3年連續(xù)進行除草松土，造林當年調查成活率和生長量，以后每年進行常規(guī)的保存率和生長量調查。2015年10月，對試驗林進行全面調查，分樹種每木檢尺，調查每株樹的高度和胸徑，統(tǒng)計平均值，計算單株材積，杉木單株材積V杉= 0.000 058 061 860D1.955 335 1H0.894 033 04，楓香單株材積V楓= 0.000 052 764 291D1.882 161 1H1.009 316 6，蓄積量=平均單株材積×保留株樹。

2.2.2 試驗林土壤調查 在試驗樣地中，按“S”形路線在每個樣地中設置4個土壤采樣點，挖土壤刨面，分0～20 cm、20～40 cm兩個土層，采用“環(huán)刀法”取土樣進行土壤物理性質測定，同時在每個土層分別用塑料袋取大約1 kg的土用于土壤化學性質的測定。土壤物理-化學性質測定方法見文獻[4]和文獻[5]。

3 結果與分析

3.1 杉木-楓香混交林生長量比較

通過對10年生的杉木-楓香混交林和杉木純林生長量調查，結果可知(表1)，杉木-楓香混交林中杉木的生長量大于杉木純林。在混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林中，杉木的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與杉木純林相比分別增加了30.0%、20.5%和95.2%；在混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林中，杉木的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積與杉木純林相比分別增加了17.1%、12.0%和46.6%。從林分蓄積量來看，杉木-楓香混交林的蓄積量大于杉木純林，其中混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林其蓄積量與杉木純林相比增加了144.3%，混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林其蓄積量與杉木純林相比增加了67.3%。經方差分析，杉木-楓香混交林中杉木與杉木純林的平均樹高、平均胸徑和平均單株材積存在顯著差異，杉木-楓香混交林與杉木純林的蓄積量存在極顯著的差異。可見，杉木與楓香混交促進了杉木的生長，這是由于楓香為落葉闊葉樹種，秋冬季豐富的落葉量及容易分解的特性使得楓香落葉中的營養(yǎng)物質回歸土壤，改善了土壤肥力，這樣對于杉木的生長起到較好的作用；另一個方面是杉木與楓香之間種間關系比較協(xié)調，混交林的結構較為合理，杉木生長的空間有充分的保證，這也為杉木的良好生長創(chuàng)造了條件。本試驗中，杉木與楓香按7∶3的比例混交，其效果優(yōu)于杉木與楓香按9∶1的比例混交。

表1 杉木-楓香混交林和杉木純林生長情況

注：FH=6.21*，F(xiàn)D=8.07*，F(xiàn)V=5.53*，F(xiàn)蓄積量=22.06**.F0.05(2,6)=5.14，F(xiàn)0.01(2,6)=10.9

3.2 杉木-楓香混交林與杉木純林土壤理化性質分析

經過對杉木-楓香混交林和杉木純林的林地進行土樣采集和測定，結果見表2、表3。

表2 杉木-楓香混交林和杉木純林土壤物理性質

從表2中看出，在土壤物理性質方面，杉木-楓香混交林土壤的容重小于杉木純林，而土壤孔隙度和通氣度大于杉木純林。例如在0～20 cm土層，混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林土壤容重與杉木純林相比降低了8.8%，土壤總孔隙度和通氣度則分別增加了12.5%和22.7%；混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林土壤容重與杉木純林相比降低了7.1%，土壤總孔隙度和通氣度則分別增加了8.0%和20.5%。說明杉木與楓香混交可以改善土壤結構，使土壤更加疏松透氣，這有利于林木根系的生長和伸展。

在土壤化學性質方面(表3)，杉木與楓香混交后，土壤的養(yǎng)分包括有機質、速效磷和速效鉀均有不同程度的提高，例如在0～20 cm的土層中，混交比例為7∶3的杉木-楓香混交林土壤中有機質、速效磷和速效鉀與杉木純林相比分別提高了20.6%、24.2%和23.2%；混交比例為9∶1的杉木-楓香混交林土壤中有機質、速效磷和速效鉀與杉木純林相比分別提高了11.8%、15.2%和9.0%。說明杉木與楓香混交可以提高土壤肥力?？梢?，杉木與楓香混交即改善了土壤結構又提高了土壤肥力。這是由于楓香豐富的落葉及時分解，使營養(yǎng)物質回歸土壤，促進了土壤中各種動物和微生物活動，提高了土壤肥力。

表3 杉木-楓香混交林和杉木純林土壤化學性質

4 結論

研究表明，杉木與楓香混交，一方面提高了杉木樹高、胸徑、材積和林分總蓄積量，另一方面改善了土壤結構，提高了土壤肥力。因此，杉木-楓香混交林是杉木林可持續(xù)經營的一種較為理想的模式，本試驗條件下，杉木與楓香按照7∶3的比例混交效果較好。

由于杉木純林及多代連續(xù)栽培存在的生態(tài)問題，生產上杉木造林逐漸由純林向混交林、復層林的模式轉變，以往杉木混交林多采取杉木與馬尾松混交，但由于近年來馬尾松松材線蟲病等發(fā)生，致使杉木與馬尾松混交造林逐漸減少，將來要提倡多營造杉木與闊葉樹的混交林，以改善人工林結構和生態(tài)環(huán)境。

[1] 俞新妥.杉木栽培學[M].福州:福建科學技術出版社,1997:322-335

[2] 方奇.杉木連栽對土壤肥力及杉木生長影響[J].林業(yè)科學,1987,23(4):384-391

[3] 錢國欽.楓香杉木混交林生產力及生態(tài)特征[J].浙江林學院學報，2000，17(3)：289-293

[4] 中國科學院南京土壤研究所.土壤理化性狀[M].上海:上?？茖W技術出版社,1987

[5] 張萬儒,許本彤.森林土壤定位研究方法[M].北京:中國林業(yè)出版社,1986