馬尾松低效林補植常綠落葉闊葉樹種形成異齡混交林生長效果分析

黃茂勛

摘? 要：通過開展低質(zhì)低效馬尾松純林補植常綠闊葉樹木荷、落葉闊葉樹楓香形成3種異齡混交林，和未補植的馬尾松純林之間進行比較試驗。結(jié)果表明：混交林生長效果優(yōu)于純林，其中木荷、楓香、馬尾松的混交林表現(xiàn)最好。

關(guān)鍵詞：針闊混交林;生長量;小氣候;物種多樣性;土壤理化性質(zhì)

中圖分類號 S79文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）（02-03）-0090-03

文川河是閩江上游的二級支流，文川河流域是連城縣水土流失最為嚴重的區(qū)域，流域內(nèi)林地面積2.7萬hm2，現(xiàn)有水土流失總面積6956hm2，屬于水力侵蝕類型，侵蝕模數(shù)3870t/km2·a。由于森林火災、樹種單一等原因，使林地土壤退化嚴重，形成了大量低質(zhì)低效的馬尾松純林，該林分郁閉度0.3左右，平均樹高1.2m左右。本文通過對4種林分（即木荷、楓香、馬尾松混交林，木荷、馬尾松混交林，楓香、馬尾松混交林，對照馬尾松純林）的生長效果進行分析和總結(jié)，旨在為Ⅲ類地上馬尾松低質(zhì)低效林修復補植選擇適合的闊葉樹種，并為優(yōu)化栽培模式，提高林分質(zhì)量，充分發(fā)揮針闊混交林的多種效益提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于連城縣林坊鄉(xiāng)張坊村，地理坐標為北緯25°41′37″，東經(jīng)116°43′42″。屬中亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫18.9℃，歷史極端最低溫度-7℃，極端最高溫度40℃，全年無霜期299～330d，年平均降水量1633.4mm，相對濕度75%，較適宜林木的生長。原為21年低質(zhì)低效馬尾松人工純林，在23林班04大班010、020小班，面積41.33hm2，密度2700株/hm2，生長狀況基本相同，土壤肥力基本一致。海拔高度為625.2m，坡向東南，坡度6～19°，林地土壤為黃紅壤，土層厚度大于0.8m，屬Ⅲ類地。2006年，將該山場區(qū)劃為4塊，其中3塊通過疏伐，采取砍1行，留1行，砍的1行栽植闊葉樹。3塊林地疏伐后保留1200株/hm2，馬尾松平均樹高分別為1號地塊0.95m、2號地塊0.96m、3號地塊0.98m，生長狀況基本一致。為為不影響試驗結(jié)果，1號地塊補植木荷和楓香，行內(nèi)實行隔株種植，面積8.07hm2，混交比例2∶1∶1（處理Ⅰ）;2號地塊補植木荷，面積9.13hm2，混交比例1∶1（處理Ⅱ）;3號地塊補植楓香，面積8.8hm2，混交比例均1∶1（處理Ⅲ）。另一塊馬尾松純林15.33hm2，伐除彎曲木后保留2400株/hm2，平均樹高0.99m（處理Ⅳ）。林地于2006年8—9月全面劈草清山后，10—12月份進行整地挖穴，穴規(guī)格為60cm×40cm×40cm，品字型排列，整地于12月10日前完成。每穴施基肥復合肥（N、P、K含量均為15%）250g，并與穴內(nèi)表土充分拌勻后回土。2007年3月，用2年生木荷、楓香袋苗上山造林，補植密度均為1200株/hm2，補植后密度2400株/hm2。造林后撫育施肥管理，4塊林地均按當?shù)亻熑~樹營林措施連續(xù)撫育施肥3年。

1.2 樣地設(shè)置與調(diào)查 2014年10月，在4種處理內(nèi)，按隨機區(qū)組設(shè)計選擇典型地段，分別在上坡、中坡、下坡各隨機布設(shè)20m×20m的樣地1個，每個樣地進行每木實測胸徑，每隔1株實測樹高等生長指標及林相狀況。在樣地林分內(nèi)離地面1.5m處，每日13：00、14：00、15：00，分別使用照度計、溫度計、通風干濕表測量林中的光照強度、氣溫、相對濕度3次，然后取平均值。土壤取樣：在每個樣地的對角線交叉處挖1個土壤剖面，采用環(huán)刀法在土壤剖面10cm處提取原狀土做土壤理化性質(zhì)測定。樣方調(diào)查：在距離四角5m處和樣地對角線交叉處各設(shè)置5個2m×2m的樣方，調(diào)查灌木、草本的種類和株數(shù)。灌木數(shù)量較少，輔助采用全樣地清點統(tǒng)計。

1.3 測定方法 樣土測定方法：容重用環(huán)刀法;自然持水量用威爾科克斯法;有機質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀容量法;全N用半微量開氏法;速N用解堿擴散法;全P用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法;速P用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法;全K用堿熔-火焰光度法;速K乙酸銨提取-火焰光度法（土壤分析請縣土肥站分析）。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

1.4.1 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用Excel 2003方差分析和電子表格功能進行統(tǒng)計分析。對4種處理的各因子數(shù)據(jù)進行方差分析及Duncan多范圍檢驗法多重比較。

1.4.2 計算公式 植被物種多樣性分析采用如下3個指數(shù)：

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的林分生長量 由表1可知，8年生各林分各生長因子均表現(xiàn)為處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，其中，平均胸徑，處理Ⅰ與處理Ⅱ、處理Ⅲ與處理Ⅳ無顯著差異;平均樹高，處理Ⅱ與處理Ⅲ無顯著差異;平均蓄積，處理Ⅲ與處理Ⅳ無顯著差異;其余各處理間存在顯著或極顯著差異。混交林整體表現(xiàn)優(yōu)于純林，說明混交林種間關(guān)系協(xié)調(diào)，能明顯促進馬尾松的生長，形成的林冠層馬尾松占優(yōu)勢，馬尾松冠幅大但枝葉較稀疏。在處理Ⅱ、處理Ⅲ混交林中木荷表現(xiàn)明顯好于楓香，木荷較耐干旱瘠薄，稍耐陰，在混交林中能接受一定的頂部陽光和散射光，能保證木荷對光照的需求，木荷生長發(fā)育正常，枝葉茂盛，冠型飽滿;而楓香在中、下坡表現(xiàn)較好，但在混交林中與馬尾松競爭激烈明顯處于壓制狀態(tài)，形成的樹冠枝葉較稀疏、高徑比失調(diào)的形態(tài)，樹冠偏冠明顯，在上坡生長緩慢，在連續(xù)干旱時會發(fā)生頂梢干枯，造成樹干彎曲，這可能是因為楓香對水肥條件要求更高。在3種混交林中，處理Ⅰ表現(xiàn)最好，常綠和落葉闊葉樹種與馬尾松3種樹種種間關(guān)系協(xié)調(diào)，楓香高徑比明顯小于處理Ⅲ中的楓香。說明在處理Ⅰ中楓香與馬尾松競爭趨緩，馬尾松與楓香競爭陽光的情況有所減緩。

2.2 不同處理的林內(nèi)小氣候變化 從表2可以看出，平均溫度和光照強度為處理Ⅰ<處理Ⅱ<處理Ⅲ<處理Ⅳ，其中處理Ⅰ最低、處理Ⅳ最高;相對濕度處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，其中處理Ⅰ最大、處理Ⅳ最小。平均溫度、相對濕度、光照強度處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ、處理Ⅳ4個處理之間存在顯著差異，部分達到極顯著差異。由于各林分林冠層的結(jié)構(gòu)不同，使林分內(nèi)各氣候因子差異明顯?；旖涣謨?nèi)形成的復層林冠在垂直方向互相重疊對陽光的阻擋和反射效果更好，林內(nèi)陽光多以散射光的形式存在，以及復層林冠在垂直方向互相重疊防風效果更好，從而改善混交林內(nèi)小氣候。處理Ⅰ形成的立體林冠層，密實程度效果最好。處理Ⅱ形成的2層林冠層次分明，效果略差;處理Ⅲ2層林冠不明顯，楓香在Ⅲ類地上生長不佳枝葉較稀疏，形成的林冠密實程度較差;馬尾松純林形成枝葉較稀疏的單層林冠密實程度最差?；旖涣謨?nèi)的光熱條件和水濕條件比純林好，能有效改善林分內(nèi)小氣候。

2.3 不同處理的物種多樣性析 從表3可以看出，8年生4種林分中物種豐富度（含草本植物）有較大差異，處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，其中處理Ⅰ最大為14種，處理Ⅳ最小為5種。馬尾松純林林下植物主要是芒萁、崗松、赤楠、五節(jié)芒、鹽膚木，而混交林中陰性植物逐漸增多，其中灌木樹種增加明顯，林下植物主要有赤楠、烏飯、黃瑞木、繼木、白背葉、毛冬青、麥冬、菝葜等，而芒萁、崗松大量減少。8年生各林分中，灌木層3種物種多樣性指數(shù)都存在極顯著差異，處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ?；旖涣蛛S著年齡增長生長環(huán)境逐步改善，灌木樹種逐漸增加，個體數(shù)量也不斷增加，表明土壤環(huán)境和林內(nèi)氣候逐漸更適宜闊葉樹生長?；旖涣值奈锓N豐富度和多樣性指數(shù)優(yōu)于馬尾松純林，而較好物種多樣性又進一步改善了林分內(nèi)小氣候和土壤物理化學性質(zhì)。

2.4 不同林分的土壤物理、化學性質(zhì)比較

2.4.1 容重和含水量 土壤容重和含水量是土壤物理特性的主要指標。從表4可以看出，8年生林分土壤容重為處理Ⅰ<處理Ⅱ<處理Ⅲ<處理Ⅳ，且各處理間存在顯著或極顯著差異。土壤容重小說明土壤疏松多孔，含水量高，透水保水性好，有機質(zhì)含量高，結(jié)構(gòu)性好。土壤自然持水量與土壤容重有明顯的正相關(guān)，土壤自然持水量隨著土壤容重的減小而增大。

2.4.2 有機質(zhì) 土壤有機質(zhì)是土壤固相部分的重要組成成分，能有效改善土壤的物理性質(zhì)和土壤肥力。土壤有機質(zhì)含量處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，從表4可以看出，除處理Ⅰ與處理Ⅱ無明顯差異外，其余各處理間存在顯著或極顯著差異。

2.4.3 N、P、K N、P、K是林木生長的主要元素，土壤N、P、K各成分均是處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ，處理Ⅳ最小。各處理間部分達到顯著或極顯著水平。由于混交林的枯落物量大、成分復雜、有機養(yǎng)分高，通過分解及積累，有效增強了土壤養(yǎng)分，提高了林分自肥能力，改善了土壤物理化學性質(zhì)?；旖涣謨?nèi)土壤較為疏松，腐殖質(zhì)層較厚，土壤通透性較好，有效地促進了林木健康生長發(fā)育，而林木的健康生長發(fā)育又進一步提高物種多樣性和枯枝落葉量，改善林分小氣候和土壤物理化學性質(zhì)，促進土壤礦物養(yǎng)分的分解與釋放，從而形成良性循環(huán)。

3 結(jié)論與討論

（1）常綠、落葉闊葉樹種與馬尾松混交，不僅能改善地力和林分小氣候，提高物種多樣性，還能改善土壤物理化學性質(zhì)，增強土壤保肥蓄水能力，促進林分養(yǎng)分的良性循環(huán)，從而促進林分的生長發(fā)育，提高抗病蟲害能力和抗防火能力，提高調(diào)節(jié)穩(wěn)定氣候作用，最終實現(xiàn)林分生態(tài)、社會、經(jīng)濟三大效益的統(tǒng)一。由本次試驗表明，混交林具有較高的生長量和物種多樣性指數(shù)，具有較有利的土壤物理化學性質(zhì)，使林地獲得持續(xù)的生產(chǎn)力，提高林分的生態(tài)自我修復能力，使可持續(xù)經(jīng)營成為可能。

（2）由于本研究分析僅限于Ⅲ類地，對Ⅰ類地上和Ⅱ類地上的同樣營林方式可能存在其他差異，所以僅對Ⅲ類地上的木荷、楓香、馬尾松混交的營林方式具有一定的參考，今后可進一步開展其他闊葉樹與馬尾松混交的造林對比分析。

參考文獻

[1]俞新妥.混交林營造原理及技術(shù)[M].北京：中國林業(yè)出版社，1988.

[2]洪偉，吳承禎.試驗設(shè)計與分析[M].北京：中國林業(yè)出版社，2004：13-89.

[3]王宏志.中國南方混交林研究[M].北京：中國林業(yè)出版社，1993：163-170.

（責編：張宏民）