閩北山地杉木-厚樸混交林生長狀況及土壤理化性質(zhì)研究

張莉

(福建省三明市三元區(qū)林業(yè)局， 福建 三明 365001)

杉木(Cunninghamialanceolata)是閩北山區(qū)主要的造林樹種，科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐都表明杉木純林多代經(jīng)營易發(fā)生生產(chǎn)力下降、土壤退化、病蟲危害等一系列問題[1-3]。營造混交林特別是杉木與闊葉樹混交可以達(dá)到恢復(fù)地力、保持穩(wěn)定生產(chǎn)力和促進(jìn)人工林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用[4]。厚樸(MagnoliaofficinalisRehd.etWils.)是木蘭科木蘭屬落葉喬木樹種，為中國特有的珍貴樹種，主要在四川、湖北等地分布，葉大蔭濃，花大美麗，可作綠化觀賞樹種[5,6]。木材供建筑、板料、家具、雕刻、樂器、細(xì)木工等用，樹皮、根皮、花、種子及芽皆可入藥，以樹皮為主，為著名中藥，有化濕導(dǎo)滯、行氣平喘、化食消痰、祛風(fēng)鎮(zhèn)痛之效；種子有明目益氣功效，芽作婦科藥用。開展杉木與厚樸混交造林研究，探索杉木與厚樸合適的混交方式和比例，可為杉木-厚樸混交林的合理經(jīng)營提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在三明市三元區(qū)中村鄉(xiāng)南坑村，地理坐標(biāo)117°36′ E，26°17′ N，氣候?qū)儆谥衼啛釒降貧夂?，年均氣?9.8 ℃，年均降水量1 400～1 780 mm, 年均日照1 950 h，海拔870 m，坡度20°～26°，坡向朝南，土壤類型為紅壤，土層深厚。試驗(yàn)地前身為杉木林，主要林下植被有芒萁骨、狗脊、毛冬青等。

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和造林

2000年春，在三元區(qū)中村鄉(xiāng)南坑村杉木林采伐后經(jīng)過煉山整地(挖穴規(guī)格60 cm×40 cm×40 cm)的造林地上，開展杉木與厚樸混交造林試驗(yàn)，杉木與厚樸采取行狀混交，混交比例分別為1∶1、2∶2和3∶3共3種，以杉木純林作為對照。試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，共設(shè)12塊試驗(yàn)小區(qū)，每小區(qū)面積30 m×30 m，造林株行距2 m×2 m，初植密度為2 500株·hm-2。

2.2 試驗(yàn)林調(diào)查

試驗(yàn)林造林后每年進(jìn)行正常的經(jīng)營管理，沒有進(jìn)行間伐。2018年8月，對試驗(yàn)林進(jìn)行每木檢尺，量測每塊試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)每株杉木、厚樸活立木的胸徑、樹高。在每塊試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)設(shè)置5個(gè)土壤剖面，分0～20 cm、20～40 cm土層分別取土樣用于土壤物理和化學(xué)性質(zhì)測定[7,8]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同比例杉木-厚樸混交林生長狀況比較

通過對杉木-厚樸混交林和杉木純林的胸徑、樹高測定，結(jié)果見表1。由表1可知，不同混交林中杉木和杉木純林的生長量不一樣，杉木-厚樸按3∶3比例混交的林分中杉木生長最好，其平均胸徑、樹高與杉木純林相比分別提高了19.8%、11.4%，與杉木-厚樸按1∶1比例混交的林分中杉木相比分別提高了5.6%、3.9%，與杉木-厚樸按2∶2比例混交的林分中杉木相比分別提高了11.8%、6.3%。杉木-厚樸混交林中杉木胸徑、樹高生長比杉木純林快。經(jīng)方差分析(表2)，不同類型林分之間杉木的樹高、胸徑生長均存在顯著差異?？梢?，杉木與厚樸混交后能明顯提高杉木的生長量，且杉木與厚樸采用3∶3比例進(jìn)行混交對促進(jìn)杉木生長的效果最好。

表1 不同比例杉木-厚樸混交林生長情況

表2 不同林分中杉木樹高和胸徑方差分析表

3.2 不同比例杉木-厚樸混交林土壤物理化學(xué)性質(zhì)分析

3.2.1 不同比例杉木-厚樸混交林土壤通透狀況 通過測定3種杉木-厚樸混交林和杉木純林的土壤容重、孔隙度和通氣度(表3)，表明杉木-厚樸混交林的土壤容重比杉木純林低，土壤孔隙度和通氣度比杉木純林高?；旖涣种?，杉木-厚樸3∶3混交林的土壤容重最小，土壤孔隙度和通氣度最大。杉木-厚樸3∶3混交林0～20 cm層土壤容重與杉木純林同層次土壤相比降低了11.5%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度分別提高了19.8%、42.0%、24.5%和20.7%；杉木-厚樸3∶3混交林20～40 cm層土壤容重與杉木純林同層次土壤相比降低了3.7%，而毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度和通氣度分別提高了25.8%、34.8%、27.1%和37.0%。土壤容重、孔隙度和通氣度是土壤通透性的指標(biāo)，土壤容重小，孔隙度和通氣度大說明土壤通透性好、持水性強(qiáng)。可見杉木-厚樸混交林的土壤比杉木純林疏松透氣，有利于改善土壤結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)林木根系伸展和生長。不同杉木-厚樸混交林以杉木與厚樸按3∶3比例混交對土壤結(jié)構(gòu)的改善效果最好。

表3 不同比例杉木-厚樸混交林土壤的通透狀況

3.2.2 不同比例杉木-厚樸混交林土壤化學(xué)性質(zhì) 對不同比例杉木-厚樸混交林和杉木純林的土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測定結(jié)果(表4)看出，杉木-厚樸混交林土壤的有機(jī)質(zhì)、水解性N、速效P和速效K的含量高于杉木純林，其中，杉木-厚樸3∶3混交林0～20 cm層土壤的有機(jī)質(zhì)、水解性N、速效P和速效K的含量與杉木純林同層次的土壤相比分別提高了27.8%、23.6%、21.0%和19.2%；杉木-厚樸3∶3混交林20～40 cm層土壤的有機(jī)質(zhì)、水解性N、速效P和速效K的含量與杉木純林同層次的土壤相比分別提高了33.8%、12.2%、37.6%和16.7%。杉木-厚樸混交林中，又以杉木-厚樸3∶3混交林土壤的有機(jī)質(zhì)、水解性N、速效P和速效K的含量最高?？梢姡寄九c厚樸混交提高了土壤肥力。這可能是由于杉木-厚樸混交林土壤疏松透氣，使得土壤中各種動物、微生物活動得到加強(qiáng)，其對凋落物分解起到了很好的促進(jìn)作用，且厚樸為落葉樹種，量多的落葉和及時(shí)的分解使較多的營養(yǎng)物質(zhì)返回土壤，這樣就對土壤的肥力有良好的改善。

表4 不同比例杉木-厚樸混交林土壤化學(xué)性質(zhì)

4 結(jié)論

對混交比例分別為1∶1、2∶2和3∶3的19年生杉木-厚樸混交林及杉木純林的生長情況、土壤通透狀況和土壤肥力進(jìn)行測定，表明杉木與厚樸混交促進(jìn)了杉木生長，且杉木與厚樸按照3∶3的比例混交對杉木生長的提高幅度最大；杉木與厚樸混交使土層變得疏松通透，可起到較好的改善土壤結(jié)構(gòu)的作用，杉木-厚樸3∶3的混交林土壤的通透性最好；杉木-厚樸混交林土壤的有機(jī)質(zhì)、水解性N、速效P和速效K的含量高于杉木純林，杉木與厚樸混交可以提高土壤肥力，杉木-厚樸3∶3的混交林土壤的肥力狀況最佳。本試驗(yàn)條件下，杉木與厚樸按3∶3的比例行狀混交效果最好。