不同混交模式對(duì)桉樹(shù)林分生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分的影響分析

孔祥雯

（合浦縣國(guó)營(yíng)山口林場(chǎng)，廣西 北海 536100）

0 引言

目前，由于桉樹(shù)人工混交林主要采取連續(xù)多年種植的方式，造成了土地退化、生物多樣性下降、生態(tài)不穩(wěn)定等問(wèn)題，對(duì)國(guó)家林業(yè)生態(tài)安全造成了嚴(yán)重威脅。通過(guò)建設(shè)桉樹(shù)人工混交林，既可以充分高效開(kāi)發(fā)森林資源，又可以增強(qiáng)森林生態(tài)保護(hù)作用，改善生態(tài)系統(tǒng)功能，增加森林養(yǎng)分，加速樹(shù)木生長(zhǎng)，優(yōu)化林分生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益。因此通過(guò)混交模式，建立高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的桉樹(shù)林，對(duì)于研究桉樹(shù)林分生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分有著重要作用。

1 已有研究分析

混交林比純林更有利于發(fā)揮土地肥力，改善林地環(huán)境，增強(qiáng)林地生產(chǎn)率和林分抗性。何林駿調(diào)查結(jié)果表明，紅錐與松樹(shù)進(jìn)行混合培養(yǎng)，不僅可以提高樹(shù)木的胸徑、樹(shù)高和單位面積，還可以改善土壤的物理特性，適當(dāng)?shù)幕旌戏N植，有利于按樹(shù)生長(zhǎng)，并增加森林營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。自80 年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)對(duì)桉樹(shù)種植的研究穩(wěn)步推進(jìn)，至今已取得了許多關(guān)于桉樹(shù)混合種植生長(zhǎng)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益、土壤肥力、生態(tài)系統(tǒng)差異的相關(guān)研究結(jié)果。邵文哲等從土壤酶活和化學(xué)計(jì)量特性觀點(diǎn)出發(fā)，研究了按樹(shù)與紅錐混交后土壤養(yǎng)分狀況的差異，結(jié)果表明，按樹(shù)與紅錐混交可以明顯改善土壤中亮氨酸氨基腦酶活性，并使β-1，4-葡萄糖酶和酸性磷酸酶活性明顯下降。對(duì)桉樹(shù)與紅錐進(jìn)行混合，可以在某種程度上減輕磷的限制。溫遠(yuǎn)光的研究指出，桉樹(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高，宜與經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的喬木（如相思類(lèi)）、或與經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、效益回報(bào)慢的喬木（例如珍貴樹(shù)種）開(kāi)展混交，以解決人工林經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)功能不匹配的問(wèn)題。龐圣江等人指出，與望天樹(shù)、格木和紅錐混交造林，可改善森林物種的多樣性。周宗哲指出，在桉樹(shù)混交林中，樹(shù)種繁多，生物多樣性較強(qiáng)。陳秋海等人通過(guò)對(duì)按樹(shù)混交林中林下木本植物功能群進(jìn)行分析，認(rèn)為物種多樣性明顯增強(qiáng)，森林生態(tài)環(huán)境更加穩(wěn)定[1]。

文章結(jié)合新時(shí)期地區(qū)發(fā)布的科學(xué)發(fā)展按樹(shù)工作方案要求，其中指出，建議建立多樹(shù)種、加強(qiáng)多層次混交林的建設(shè)，以增強(qiáng)其物種多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，為地區(qū)森林生態(tài)建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。但是，國(guó)內(nèi)關(guān)于桉樹(shù)混交的相關(guān)文獻(xiàn)主要是集中于生物多樣性，對(duì)于林分和土壤養(yǎng)分的相關(guān)文獻(xiàn)較少，文章針對(duì)不同混交模式對(duì)桉樹(shù)林分生長(zhǎng)及土壤養(yǎng)分的影響進(jìn)行了研究，以為桉樹(shù)種植管理工作奠定理論基礎(chǔ)。

2 我國(guó)桉樹(shù)人工造林的發(fā)展概況

桉樹(shù)種類(lèi)較多，大部分來(lái)自于熱帶。桉樹(shù)是我國(guó)熱帶和亞熱帶速生林的優(yōu)良樹(shù)種。經(jīng)過(guò)多年的研究，其單產(chǎn)水平不斷上升，生長(zhǎng)時(shí)間也在不斷縮短。相對(duì)于過(guò)去40 年，我國(guó)和巴西的人工林輪伐時(shí)間一般在4～7 年左右。近20 年來(lái)，桉樹(shù)種植面積持續(xù)增長(zhǎng)，迄今已超過(guò)2000 萬(wàn)m2，主要集中于巴西、中國(guó)、印度、智利，其中，南非、巴西、印度3 個(gè)國(guó)家占據(jù)全球桉樹(shù)種植量的60%以上。結(jié)合已有研究文獻(xiàn)，桉樹(shù)土壤特性退化主要是由于：①坡地?cái)嗝嫘螒B(tài)不平衡，原始土層稀疏甚至消失。②物理化學(xué)性能衰減，包括土體體積變大、含水量減小等。③土壤的化學(xué)物質(zhì)含量降低，如酸性增加，導(dǎo)致土壤的養(yǎng)分含量降低，從而導(dǎo)致游離無(wú)機(jī)離子降低。④土壤生物體系穩(wěn)定性下降，主要表現(xiàn)為林類(lèi)植物種類(lèi)的減少、生物群落穩(wěn)定性下降、土壤酶活性下降等[2]。

造成桉樹(shù)人工林土地肥力退化的因素較多，目前學(xué)術(shù)界公認(rèn)的主要原因有：①桉樹(shù)人工林中林分空間結(jié)構(gòu)單調(diào)，林冠層對(duì)天然降水的攔截能力較差，雨水會(huì)直接沖蝕土地，造成大量養(yǎng)分損失。另外，枯枝落物較少，對(duì)雨水的保留能力較差。②人為疏浚，減少了桉樹(shù)人工林中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)與維持。例如，采取常規(guī)的全墾整地方式，導(dǎo)致土地表層營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量損失。另外，由于常規(guī)采伐方法不夠完善，造成如樹(shù)枝、樹(shù)葉中的有機(jī)物大量揮發(fā)。且由于全樹(shù)利用行為，造成了森林中的營(yíng)養(yǎng)流失，造成養(yǎng)分輸入和輸出不均。

3 調(diào)查取樣

文章結(jié)合2020 年度10—11 月份某地桉樹(shù)林，使用典型樣地的調(diào)查方法，結(jié)合實(shí)地考察，其混交造林模式如圖1 所示。調(diào)查時(shí)，冠幅用皮尺測(cè)量各樹(shù)種的南北和東西方向樹(shù)冠寬度取平均值。在各樣地中，另設(shè)3 個(gè)1m3的樣地，對(duì)凋落物進(jìn)行采樣，并對(duì)凋落物進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)其進(jìn)行定量分析。同時(shí)利用均勻布點(diǎn)的方式，在樣地上、中、下位置分別選取3 個(gè)樣點(diǎn)，采集0～20cm 表層土壤，將取1.00kg 的土樣放入密封袋中，進(jìn)行標(biāo)記，隨后送到試驗(yàn)室進(jìn)行分析。在對(duì)土壤進(jìn)行分析時(shí)，利用酸性測(cè)試儀測(cè)量土壤pH，借助K2Cr2O7氧化-外加熱法、堿解擴(kuò)散法、HCl -H2SO4浸提- 鉬銻抗比色法、CH3COONH4浸提-火焰光度計(jì)法，確定了有機(jī)質(zhì)含量、速效N、速效P、速效K。全P 通過(guò)NaOH 熔融鉬銻抗比色-紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定，全部P 分別以NaOH 熔融-硫酸銻抗比色-紫外分光光度法進(jìn)行，全K 通過(guò)NaOH 熔融-火焰光度計(jì)法進(jìn)行測(cè)定。全部土樣需進(jìn)行3 次以上的測(cè)定，去額寶獲得數(shù)據(jù)足夠平均[3]。

圖1 造林模式

4 研究成果和結(jié)論

不同混交模式桉樹(shù)人工林的生長(zhǎng)狀況如表1 所示，在混合林中，巨尾按的胸徑、高、枝下高、冠幅和單株面積都比純林中的巨尾按高，分別為14.32cm、8.58m、2.89m 和0.1231m。4 種混交林的巨尾按在這些指標(biāo)上，平均比純林高9.28%、5.59%、18.68%、5.28%。因其生長(zhǎng)特征的差異，與混交的種珍貴樹(shù)種生長(zhǎng)也存在一定的差別，其胸徑、高、枝下高、冠幅和單位面積等生長(zhǎng)指數(shù)都呈現(xiàn)出紅椎＞望天樹(shù)＞格木＞降香黃檀。方差結(jié)果顯示，除了巨尾按十降香黃檀混交林之外，在混交林中，巨尾按的胸徑、冠幅和單株材積都明顯大于純林，但林分間高度差異無(wú)明顯差異。以巨尾按和4 種珍稀樹(shù)種進(jìn)行混搭，以其快速的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在林冠上層，迅速占據(jù)林冠層上方，后者則處于林冠層下方。這樣的復(fù)合林分，不僅可以有效的利用森林面積和光照，且林分相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)森林的生長(zhǎng)也更為有利[4]。

表1 不同混交模式桉樹(shù)人工林的生長(zhǎng)狀況

不同混交模式桉樹(shù)人工林的土壤養(yǎng)分特征如表2所示，不同類(lèi)型的混合林pH 與巨尾桉純林存在明顯差別。巨尾桉純林的土壤pH 最低，巨尾桉+降香黃檀、巨尾桉+望天樹(shù)、巨尾桉+格木和巨尾桉+紅椎混交林，其pH 均比巨尾桉純林高4.82%、10.27%、9.64%和10.90%。結(jié)果表明，造林方式影響森林土壤酸性，樹(shù)種混合有利于緩解土壤酸性問(wèn)題。與此同時(shí)，巨尾桉+紅椎混交林的速效N 和全N 含量最大，巨尾桉+望天樹(shù)混交林略小于巨尾桉+格木混交林。整體而言，由于采用人工造林方式，導(dǎo)致土壤品質(zhì)惡化，但樹(shù)種間的混合種植，對(duì)土壤的長(zhǎng)期保持是有益的。

表2 不同混交模式桉樹(shù)人工林的土壤養(yǎng)分特征

5 討論建議

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在混交林內(nèi)，巨尾桉胸徑、枝下高、冠幅和單位面積都明顯大于純林。由于巨尾桉為一種快速生長(zhǎng)的喬樹(shù)種，與其他樹(shù)種進(jìn)行混合種植時(shí)，其生長(zhǎng)時(shí)間比其他樹(shù)種要短。且隨著林木的生長(zhǎng)，個(gè)體之間的競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)變得越來(lái)越小，再加上其側(cè)光加強(qiáng)，使得其可以獲得更多的光照資源[5]。結(jié)果表明，不同林分間的巨尾桉高度生長(zhǎng)無(wú)明顯差別，主要因素表現(xiàn)在以下方面：①隨著樹(shù)齡的增長(zhǎng)，呼吸耗能增大，對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求減少。②桉樹(shù)林分生長(zhǎng)期間，由于土壤可供養(yǎng)分減少，導(dǎo)致樹(shù)木高度生長(zhǎng)受到抑制。結(jié)果表明，巨尾桉樹(shù)高生長(zhǎng)與生物學(xué)特性和林地肥力密切相關(guān)。雖然在混交林中，隨著巨尾桉的配植比例減少，巨尾桉樹(shù)的蓄積量有所下降，但是根據(jù)林分的總積累，巨尾桉+紅椎混交林＞巨尾桉+望天樹(shù)混交林＞巨尾桉+格木混交林＞巨尾桉純林＞巨尾桉+降香黃檀混交林。與4 種珍稀樹(shù)種進(jìn)行混交，以紅椎為最佳，為巨尾桉混交林提供了較好的混合林研究數(shù)據(jù)。混交林半分解層凋落物存量均大于未分解層，巨尾桉純林則相反，這就意味著，表明混交林提高了凋落物積累量及其分解速率，但在化感作用中，會(huì)對(duì)枯葉物質(zhì)的降解具有明顯的抑制效應(yīng)。另外，由于巨尾桉造林方式對(duì)森林酸化產(chǎn)生一定影響，而混交林對(duì)緩解土壤酸化起到了促進(jìn)作用，這一點(diǎn)與國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果相吻合。個(gè)別學(xué)者認(rèn)為，由于的次生代謝產(chǎn)物—酚酸類(lèi)物質(zhì)，是導(dǎo)致土壤酸性的重要因素，會(huì)限制植物的生長(zhǎng)，降低土壤的生物多樣性。文章的數(shù)據(jù)研究結(jié)果也表明，混合林表層土壤有機(jī)質(zhì)比巨尾桉純林更好，和其他學(xué)者與桉樹(shù)+臺(tái)灣榿木混交林可增加土壤有機(jī)質(zhì)的結(jié)論達(dá)成一致，表明掉落物質(zhì)總量的增加，對(duì)森林土壤有機(jī)質(zhì)的增加是有益的。在各種混交方式下，巨尾桉+紅椎混交林的土壤速效N 和全N 含量最高，土壤pH 和其他土壤養(yǎng)分，主要是巨尾桉+紅椎混交林＞巨尾桉+望天樹(shù)混交林＞巨尾桉+格木混交林＞巨尾桉+降香黃檀混交林＞巨尾桉純林，但林分間速效P 水平無(wú)明顯差別，主要是由于華南地區(qū)森林中P 缺乏所致。結(jié)果表明：巨尾桉樹(shù)+紅椎混交林的地土壤肥效果最好。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混交種植對(duì)桉樹(shù)的林分生長(zhǎng)及土壤營(yíng)養(yǎng)均有明顯促進(jìn)作用。結(jié)合林分品質(zhì)和產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)看，采用巨尾桉+紅椎混交法，對(duì)于改善林分穩(wěn)定性、凋落物量、改善土壤品質(zhì)等工作上，具有明顯的優(yōu)越性，可在林分中大力提倡使用巨尾桉+紅椎混交法，發(fā)揮出混交技術(shù)的最大價(jià)值，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)林業(yè)事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步意義重大。