天然杉木混交林和伴生樹種凋落動態(tài)變化研究

杉木是中國南方重要的經濟樹種，具有抗病蟲害能力強、成活率高的特點。目前，混交種植被認為是提高杉木產量的有效方法，但如何選擇伴生樹種成為制約混交林種植的瓶頸，也是杉木種植產量提高的關鍵。基于此，本文以杉木混交效果較好的福建省武夷山為例，分析混交林和伴生樹種凋落的動態(tài)變化，分析該地區(qū)混交林高產的本質，為中國杉木混交種植提供數(shù)據(jù)支持。

研究結果顯示，武夷山地區(qū)的毛竹、木荷等伴生樹種受海拔、氣候影響，其凋落時間、趨勢與該地區(qū)的杉木保持一致。杉木混交林種植比單一杉木種植的效果更優(yōu)，不僅可以提高植株的胸徑、增長速度，而且可以改善土壤肥力，實現(xiàn)可持續(xù)種植。然而，不同地區(qū)的杉木伴生樹種不同，致使杉木產量存在顯著差異。

目前，中國在伴生樹種、凋落量方面的研究較少，無法為杉木混交樹種的選擇提供依據(jù)。為了找到杉木的最佳伴生樹種，揭示武夷山地區(qū)杉木混交林高產的本質，本文從凋落量、凋落時間、變化趨勢等方面分析不同伴生樹種的杉木混交林、單優(yōu)杉木混交林的動態(tài)變化關系[1]。

1調查對象的自然狀況

以武夷山自然保護區(qū)為研究區(qū)域，地理位置為北緯27°27′～27°56′，東經117°27′～117°56′，海拔為675 m。該地區(qū)為亞熱帶季風氣候、平均溫度為23℃，相對濕度為79～86%。該地區(qū)主要為燕山早期粗晶花崗巖發(fā)育的山地紅壤、黃紅壤，土質疏松，土層厚度大于1 m。該地區(qū)的山路混交林為3層喬木，1層由高25 m喬木組成，均為杉木；2層由7～25 m喬木組成，包括木荷、毛竹、羅浮栲、細柄阿丁楓；三層為高0～8 m喬木組成，包括黃瑞木、杜鵑、馬銀花。樹種主要為亞熱帶科屬，落葉喬木占4.2%、常綠喬木占40%、常綠灌木占37.4%、落葉灌木占91.2%、常綠藤木占34%、草本及蕨類占3.1%。

2研究方法

在選擇山路混交林時，選擇具有代表性的6塊實驗地，每塊試驗地面積為400 m2。在實驗地內根據(jù)機械布點法安裝10個面積為0.25 m2的凋落收集網。選擇毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲等伴生樹種與杉木進行混交。于每月30號收集凋落葉，進行烘干稱重，并記錄落葉的變化時間[2]。

3研究結果與分析

3.1凋落數(shù)量

凋落量主要受環(huán)境因素及林木因素的影響。環(huán)境因素包括緯度、海拔；林木因素包括品種、樹林、種植密度。不同地區(qū)及不同樹種的凋落量不同。

通過查閱相關資料可知，福建省武夷山地區(qū)杉木混交林年平均凋落量為3.914 t/hm2，與同一緯度、海拔的通海店中常綠闊葉林年凋落量3.21 t/hm2類似，低于七坪林場8.42 t/hm2、鼎湖山8.22 t/hm2和尖峰嶺熱帶林8.9 t/hm2等地區(qū)的常綠闊葉林年凋落量，顯著高于武夷山地區(qū)的2.5 t/hm2年凋落量，如表1所示。

當杉木與毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲伴生樹種混交時，毛竹凋落量最高，為0.708t/hm2，其次為苦櫧（0.707 t/hm2）、木荷（0.687 t/hm2）、甜櫧（0.672 t / hm2）、米櫧（0.621 t / hm2）、絲栗栲（0.516 t/hm2）。國內有學者認為，凋落是杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)中的重要指標之一，可以直接反映該系統(tǒng)的循環(huán)速率。也有學者認為，實際凋落總量與殘留量的比值是土壤改善情況的重要指標，不僅代表該地區(qū)的生物分解速率，也體現(xiàn)土壤中生物循環(huán)強度。通過對12月份的殘留量檢測發(fā)現(xiàn)混交林總殘留量為2.03 t/hm2，分解率為1.93；杉木單優(yōu)的殘留量為1.92 t/hm2，分解率為0.95。依據(jù)Rodin分解等級，混交林分解率為強烈級，單優(yōu)分解率為遲緩級。

3.2凋落量變化

凋零物量的變化主要由2個因素決定，一個因素是樹種自身的生物特性，另一個因素是環(huán)境條件的變化。

3.2.1混交林凋零物量的季節(jié)變化

武夷山地區(qū)山木混交林凋零物量的高峰為每年4、11月，占全年凋零物總量的10.4%、14.6%，7月為過渡期，占全年凋零物總量的6.2%；低谷為每年1、9月，占全年凋零物總量的5.6%、5.4%；春、夏、秋、冬四季凋零物量分別占全年凋零物總量的29.1%、24.7%、27.9%和18.6%。

由上圖可知，不同混交林樹種及單優(yōu)杉木的凋落量無顯著差異，變化趨勢大體保持一致。

3.2.2單優(yōu)杉木凋落的季節(jié)變化

武夷山地區(qū)單優(yōu)杉木的凋零物量高峰為每年4、11月，占全年凋零物總量的4.8%、3.2%，7月為過渡期，占全年凋零物總量的2.1%；低谷為每年1、9月，占全年凋零物總量的1.1%、 1.2%；春、夏、秋、冬四季凋零物量分別占全年凋零物總量的31.3%、14.2%、32.1%和21.1%。武夷山地區(qū)各季節(jié)的凋落量與廣西龍勝、廣西嶺溪、廣西宜山等地的杉木凋落量保持一致，且存在顯著差異（P<0.05）。由此可知，杉木凋落規(guī)律受其生物學特性影響。

每年4、11月是木荷、苦櫧和甜櫧凋零物總量高峰時期，木荷凋落量為15.2%、16.4%，苦櫧凋落量為11.3%、16.4%，甜櫧凋落量為19.6%，17.8%，凋落總量比較相近，變化趨勢基本一致。每年5、6月是絲栗栲凋零物總量高峰時期，凋落量為40.4%。每年4、5月是米櫧凋零物總量高峰時期，凋落量為51.4%。每年11月是毛竹凋零物總量高峰時期，凋落量為21%[3]。經過對比統(tǒng)計分析可知，上述混交樹種的各季凋落總量存在顯著差異（P<0.05）。絲栗栲、米櫧主要集中于春季凋落，毛竹主要集中于秋冬季凋落，木荷、苦櫧、甜櫧主要集中于春秋季凋落?；旖粯浞N的凋落總量占杉木混交林凋零總量的65%～80%，且與杉木落葉的季節(jié)變化保持一致，揭示了福建杉木混交林高產的本質。毛竹、木荷、苦櫧、米櫧、甜櫧、絲栗栲等混交林伴生樹種與廣西七坪場凋落高峰保持一致，與廣西壯族自治區(qū)龍勝、嶺溪、宜山等地的凋落高峰相反，說明常綠闊葉林樹種的凋落物規(guī)律受氣候、海拔影響。

混合不同伴生樹種的杉木混交林與單優(yōu)杉木之間在季節(jié)凋落量、凋落變化趨勢方面存在顯著差異（P<0.05），但不同季節(jié)杉木混交林之間無顯著差異（P>0.05）。不同海拔、季節(jié)的伴生樹種也存在凋落量、變化趨勢的差異。由此可知，福建省武夷山地區(qū)杉木混交林高產的主要原因為伴生樹種的凋落量及凋落趨勢與杉木保持一致。

參考文獻

[1]童建明，馬立榮.福壽林場杉木混交林種內、種間競爭研究[J].中南林業(yè)調查規(guī)劃，2020，39（2）：44-50.

[2]王曉艷.福建柏與杉木混交林林分生長研究[J].林業(yè)勘察設計，2020，20（1）： 19-23.

[3]鄒楷澤.桉樹杉木混交林預防油桐尺蠖危害作用分析[J].綠色科技，2019（11）： 186-187.

（廣東省郁南林場石鑒賢）