松土撫育對(duì)閩楠林地土壤物理性質(zhì)及林木生長(zhǎng)的影響

摘要 為培育閩楠大徑材，對(duì)閩楠中齡林分進(jìn)行了3年的松土撫育試驗(yàn)，結(jié)果表明：疏松林地表層土壤容重下降，但隨時(shí)間推移逐年增加；土壤毛管孔隙和非毛管孔隙增加，但隨時(shí)間推移逐年減少；土壤自然含水量和最大持水量增加，但隨時(shí)間推移逐年減少；林木生長(zhǎng)加快，胸徑、樹(shù)高、蓄積生長(zhǎng)量均明顯高于未松土的林分，且松土面積越大，生長(zhǎng)越好。對(duì)于以培育大徑材為目標(biāo)的閩楠人工林，需要每3～5年進(jìn)行一次松土撫育。

關(guān)鍵詞 閩楠；中齡林分；松土撫育；土壤孔隙；土壤水分

中圖分類號(hào) S 714? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）12-0117-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.025

Effects of Soil Loosening Operation on the Soil Physical Properties and Tree Growth in Phoebe bournei Plantation

CHEN Bin

（Sanming Forestry Bureau of Fujian Province， Sanming， Fujian 365000）

Abstract In order to cultivate large diameter timber of Phoebe bournei， we conducted a 3-year soil loosening experiment on Phoebe bournei middle-aged stands. The main findings are as follows：loosening the surface soil， causing a decrease in soil bulk density， which increases year by year over time；an increase in soil capillary and non capillary pores， which decrease year by year; an increase in the natural moisture content and maximum water capacity of the soil， and over time， the natural moisture content and maximum water capacity decrease year by year; the growth of stands is accelerated， and the diameter at breast height， tree height， and volume growth are significantly higher than those of forests without loose soil， and the larger the soil loosening area， the better the growth. For cultivating large diameter timber of Phoebe bournei，it is recommended to do soil loosening operation every 3-5 years.

Key words Phoebe bournei;Middle-aged stand;Soil loosening operation;Soil porosity;Soil moisture

基金項(xiàng)目 三明市林業(yè)科研項(xiàng)目“珍貴用材樹(shù)種閩楠中齡林培育試驗(yàn)研究”（2019Ly-065）。

作者簡(jiǎn)介 陳彬（1989—），男，福建尤溪人，工程師，從事森林資源培育研究。

收稿日期 2023-08-18

閩楠［Phoebe bournei （Hemsl.）Yang］，樟科（Lauraceae）楠屬（Phoebe）植物，國(guó)家二級(jí)保護(hù)樹(shù)種。自古以來(lái)，閩楠是我國(guó)珍貴的用材樹(shù)種，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前閩楠天然林資源漸危，人工培育是保護(hù)和發(fā)展閩楠資源的主要途徑。20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)南方各地進(jìn)行了較大規(guī)模的閩楠人工栽培，并對(duì)閩楠的生物生態(tài)學(xué)特性及生長(zhǎng)進(jìn)行了較多研究［1-10］，但大部分研究只針對(duì)閩楠的育苗及幼林［11-17］，對(duì)中齡及以上閩楠林分的研究較少［18］。生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，大部分閩楠人工林經(jīng)營(yíng)只在幼林階段進(jìn)行撫育管理，到中齡階段基本上是任由生長(zhǎng)，未進(jìn)行撫育等。此外，閩楠常有因土壤板結(jié)導(dǎo)致地面水分進(jìn)入土壤緩慢，難以成林成材。

閩楠的高價(jià)值是在成材后特別是達(dá)到大徑材后才能體現(xiàn)，因此對(duì)閩楠中齡林進(jìn)行培育是閩楠人工林研究的關(guān)鍵。筆者在長(zhǎng)期研究閩楠人工林的基礎(chǔ)上，選擇生長(zhǎng)較好的閩楠人工中齡林進(jìn)行松土，研究林地松土后土壤物理性質(zhì)的變化以及對(duì)林木生長(zhǎng)的影響，以期為閩楠人工林的集約經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地為福建省中部尤溪縣，地理坐標(biāo)為117°48′30″～118°40′E，25°50′36″～26°26′30″N，屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，全境面積342 036.76 hm2，東面距海約100 km。

試驗(yàn)地設(shè)在福建省尤溪國(guó)有林場(chǎng)華口溪工區(qū)，海拔100～300 m，土壤為紅壤，土層厚度50～80? cm。試驗(yàn)地以前為杉木人工林，面積12.5 hm2，于1980年進(jìn)行采伐，同年9—10月進(jìn)行劈草煉山清理林地，并采用穴狀整地，規(guī)格為穴面寬60? cm，深40 cm，穴底寬30? cm。1981年2月采用閩楠實(shí)生苗進(jìn)行造林，造林密度為1 800株/hm2，1991年采用下層間伐法進(jìn)行過(guò)一次間伐撫育，間伐強(qiáng)度為株數(shù)的30%。

閩楠人工林經(jīng)過(guò)30余年的生長(zhǎng)，個(gè)體差異很大。部分林木占較好的生長(zhǎng)空間，生長(zhǎng)很好，今后的生長(zhǎng)潛力很大；而很大一部分林木生長(zhǎng)較差，處于林冠下層，生長(zhǎng)潛力很小。2019年10月對(duì)生長(zhǎng)較好的3 hm2閩楠人工林進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果：林分密度為870株/hm2，林分平均胸徑15.6 cm，平均樹(shù)高11.4 m。其中胸徑＞19.9 cm的優(yōu)勢(shì)木642株，占24.6%；胸徑在15.0～19.9 cm的亞優(yōu)勢(shì)木648株，占24.8%；胸徑在10.0～14.9 cm的普通木425株，占16.3%；胸徑＜10.0 cm 的被壓木894株，占34.3%。

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由于閩楠人工林個(gè)體差異極大，生長(zhǎng)良好的優(yōu)勢(shì)木處于林冠上層，枝葉繁茂，生長(zhǎng)潛力大，有望成長(zhǎng)為大徑材，是閩楠人工林培育的主要目標(biāo)。而其他林木生長(zhǎng)較差，生長(zhǎng)潛力有限，很難培育成大徑材，因此該試驗(yàn)選擇在優(yōu)勢(shì)木中進(jìn)行。

試驗(yàn)采用3個(gè)處理3次重復(fù)的完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。3個(gè)處理分別為處理①松土16 m2/株，處理②松土9 m2/株，處理③不松土。共設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地9個(gè)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地面積3 333 m2。試驗(yàn)總面積30 000 m2。

2.2 試驗(yàn)實(shí)施

2019年11月按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行松土撫育措施。處理①以樹(shù)為中心，在樹(shù)的上、下、左、右各2.0 m內(nèi)松土，深度15～20 cm；處理②以樹(shù)為中心，在樹(shù)的上、下、左、右各1.5 m內(nèi)松土，深度15～20 cm；處理③為對(duì)照，不松土。

2.3 調(diào)查方法

生長(zhǎng)量調(diào)查：2019年10月在試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)林木進(jìn)行全面調(diào)查，測(cè)定林木胸徑、樹(shù)高、枝下高、冠幅等，以胸徑為主，結(jié)合樹(shù)高、枝下高、冠幅、冠形等因素對(duì)林木進(jìn)行分級(jí)，確定優(yōu)勢(shì)木、亞優(yōu)勢(shì)木、普通木和被壓木。2022年10月對(duì)試驗(yàn)林分的優(yōu)勢(shì)木進(jìn)行調(diào)查，測(cè)定胸徑和樹(shù)高，對(duì)照3年前測(cè)定的胸徑、樹(shù)高數(shù)據(jù)，計(jì)算3年來(lái)的胸徑、樹(shù)高和材積生長(zhǎng)量。表1為在選定的優(yōu)勢(shì)木中進(jìn)行松土撫育試驗(yàn)前及試驗(yàn)3年后測(cè)定的林木生長(zhǎng)情況。

土壤調(diào)查：2019年12月、2020年12月、2021年12月、2022年12月共4次進(jìn)行土壤調(diào)查，在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)1個(gè)主剖面和2個(gè)輔助剖面進(jìn)行土壤調(diào)查，分別在0～20、20～40、40～60 cm土層采集土壤樣品，用環(huán)刀法測(cè)定土壤的容重、土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度、土壤自然含水量和最大持水量。

3 結(jié)果與分析

3.1 松土對(duì)土壤容重的影響

土壤容重是體現(xiàn)土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由表2可知，0～20 cm土層松土對(duì)土壤容重有較大影響，松土當(dāng)年，3個(gè)處理土壤容重表現(xiàn)為處理③>處理②>處理①，松土處理①、處理②基本相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），而未松土處理③明顯較重，與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05），原因可能是松土后，土壤疏松，土壤容重下降。

松土后第2～4年，3個(gè)處理均表現(xiàn)為處理①與處理②土壤容重相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），處理③明顯較重，與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05）。不同年份間，處理①、處理②均表現(xiàn)為隨時(shí)間的推移，土壤容重逐年增大，且2019、2020年與2021和2022年差異顯著（P＜0.05），處理③各年度土壤容重基本相近，且差異不顯著（P＞0.05）。這說(shuō)明松土不僅改變當(dāng)年的土壤容重，而且在松土幾年后仍有一定影響。

20～40與40～60 cm土層，各處理間差異不顯著（P＞0.05），各年度間差異也不顯著（P＞0.05），這是由于松土撫育只在0～20 cm土層進(jìn)行，對(duì)深層土壤的容重影響不大。在3個(gè)土層土壤中，處理①、處理②土壤容重均表現(xiàn)為0～20 cm土層<20～40 cm土層<40～60 cm 土層，表明土壤上松下緊；而處理③土壤容重表現(xiàn)為20～40 cm土層<0～20 cm土層<40～60 cm土層，土壤為緊—松—緊的狀態(tài)，表明0～20 cm的表土層已硬化。

3.2 松土對(duì)土壤孔隙度的影響

土壤孔隙大小可體現(xiàn)土壤的疏松程度，是土壤肥力的重要指標(biāo)之一。

由表3可知，在0～20 cm土層松土對(duì)土壤孔隙組成有較大影響。松土當(dāng)年處理①與處理②基本相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），而處理③明顯較小，與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05），這是由于松土后土壤疏松，導(dǎo)致土壤孔隙度增加。

松土后第2～4年，3個(gè)處理毛管孔隙度和非毛管孔隙度均表現(xiàn)為處理①與處理②基本相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），而處理③明顯較小，與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05）。不同年份間，處理①與處理②均表現(xiàn)為隨著時(shí)間的推移，土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度逐年下降，2019、2020年與2021和2022年差異顯著（P＜0.05），而處理③各年度間土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度基本相近。這說(shuō)明松土不僅改變當(dāng)年的土壤孔隙度，而且在松土幾年后仍有一定影響。

0～20與20～40 cm土層，各處理間差異不顯著（P＞0.05），各年度間差異也不顯著（P＞0.05），這是由于松土撫育只在0～20 cm土層進(jìn)行，對(duì)深層土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度影響不大。

在3個(gè)土層土壤中，

處理①、處理②毛管孔隙度和非毛管孔隙度均表現(xiàn)為0～20 cm土層＞20～40 cm土層＞40～60 cm 土層，3個(gè)土層土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度表現(xiàn)為多—中—少狀態(tài)；而處理③則表現(xiàn)為20～40 cm土層＞0～20 cm土層＞40～60 cm土層，3個(gè)土層土壤則表現(xiàn)為中—多—少的狀態(tài)，表明0～20 cm表土層堅(jiān)實(shí)。

3.3 松土對(duì)土壤水分的影響

3.3.1 松土對(duì)自然含水量的影響。

土壤水分是土壤肥力的重要指標(biāo)之一，而自然含水量大小決定了土壤水分狀況。由表4可知，0～20 cm土層松土對(duì)土壤自然含水量有較大影響，松土當(dāng)年，3個(gè)處理自然含水量表現(xiàn)為處理①>處理②>處理③，處理①與處理②基本相近，二者間差異不顯著（P＞0.05），而處理③明顯較小，與處理①、處理②間差異顯著（P＜0.05）。這是由于松土后土壤疏松，土壤自然含水量增加。

松土后第2～4年，3個(gè)處理自然含水量均表現(xiàn)為處理①與處理②基本相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），而處理③明顯較小，且與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05）。不同年度間，處理①與處理②均表現(xiàn)為隨著時(shí)間的推移，土壤自然含水量逐年下降，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），而處理③各年度間土壤的自然含水量基本相近，且差異不顯著（P＞0.05）。這說(shuō)明松土不僅影響當(dāng)年的自然含水量，而且在松土幾年后仍有一定影響。

20～40與40～60 cm土層，自然含水量表現(xiàn)與0～20 cm相近，處理①、處理②與處理③間差異顯著（P＜0.05），有些年度間差異也顯著（P＜0.05），這是由于松土撫育雖然只在0～20 cm土層進(jìn)行，但由于水是往下流的，土壤上層水分多，土壤下層水分也自然多。

3.3.2 松土對(duì)最大持水量的影響。

最大持水量是土壤水分的上限，其大小決定了土壤水分的多少，從而決定著林木的生長(zhǎng)狀況。由表4可知，0～20 cm土層，松土對(duì)土壤最大持水量有較大影響，松土當(dāng)年，3個(gè)處理最大持水量表現(xiàn)為處理①>處理②>處理③，處理①與處理②基本相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），而處理③明顯較小，且與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05），這是由于松土后土壤疏松，土壤孔隙度特別是非毛管孔隙度增大，下雨時(shí)從土壤表層滲透到土壤的水分快而多，因而土壤的最大持水量增加。松土后第2～4年，3個(gè)處理最大持水量均表現(xiàn)為處理①與處理②基本相近，且二者間差異不顯著（P＞0.05），而處理③明顯較小，且與處理①、處理②差異顯著（P＜0.05）。不同年度間，處理①與處理②均表現(xiàn)為隨著時(shí)間的推移，土壤最大持水量逐年下降，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），而處理③各年度間土壤最大持水量基本相近，且差異不顯著（P＞0.05）?？梢?jiàn)，松土不僅影響當(dāng)年的最大持水量，而且在松土幾年后仍有一定影響。20～40與40～60 cm土層，最大持水量表現(xiàn)與0～20 cm相近，各處理①、處理②與處理③間差異顯著（P＜0.05），有些年度間差異也顯著（P＜0.05）。

在3個(gè)土層土壤中，處理①、處理②、處理③自然含水量表現(xiàn)為0～20 cm土層<20～40 cm土層<40～60 cm土層。處理①、處理②最大持水量表現(xiàn)為40～60 cm土層<20～40 cm土層<0～20 cm土層，而處理③則表現(xiàn)為40～60 cm土層<0～20 cm 土層<20～40 cm土層。

3.4 松土對(duì)閩楠林木生長(zhǎng)的影響

松土撫育雖然是簡(jiǎn)單的營(yíng)林措施，但對(duì)閩楠中齡林分的林木生長(zhǎng)具有很好的促進(jìn)作用。由表5可知，胸徑、樹(shù)高和蓄積生長(zhǎng)，3個(gè)處理均表現(xiàn)為處理①＞處理②＞處理③，三者的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。胸徑生長(zhǎng)，處理①3年時(shí)間生長(zhǎng)2.03 cm，分別是處理②、處理③的170.6%、298.5%，處理②是處理③的175.0%；樹(shù)高生長(zhǎng)，處理① 3年時(shí)間生長(zhǎng)1.48 m，分別是處理②、處理③的135.8%、180.5%，處理②是處理③的132.9%；蓄積生長(zhǎng)，處理① 3年時(shí)間生長(zhǎng)0.122 2 m3，分別是處理②、處理③的182.9%、301.0%，處理②是處理③的164.5%。這充分說(shuō)明松土撫育有利于閩楠林木的生長(zhǎng)，松土面積越大越好。閩楠進(jìn)入中齡林后，林木生長(zhǎng)越來(lái)越慢，而林地表層土壤板結(jié)及土壤水分減少是主要原因。因此，進(jìn)行松土撫育，有利于改善林地土壤的結(jié)構(gòu)，提高土壤孔隙度，增加土壤水分含量，是促進(jìn)林木生長(zhǎng)的有效措施。

4 討論

閩楠是珍貴的用材樹(shù)種，一直深受人們的喜歡，但目前可用資源極其貧乏，一方面，天然資源極度枯竭，全國(guó)只有極少的天然林，現(xiàn)已嚴(yán)加管護(hù)禁止采伐利用；另一方面，人工栽培的閩楠林雖然面積不小，但由于對(duì)閩楠的生物生態(tài)學(xué)了解較少，現(xiàn)有的閩楠人工林大都生長(zhǎng)不良，很少能成長(zhǎng)為大徑材。而閩楠只有成長(zhǎng)為大徑材后才有使用價(jià)值，才能成為珍貴的木材，因此，培育大徑材是閩楠人工林的目標(biāo)。每年5—9月是林木生長(zhǎng)的最好季節(jié)，但如果雨水較少，土壤水分往往不足，將成為制約林木生長(zhǎng)的主要因子。決定土壤水分含量的主要因子是土壤的孔隙組成，特別是表土層的孔隙狀況。土壤孔隙多特別是非毛管孔隙多，一方面土壤所能貯藏的水量就多（最大持水量大），另一方面下雨時(shí)雨水進(jìn)入土壤快而多，在雨季能夠貯藏較多水分，這樣土壤水分就較多。閩楠林分進(jìn)入中齡后，生長(zhǎng)很慢，如處理③3年胸徑生長(zhǎng)只有0.68 cm，樹(shù)高生長(zhǎng)0.82 m。且由于閩楠林分林地干燥，表層土壤極易板結(jié)，下雨時(shí)水分進(jìn)入土壤慢，大部分雨水隨著地表流失，導(dǎo)致進(jìn)入土壤的水分少，土壤水分不足，這是林木生長(zhǎng)慢的主要原因。

通過(guò)對(duì)表層土壤進(jìn)行松土，使表層土壤疏松，表層土壤的孔隙增加，一方面可以增加土壤蓄水能力，另一方面在下雨時(shí)能使水快速地浸透到土壤中，使大部分水進(jìn)入土壤而減少地表徑流，這樣就能增加土壤的水分含量，從而有利于林木生長(zhǎng)，是促進(jìn)林木生長(zhǎng)的有效措施。

5 結(jié)論

對(duì)閩楠中齡林分進(jìn)行松土撫育的3年試驗(yàn)，結(jié)果表明：松土使林地的表層土壤疏松，土壤容重下降，但隨著時(shí)間的推移，土壤容重逐年增加；土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度增加，但隨著時(shí)間的推移土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度逐年減少；土壤的自然含水量和最大持水量增加，但隨著時(shí)間的推移自然含水量和最大持水量逐年減少；林木生長(zhǎng)加快，胸徑、樹(shù)高、蓄積生長(zhǎng)均明顯高于不松土，且松土面積越大，生長(zhǎng)越好。對(duì)于培育大徑材為目標(biāo)的閩楠人工林，需要每3～5年進(jìn)行一次松土撫育。

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