全 文 ：闽北山区不同模式杉木－乳源木莲混交林生长
和土壤性质研究
卢丽蓉
（福建省沙县林业局，福建 沙县３６５５００）
摘要：指出了林业生产中由于杉木人工林经营多采用纯林且连栽造成产量下降和地力减退的问题，选用杉
木与乡土阔叶树种乳源木莲分别按９∶１和７∶３两种比例混交进行试验，杉木纯林对照，造林１８年后比例分
别调整为５∶１和６∶５。结果表明：通过不同模式林分的杉木林生长量、林分总蓄积量以及土壤物理－化学性
质指标的对比，确定杉木与乳源木莲以最初比例７∶３混交，后经过间伐调整为６∶５比例的混交模式对于提高
林分生产力最明显、改善土壤肥力效果最好，从而为闽北山区杉木人工林科学经营提供依据。
关键词：乳源木莲；杉木；混交林；生产力；土壤肥力
收稿日期：２０１５－０１－２１
作者简介：卢丽蓉（１９７１—），女，福建沙县人，工程师，主要从事森林培育研究和林业经营管理工作。
中图分类号：Ｓ７９６　　　　　　文献标识码：Ｂ　 文章编号：１６７４－９９４４（２０１５）０３－００４４－０３
１　引言
杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ　ｌａｎｃｅｏｌａｔａ（Ｌａｍｂ．）Ｈｏｏｋ．）是
我国南方山区主要造林树种，但以往由于多纯林且连
栽，造成林分生产力逐代衰退，林地肥力降低，病虫害多
发等突出问题［１～２］，影响了杉木人工林可持续经营和林
地有效利用。为此，一段时间以来，许多林学家和生态
学家纷纷从树种结构方面开展了提高杉木林生长量和
维护生态环境的研究，提出采取混交方式特别是与阔叶
树种混生等增加林分产量和改善地力的可行措施，筛选
出一批较为合适的伴生树种［３～５］。乳源木莲（ＭａｎｇＬｉ－
ｅｔｉａ　Ｙｕｙｕａｎｅｎｓｉｓ　Ｌａｗ）属于木兰科木兰属常绿乔木树
种，树干通直，树冠浓郁优美，是福建、江西、浙江、湖南、
广东等省山区分布的珍贵乡土树种，也是改良土壤的主
要树种［６］。在沙县城区虬江街道长红村丘陵山地开展
了杉木与乳源木莲混交试验，通过两个树种不同比例混
交林及杉木纯林在生长状况和土壤物理－化学性状方
面的比较分析，探索了杉木－乳源木莲混交模式，为闽
北山区杉木人工林持续经营提供依据。
２　试验点基本概况
试验点位于沙县城区虬江街道长红村，地处沙溪南
岸，东与高砂镇、南阳乡接壤，南与大洛镇 南霞乡毗邻，
西南与三明梅列区洋溪乡交界，北与凤岗街道隔沙溪河
相望。辖区属中亚热带季风气候 全年无霜期２５５～
２９７ｄ，初霜期出现于１１月下旬，晚霜多终止于２月下
旬，年平均降雨量１５１０～１８４０ｍｍ以５～６月雨量最多，
境内气候温缓，年平均气温１９．３℃，７月份最热，一年四
季明显，夏有炎署，冬有霜雪，雨水充沛，雨量集中，干湿
明显。试验地设在长红村２９林班５４大班５０小班，低
山丘陵地貌，土壤为红壤，Ⅲ类地，土层较厚，腐殖质层
薄，海拔在２１０～４００ｍ之间，坡向朝西，坡度２７°左右。
３　研究方法
３．１　试验设计
１９８３年年底在长红村２９林班５４大班５０小班杉木
林采伐迹地上进行整地，挖明穴回表土，１９８４年春天进
行杉木林与乳源木莲混交造林试验，采取插花混交，混
交比例分别为杉木：乳源木莲＝９∶１和杉木∶乳源木莲＝
７：３，杉木纯林作对照，试验沿上、中、下坡随机区组设
计，３种处理，３次重复，每个试验小区面积３０ｍ×３０ｍ，
造林株行距１．５ｍ×２ｍ，初植密度３３００株／ｈｍ２。试验
林在第１２年和１８年进行间伐，只伐杉木，每次强度均
为２５％。因此，１８年后杉木与乳源木莲之间最初比例
为９∶１的林分变为比例为５∶１（以下简称模式 Ａ），杉木
与乳源木莲之间最初比例为７∶３的林分变为比例为６∶５
（以下简称模式Ｂ），杉木纯林简称模式Ｃ。
３．２　野外林木调查和土壤样品采集
造林后每年对试验林进行常规的生长状况调查。
２０１４年９月，对试验林进行全面调查，每木检尺，分杉
木和乳源木莲两个树种测定样地内每株活立木的胸径
和树高。同时，在试验地内进行土样采集，即按“之”字
形路线在每个样地内随机设置４个土壤剖面，分０～
２０ｃｍ、２０～４０ｃｍ两个土层用环刀采集原状土带回室内
测定，并各取适量的土样带回室内按相同土层混合均匀
后取约１ｋｇ土用于室内土样分析。
３．３　土壤测定
土壤容重、孔隙组成和通气度采用环刀法。土壤有
机质用硫酸重铬酸钾法，全氮用硒粉－硫酸消化蒸馏滴
定法，全磷采用高氯酸－硫酸酸溶－钼镝抗比色法，水
解氮用扩散吸收法，速效磷用盐酸－氟化铵法，速效钾
用四苯硼钠比浊法测定，详细测定见文献［７，８］。
３．４　生长量数据分析
试验生长数据主要采用方差分析方法进行统计。
４４
２０１５年３月　　　　　　　　　　　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｒｅｅｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　　　　　　　　　　　　　　第３期
材积公式为：
Ｖ杉木＝０．００００５８０６１８６０　Ｄ１．９５５３３５１　Ｈ０．８９４０３３０４，
Ｖ乳源木莲＝０．００００５２７６　Ｄ１．８８２１６１　Ｈ１．００９３１７，
蓄积量＝平均单株立木材积×林分保留株数。
４　结果与分析
４．１　不同模式杉木－乳源木莲混交林生长特性比较
诸多学者研究和林业生产实践都证明杉木与一些
阔叶树种混交可以促进杉木林生长［３～５］。从杉木与乳
源木莲混交效果来看（表１），杉木与乳源木莲混交后，
杉木林平均树高、胸径、单株材积以及林分总蓄积量均
有不同程度的增加。在模式Ａ中，杉木林平均树高、胸
径、单 株 材 积、蓄 积 与 杉 木 纯 林 相 比 分 别 提 高 了
７．８９％、１０．６６％、３０．４９％和７．７４％，林分总蓄积量增
加了２５．７１％；而模式Ｂ中，杉木林平均树高、胸径、单
株材积、蓄积与杉木纯林相比分别提高了１１．８４％、
１８．７８％、５４．７４％ 和 ３．２６％，林分总蓄积量增加了
５４．２１％。经方差分析，杉木－乳源木莲混交林中杉木
林与杉木纯林的平均胸径、单株材积以及林分总蓄积量
差异达到显著水平，而混交林中杉木和杉木纯林的平均
树高和蓄积差异不明显。说明乳源木莲作为伴生树种
与杉木混交可以促进杉木生长并增加单位面积林分产
量。这可能是因为作为阔叶树种的乳源木莲有较为丰
富的凋落物且易于分解，枯枝落叶中的营养元素及时回
归土壤，改善了土壤肥力状况，反过来促进了杉木生长。
而模式Ｂ中由于乳源木莲比例大，改善土壤效果可能
比模式Ａ更明显，杉木生长量提高幅度也更大一些。
表１　不同模式乳源木莲－杉木混交林生长情况
林分模式 树种组成 原比例 现比例 株数／（株／ｈｍ２） 平均树高／ｍ 平均胸径／ｃｍ 平均材积／（ｍ３／株） 蓄积量／（ｍ３／ｈｍ２）
Ａ 乳源木莲 １　 １　 ２６２　 １５．４　 ２０．４　 ０．２４３１　 ６３．６９
杉木 ９　 ５　 １３０３　 １６．４　 ２１．８　 ０．２９３２　 ３８２．０４
Ｂ 乳源木莲 ３　 ５　 ７９２　 １５．０　 ２０．０　 ０．２２８１　 １８０．６６
杉木 ７　 ６　 １０５３　 １７．０　 ２３．４　 ０．３４７７　 ３６６．１３
Ｃ 杉木 纯林 纯林 １５７８　 １５．２　 １９．７　 ０．２２４７　 ３５４．５８
　　注：ＦＨ＝２．６１，ＦＤ＝８．０５＊，ＦＶ＝１０．２７＊，Ｆ总蓄积＝１５．６２＊。Ｆ０．０５（２，４）＝６．９４，Ｆ０．０１（２，４）＝１８．０
４．２　不同模式杉木－乳源木莲混交林土壤性质对比
４．２．１　不同模式杉木－乳源木莲混交林土壤物理
性质
土壤容重、孔隙组成和通气度是表征土壤结构和肥
力状况主要的土壤物理性质指标。土壤容重大小体现
土壤质地优劣，从表２看出，不同模式容重大小顺序为
模式Ｃ＞模式Ａ＞模式Ｂ，模式Ｃ的０～２０ｃｍ层土壤容
重分别比模式Ａ和模式Ｂ提高了１０．６３％和１３．４６％，
２０～４０ｃｍ层土壤容重分别比模式 Ａ和模式Ｂ提高了
２．２０％和１４．１９％，说明杉木纯林土壤密度比杉木－乳
源木莲混交林大，粘性强。毛管孔隙度、非毛管孔隙度
和总孔隙度大小顺序均表现为模式Ｂ＞模式 Ａ＞模式
Ｃ，其中模式Ｂ和模式Ａ的０～２０ｃｍ层土壤总孔隙度分
别比模式Ｃ增加了１４．８６％和７．４６％，２０～４０ｃｍ层土
壤总孔隙度也分别比模式Ｃ增加了１３．４５％和９．８１％。
土壤通气度大小顺序同样为模式Ｂ＞模式Ａ＞模式Ｃ。
孔隙度和通气度状况反映土壤疏松程度和持水能力。
从以上不同模式土壤容重、孔隙度和通气度的大小
比较看出，模式Ｂ和模式 Ａ即杉木－乳源木莲混交林
土壤比模式Ａ即杉木纯林土壤疏松透气，抗侵蚀和涵
养水源能力更强。说明杉木与乳源木莲混交可以改善
土壤结构。这是因为杉木－乳源木莲混交林冠层枝叶
较为浓密，可以较好阻挡雨水对土壤的冲击，从而减少
了表土的流失，混交林中乳源木莲枯落物量较多且易于
分解，养分回归土壤较为及时；混交林具有良好的地下
根系空间，根系在不同层次的生长、穿插对土壤团聚体
结构的形成起到很好的作用。而杉木纯林冠层结构简
单，枝叶量和浓密程度较混交林少，其对减轻降水对地
表的冲击作用较小，易产生地表径流，而且杉木针叶中
含有大量木素、树脂、单宁等，分解速度缓慢，枯落物聚
积地表，导致杉木纯林养分归还土壤慢，地下根系对土
壤团聚体结构形成的作用较弱，因而杉木纯林土壤结构
较差。
表２　不同模式乳源木莲－杉木混交林土壤物理性质
林分模式 土层厚度／ｃｍ 容重／（ｇ／ｃｍ３） 毛管孔隙度／％ 非毛管孔隙度／％ 总孔隙度／％ 土壤通气度／％
Ａ　 ０－２０　 ０．９１６　 ４４．０１　 １１．０３　 ５５．０４　 ２５．１３
２０－４０　 １．０６８　 ４５．０７　 ９．８９　 ５４．９６　 ２４．６３
Ｂ　 ０－２０　 ０．８８７　 ４７．１３　 １１．７０　 ５８．８３　 ２６．８３
２０－４０　 ０．９３７　 ４６．２８　 １０．５０　 ５６．７８　 ２５．６０
Ｃ　 ０－２０　 １．０２５　 ４１．３４　 ９．８８　 ５１．２２　 ２２．７１
２０－４０　 １．０９２　 ４０．５３　 ９．５２　 ５０．０５　 ２０．９５
４．２．２　不同模式杉木－乳源木莲混交林土壤化学
性质
土壤有机质、速效磷、速效钾及水解氮等土壤化学
性质指标直接反映土壤肥力的高低。从表３可知，３种
不同的模式中，模式Ｂ土壤的有机质、水解氮、速效磷
和速效钾含量最高，模式Ａ其次，模式Ｃ土壤中的有机
质、水解氮、速效磷和速效钾含量最低。如在０－２０ｃｍ
土层，模式Ｂ中土壤的有机质、水解氮、速效磷和速效
５４
卢丽蓉：闽北山区不同模式杉木－乳源木莲混交林生长和土壤性质研究　　　　　　　　　植物与植被
钾含量与模式 Ｃ土壤中对应的指标相比分别增加了
１４．２７％、３４．５６％、４３．１６％和４３．２９％，模式 Ａ中土壤
的有机质、水解氮、速效磷和速效钾含量与模式Ｃ土壤
中对 应 的 指 标 相 比 分 别 增 加 了 ８．８９％、１９．４７％、
３０．６０％和２７．１５％。说明乳源木莲－杉木混交林土壤
肥力比杉木纯林高。这是因为混交林中乳源木莲凋落
物量较大且易分解，枯枝落叶中营养物质能及时回归到
土壤中，致使土壤的养分状况得到改善，混交林中的杉
木因而生长较快。
表３　不同模式乳源木莲－杉木混交林土壤化学性质
林分模式 土层厚度／ｃｍ 有机质／（ｇ／ｋｇ） 全氮／（ｇ／ｋｇ） 水解氮／（ｍｇ／ｋｇ） 全磷／（ｇ／ｋｇ） 速效磷／（ｍｇ／ｋｇ） 速效钾／（ｍｇ／ｋｇ）
Ａ　 ０～２０　 ４０．８７３　 １．４０５　 １３０．８７０　 ０．５１４　 １０．３０８　 １３８．１０７
２０～４０　 ３８．５８９　 １．０８８　 １０４．４６３　 ０．４１０　 ６．０２０　 ９３．５５２
Ｂ　 ０～２０　 ４２．８９２　 １．６３２　 １４７．３９３　 ０．５７１　 １１．３００　 １５５．６３
２０～４０　 ３７．６６５　 １．３０９　 １１５．４０７　 ０．４６０　 ６．０４８　 １１０．４６４
Ｃ　 ０～２０　 ３７．５３７　 １．１８０　 １０９．５４１　 ０．３５１　 ７．８９３　 １０８．６１４
２０～４０　 ３０．８０３　 ０．９９３　 １０３．６３１　 ０．２９５　 ４．５３２　 ７５．７０３
５　结语
通过杉木－乳源木莲混交林与杉木纯林生长量、土
壤物理－化学性质各项指标比较，混交林中杉木生长量
和林分总蓄积量大于杉木纯林，土壤孔隙度、透气度、有
机质、水解氮、速效磷、速效钾等土壤理化性质指标高于
杉木纯林，土壤容重比杉木纯林小。杉木与乳源木莲混
交可以促进杉木林生产力的提高和土壤肥力的改善，本
试验条件下，造林初期杉木与乳源木莲按照７∶３比例混
交，造林１８年后林分中杉木与乳源木莲混交比例调整
为６∶５，这种模式最有利于改良土壤、提高杉木林产量
和林分总蓄积量。杉木纯林中杉木生长量和土壤肥力
最低。
杉木是福建北部山地主要造林树种，但由于传统的
纯林及连栽营林策略使得杉木人工林生产力降低和林
地肥力下降［１～２］。许多研究表明杉木与阔叶树种混交
对于改善林分结构、改良土壤和提高杉木人工林生长量
均有明显的效果［３～５］。本研究发现杉木与乳源木莲插
花混交同样促进地力改善和杉木林产量增加，而且是杉
木与乳源木莲最初比例为７∶３，杉木经过２次间伐后最
终两个树种比例为６∶５的模式最优。由于受条件限制，
本试验仅选用２种混交模式与杉木纯林对比，其它混交
模式的生长状况及其对土壤肥力的影响，以及这些模式
与本次参与试验的２种模式之间在林分生长和对土壤
肥力的作用等方面有待于进一步研究。
参考文献：
［１］方　奇．杉木连栽对土壤肥力及杉木生长影响［Ｊ］．林业科学，
１９８７，２３（４）：３８４～３９１．
［２］俞新妥．杉木栽培学［Ｍ］．福州：福建科学技术出版社，１９９７：３２２
～３３５．
［３］陈德旺．杉木火力楠混交林生产力与改土效果研究［Ｊ］．北华大学
学报：自然科学版，２００４，５（２）：１５１～１５４．
［４］吕胜吉．杉木－木荷混交林土壤肥力与水源涵养功能的研究［Ｊ］．
安徽农业科学，２０１２，４０（２８）：１３８４４～１３８４６．
［５］刘正忠．杉木厚朴人工混交林模式生长及土壤特性研究［Ｊ］．安徽
农学通报，２０１２，１８（１５）：１２０～１２１，１３８．
［６］康永武．优良乡土树种乳源木莲的研究现状与发展前景［Ｊ］．林业
勘查设计，２０１２（２）：９８～１０１．
［７］中国科学院南京土壤研究所编．土壤理化性状［Ｍ］．上海：上海科
学技术出版社，１９８７．
［８］张万儒．森林土壤定位研究方法［Ｍ］．北京：中国林业出版社，
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
檪
殏
殏殏
殏
１９８４．
哪些植物吸有害气体？
芦荟、吊兰、虎尾兰、一叶兰、龟背竹是天然的清道夫，可以清除空气中的有害物质。有研究
表明，虎尾兰和吊兰可吸收室内８０％以上的有害气体，吸收甲醛的能力超强。芦荟也是吸收甲
醛的好手。此外，具净化空气作用的植物还包括：肾蕨、贯众、月季、玫瑰、紫薇、丁香、玉兰、桂
花、金绿萝、芦荟、鸭跖草、耳蕨、仙人掌、虎皮兰、虎尾兰、龙舌兰、凤梨、仙人球、令箭荷花、昙花、
宝石花、肥厚景天、紫花景天、常青藤、铁树、菊花、红鹳花、石榴花、米兰、龙血树、白芷花等。
———摘自湖北林业网
６４
２０１５年３月　　　　　　　　　　　　　　　　　　绿　色　科　技　　　　　　　　　　　　　　　第３期