全 文 ：作者简介:黄强(1978 －) ，男，福建古田人，助理工程师，主要从事林业方面工作。 收稿日期:2012 － 09 － 24
杉木乳源木莲混交林生长与水文效应分析
黄 强
(三明市梅列区城区林业站，福建三明 365500)
摘 要:对 10a生杉木与乳源木莲混交林及杉木纯林林分生长及水文效应进行分析。结果表明:杉木乳源木莲混交林
分生长状况良好。混交林中杉木比杉木纯林对照( ck) 提高了 28. 5%。混交林中杉木的平均树高大于杉木纯林，林分
稳定性好。杉木乳源木莲混交林具有较强的持水能力。混交林的林冠层生物量 96. 262 t /hm2，比杉木纯林多 16. 924
t /hm2，增加 21. 3%。持水量 45. 646 t /hm2，比杉木纯林多 15. 369 t /hm2，增加 50. 8%。混交林持水量显著高于杉木纯
林。混交林与杉木纯林相比，混交林中 0 ～ 20cm土壤容重降低 4. 0%，土壤总孔隙度和非毛管孔隙度分别增加 12. 0%
和 18. 8%。20 ～ 40cm土层也表现出同样特点。混交林初渗速度 5. 81 mm/min，稳渗速度 3. 47 mm/min，分别是杉木
纯林的 1. 4 和 1. 3 倍。混交林土壤入渗能力得到提高。混交林分土壤贮水量达 1789. 90 t /hm2，比杉木纯林 1065. 95
t /hm2，增加了 712. 40 t /hm2，提高了 67. 9%。
关键词:杉木;乳源木莲;混交林; 生长状况; 水文效应
中图分类号 S791. 27 文献标识码 A 文章编号 1007 － 7731(2012)21 － 149 － 03
杉木(Cunninghamia Lanceolata)是我国南方林区特有
的速生用材树种，生长快，材质好，轮伐期较短，深受广大
林农的喜爱。长期以来作为主要的人工造林树种，在南方
林区广为栽培。但大面积杉木人工林栽植，树种单一，林
分结构简单，林分的稳定性和抗逆性较差，导致病虫害猖
獗，森林火灾频繁，尤其是杉木连栽，使地力严重衰退，林
分生产力不断下降，影响林业的可持续发展。阔叶林尤其
是常绿阔叶林是亚热带的地带性植被，在维持生态平衡、
水土保持、涵养水源，调节气候，肥土改土等方面有着重要
作用。另一方面，随着经济建设和人民文化物质生活水平
的提高，人们对用材质量和新产品的需求也不断更新，传
统的商品材种已不能满足要求，急需开发利用生长较快，
材质优良，具有特殊作用的珍贵树种。乳源木莲(Manglie-
tia yuyuanensis Law)属木兰科木莲属树种，为古老孑遗树
种之一［1］，也是中亚热带常绿阔叶树种的主要组成树种。
乳源木莲生长快、材质好、用途广，为珍贵高级用材树种，
尤其是与杉木、马尾松等南方林区主要造林树种混交，种
间关系协调，林分稳定性好，且凋落物多、易分解，是优良
肥土植物［2 － 4］。对改善南方林区大面积针叶纯林的林分
结构，防止杉木连栽引起的地力衰退，保证林地的可持续
经营具有积极作用。本文通过对杉木乳源木莲混交林和
杉木纯林的生长状况、截留降水能力和改善土壤贮水性能
等水文效应进行调查分析，为杉木乳源木莲混交林进一步
推广应用提供理论依据。
1 试验地概况
试验地位于福建省三明市梅列区列西村五仙姑西坑
2林班 6 大班 1 小班。东经 117°9 ～ 117°21，北纬 26°15
～ 26°36，属中亚热带大陆性兼海洋性季风气候，年平均
温度 19． 5℃，极端最低 － 5． 5℃，最高温度为 40℃ ，大于
10℃年积温为 6215℃，无霜期满 300d;平均降水量 1700 ～
1900 mm，3 ～ 8 月的降雨量为全年 75%，大于 0. 1 mm的年
降雨日数 163 d，平均相对湿度 79%;年平均风速 1. 6 m /s;
冬短夏长，四季分明，属福建武夷山东伸支脉地带，东南方
为戴云山脉，海拔 200 ～ 500m，有利于岩石风化、土壤淋
溶、富铝化作用、植物生长，土壤类型为山地红壤。试验地
海拔高 380 ～ 450m，坡度 20° － 35°。土壤为砂页岩发育的
山地红壤，土层厚 60 ～ 100cm，质地为中壤，立地条件中等
偏上。前茬为杉木，主要植被以丝茅、山苍子、中华里白、
五节芒为主。
2 试验方法
试验林分为 2003年营造的杉木乳源木莲混交林(杉
莲 3∶ 1) ，该林地 2002年杉木林皆伐，当年冬初劈草炼山，
块状整地(穴大小 60cm × 40cm × 40cm) ，造林密度为 2500
株 /hm2，株行距 2m × 2m。林分郁闭前，每年进行 2次除草
抚育。2011年进行调查测定。以同年造林，相似立地条
件，同样经管管理的杉木纯林为对照，简单对比试验设计，
3个重复，共 6 小区，每小区面积 20 m × 30 m。2011 年对
各标准地进行每木调查，测定主要测树因子。以标准地平
均胸径，平均树高为标准，选择平均木。采用分层切割法
测定其各器官的鲜重，随机抽取 1 /3 样品，测定含水量，持
水量和生物量。在各标准地内按“S”型路线。设置 5 个
1m × 1m的小样方，用“样方收获法”测定林下植物层和枯
枝落叶层生物量，用“浸水法”测定持水量和持水率，土壤
的渗透性能和土壤贮水能力采用环刀法分层取样测定，计
941安徽农学通报，Anhui Agri. Sci. Bull. 2012，18(21)
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2012.21.083
算土壤渗透系数和土壤贮水量。
3 结果与分析
3. 1 林分胸径生长分析 不同林分胸径的生长量见表
1。由表 1 中可知，10a 生混交林中杉木的平均胸径
9. 6cm，大于杉木纯林(7. 47cm)。混交林中杉木比杉木纯
林对照(ck)提高了 28. 5%。表明混交有利于杉木胸径生
长。这与混交乳源木莲后改变了林分结构有关，也与乳源
木莲每年都有大量枯枝落叶回归林地，而且易分解，加速
了土壤中营养物质循环有关。混交林中乳源木莲胸径生
长量 8. 33cm，不及混交林中杉木，乳源木莲胸径生长量为
混交林中杉木的 86. 8%;表明混交林中杉木生长势较强，
乳源木莲生长势较弱，这种强弱有差异的 2 种树种混交有
利于形成林分较稳定的混交林。说明这两树种种间关系
存在着竞争机制，也存在着协调促进的功能。
表 1 不同林分胸径生长状况(10a生)
林分类型 树种
区组(cm)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
平均(cm)
混交林
乳源木莲 9. 2 8. 3 7. 5 8. 33
杉木 10. 4 9，8 8. 6 9. 60
杉纯林 杉木 8. 2 7. 6 6. 6 7. 47
3. 2 林分树高生长分析 不同林分树高的生长量见表
2。由表 2中可知，混交林中杉木的平均树高均大于杉木
纯林。这与乳源木莲早期生长形成的树冠，为杉木提供了
侧方庇荫有关，有利于稍耐荫的杉木树高生长［5］。混交林
中乳源木莲树高生长量 7. 50cm，不及混交林中杉木，乳源
木莲树高生长量为混交林中杉木的 85. 9%;但比杉木纯
林树高增加 4. 2%。乳源木莲长期发育在低山阔叶林中，
形成比较喜阴湿、土壤肥沃的生长环境，在相对光照较强、
林地干燥、土壤肥力较差的丘陵地区种植，生长状况并不
理想，但本试验结果混交林中乳源木莲的胸径、树高生长
量均超过杉木纯林，表明混交林有利于乳源木莲的生长，2
种树种混交有利于形成林分较稳定的混交林，不仅有利于
林木生长，而且必然影响到林分的水文效应。
表 2 不同混交方式林木树高生长状况(10a生)
林分类型 树种
区组(cm)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
平均(cm)
混交林
乳源木莲 8. 2 7. 3 7. 0 7. 50
杉木 9. 7. 8. 4 8. 1 8. 73
杉纯林 杉木 8. 1 7. 3 6. 2 7. 20
3. 3 地上部分的生物量和持水量 降雨首先被林冠层截
留，而林冠层的截留能力，主要取决于林冠层的枝叶生物
量和叶面积指数。林下植物层是森林截持雨水的第二个
作用层，枯枝落叶层具有吸收雨水，调节和过滤地表径流
作用。林分的生物量和持水能力见表 3。
混交林的林冠层生物量 96. 262 t /hm2，比杉木纯林多
16. 924 t /hm2，增加 21. 3%持水量 45. 646 t /hm2，比杉木纯
林多 15. 369 t /hm2，增加 50. 8%，表明混交林持水量显著
高于杉木纯林，说明混交林有利于提高林分的持水功能。
从表 3中还可以看出:混交林中林冠层生物量明显高于枯
枝落叶层，但枯枝落叶层持水量还超过 2. 762t /hm2，说明
枯枝落叶层在林分涵养水源中的重要作用。乳源木莲叶
片较大，每年有大量叶片凋落，易分解。杉木枯枝落叶量
不及乳源木莲，而且叶和枝是连在一起掉在林地上，很难
与土壤紧密接触，杉木枝叶含有防腐物质，较难分解［6］，而
杉木乳源木莲混交形成荫蔽湿润的小环境也有利于枯枝
落叶分解。而杉木纯林林下植物稀少，持水量少、枯枝落
叶量也有一定差异，因此混交林的生物量和持水量最大。
表 3 不同林分地上部分水文效应(t /hm2)
处理
林冠层 林下植物层 枯枝落叶层
生物量 持水量 生物量 持水量 生物量 持水量
混交林 91. 365 21. 062 1. 427 0. 860 3. 274 23. 724
杉木纯林 76. 424 17. 042 0. 570 0. 370 2. 344 12. 863
3. 4 土壤孔隙与渗透性能 从表 4 中可以看出，混交林
中 0 ～ 20cm土层容重 1. 083g /cm3，土壤总孔隙度和非毛
管孔隙度在 56. 18%和 9. 48%，杉木纯林 0 ～ 20cm 土层
1. 128g /cm3，土壤总孔隙度和非毛管孔隙度在 50. 18%和
7. 98%。土壤容重降低 4. 0%，土壤总孔隙度和非毛管孔
隙度分别增加 12. 0%和 18. 8%。20 ～ 40cm土层也表现出
同样特点。
表 4 不同林分林地土壤的孔隙状况
林分类型
土层
(cm)
容重
(g /cm3)
毛管孔隙
(%)
非毛管
孔隙(%)
总孔隙度
(%)
初渗
(mm/min)
稳渗
(mm/min)
混交林
0 ～ 20 1. 083 46. 70 9. 48 56. 18
20 ～ 40 1. 136 46. 58 7. 1 53. 68
5. 81 3. 47
杉木纯林
0 ～ 20 1. 128 42. 20 7. 98 50. 18
20 ～ 40 1. 208 41. 24 6. 33 47. 57
4. 12 2. 72
表明混交林各层土壤结构和垒结状况趋好。土体构
造疏松，透气性好，有利于水分渗透和养分输送，从而提升
林地生态功能。这与不同树种根系在各土层尤其是 0 ～
40cm土层穿插、挤压、盘结和分割作用有关。
土壤渗透性能是林分水源涵养功能的重要指标之一，
与土壤质地、结构、孔隙度、有机质含量、湿度和土温有关，
降雨强度不大时水分可以充分渗入土壤中贮存或形成土
壤内部径流，减少水分损失。由于不同林分土壤的胶结、
垒结不同，导致了土粒间连接方式，空间数量也不同，使得
土壤的孔隙状况发生变化，从而影响了入渗性能和产生径
流的差异。从表 4 中可以看出:混交林初渗速度 5. 81
mm /min，稳渗速度 3. 47 mm /min，分别是杉木纯林的 1. 4
和 1. 3倍。表明混交林土壤入渗能力得到提高，地表径流
减少。这是由于混交林具有多层次结构，较多的枯枝落
叶，较好土壤结构的缘故。
地上部分持水量比土壤持水量小得很多，但林冠截
留，林下植被和枯枝落叶在减少地表径流中起着十分重要
作用。
3. 5 土壤贮水力 土壤是涵养水源的最重要的载体。混
051 安徽农学通报，Anhui Agri. Sci. Bull. 2012，18(21)
交林的作用是多方面的，通过改良土壤，提高其土壤涵养
水源能力是营造混交林主要目的之一。杉木乳源木莲混
交林除了能提供大量杉木、乳源木莲外，还能起到保持水
土、涵养水源、调节气候、维持生态平衡等作用。土壤贮水
量如表 5所示，混交林分土壤贮水量达 1789. 90 t /hm2，比
杉木纯林 1065. 95 t /hm2，增加了 712. 40t /hm2，提高了
67. 9%。由此可见混交林比杉木纯林具有更好的贮水能
力，即涵养水源性能较好，主要是由于乳源木莲林下土壤
具有较多的枯枝落叶腐烂转化为腐殖质，形成大量非毛管
孔隙。
表 5 不同林分土壤贮水性能
林分类型
土层
(cm)
自然含水量
(%)
土壤贮水量
(t /hm2)
混交林
0 ～ 20 31. 5 1789. 90
20 ～ 40 23. 6
杉木纯林
0 ～ 20 18. 3 1065. 95
20 ～ 40 17. 65
4 小结
4. 1 杉木乳源木莲混交林分生长状况良好 研究结果表
明:混交林中杉木比杉木纯林对照(ck)提高了 28. 5%。
乳源木莲胸径生长量不及混交林中杉木，乳源木莲胸径生
长量为混交林中杉木的 86. 8%;混交林中杉木生长势较
强，乳源木莲生长势较弱，这种强弱有差异的 2 种树种混
交有利于形成林分较稳定的混交林。这两树种种间关系
存在着竞争机制，也存在着协调促进的功能。混交林中杉
木的平均树高均大于杉木纯林。混交林中乳源木莲树高
生长量 7. 50cm，不及混交林中杉木，乳源木莲树高生长量
为混交林中杉木的 85. 9%;但比杉木纯林树高增
加 4. 2%。
4. 2 杉木乳源木莲混交林具有较强的持水能力 研究结
果表明:混交林的林冠层生物量 96. 262 t /hm2，比杉木纯
林多 16. 924 t /hm2，增加 21. 3%。持水量 45. 646 t /hm2，比
杉木纯林多 15. 369 t /hm2，增加 50. 8%。混交林持水量显
著高于杉木纯林。混交林中林冠层生物量明显高于枯枝
落叶层，但枯枝落叶层持水量还超过 2. 762 t /hm2，枯枝落
叶层在林分涵养水源中占有的重要作用。混交林与杉木
纯林相比，混交林中 0 ～ 20cm 土壤容重降低 4. 0%，土壤
总孔隙度和非毛管孔隙度分别增加 12. 0%和 18. 8%。20
～ 40cm土层也表现出同样特点。混交林初渗速度 5. 81
mm /min，稳渗速度 3. 47 mm /min，分别是杉木纯林的 1. 4
和 1. 3倍。混交林土壤入渗能力得到提高。混交林分土
壤贮水量达 1789. 90 t /hm2，比杉木纯林 1065. 95 t /hm2，增
加了 712. 40 t /hm2，提高了 67. 9%。
参考文献
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［J］. 林业科学，1992，28(5) :397 － 404. ( 责编: 施婷婷)
(上接 96 页)处理 1为 930元 /667m2。处理 3比处理 1、处
理 2分别增加 480、129 元 /667m2。(2)肥料投入:处理 3
为 107元 /667m2;处理 2 为 114 元 /667m2。处理 3 比处理
2少 7 元 /667m2。(3)纯收入:处理 3 为 1303 元 /667m2;
处理 2为 1167 元 /667m2;处理 1 为 930元 /667m2。处理 3
比处理 1、处理 2 分别增加 373、136 元 /667m2。(4)产投
比:处理 3 为 13. 1，处理 2 为 11. 2。处理 3 比处理 2 大
16. 9%。可见，处理 3(测土配方施肥处理)较处理 2(常规
施肥处理)产值大、投入少、纯收入高，产投合理，经济效益
明显。
表 3 不同施肥处理对水稻经济效益的影响
处理
产出 投入 纯收入
产量
(kg /667m2)
产值
(元 /667m2)
比 1
±(元 /667m2)
比 2
±(元 /667m2)
肥料
(元 /667m2)
比 2
±(元 /667m2)
收入
(元 /667m2)
比 1
±(元 /667m2)
比 2
±(元 /667m2)
产投比
1 空白 310 930 0 930
2 常规施肥 427 1281 + 351 114 1167 + 237 11. 2
3 配方施肥 470 1410 + 480 + 129 107 － 7 1303 + 373 + 136 13. 1
注:按尿素 2. 6 元 /kg、过磷酸钙 0. 8 元 /kg、氯化钾 3. 0 元 /kg、稻谷 3. 00 元 /kg计算。
3 小结
(1)测土配方施肥比习惯施肥有着明显增产效果，增
产的主要原因是增加有效穗数和每穗总粒数，提高结实率
和千粒重，为水稻高产稳产奠定基础。
(2)测土配方施肥产量比常规施肥产值大、投入少、
纯收入高，产投合理，经济效益明显，是增加农业收入、降
低成本的利民工程。在测土配方施肥的推广过程中，我们
还要进一步提高农民的科学种田、科学施肥的意识。
参考文献
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116 － 117.
［2］农业部种植司、全国农业技术推广服务中心 . 测土配方施肥技术
问答［M］. 北京:中国农业出版社，2004:49 － 51.
( 责编: 施婷婷)
15118 卷 21 期 黄 强 杉木乳源木莲混交林生长与水文效应分析