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马尾松中龄林下生长环境特征及套种乳源木莲生长效应分析



全 文 :马尾松中龄林下生长环境特征及套种乳源木莲
生长效应分析
李金祥
(福建省三明市林业局,福建 三明365000)
摘要:研究了马尾松中龄林林下生长环境及套种乳源木莲生长效应。结果表明:马尾松中龄林林下环境较
低,土壤肥力较好。密度调控在1300~1500株/hm2 之间,可以形成适宜种植乳源木莲的生长环境。间伐
后的马尾松中龄林与不间伐马尾松林比较,林下光照强度增加40.2%,有利于早期较耐荫乳源木莲生长。
但间伐土壤结构受到一定程度破坏,垒结状况变差,紧实度增加,应该采取适当经营措施,为更新树种提供
适宜的生长环境。在马尾松中龄林林下栽植乳源木莲生长效应明显。间伐后套种乳源木莲(Mtk)。10年
间马尾松增加量与对照(Mck)比,平均胸径、平均树高、单株立木材积分别增加45.7%、56.5%和47.9%。
经方差分析和多重比较:Mtk与 Mck处理间单株立木材积间差异达到极显著水平,Mjc与 Mck处理间单
株立木材积间差异达到显著水平。在马尾松中龄林林下栽植乳源木莲,平均胸径、平均树高分别达到5.
2cm和6.3m,年平均树高、平均胸径生长量分别达到0.52m/年和0.61m/年,能够在马尾松主伐时,提前培
育更新层树种,有着宽广应用前景。
关键词:马尾松;中龄林;林下;乳源木莲;生长效应
收稿日期:2013-02-22
作者简介:李金祥(1966—),男,福建长汀人,工程师,主要从事林业管理和林业行政执法工作。
中图分类号:S791.248      文献标识码:B  文章编号:1674-9944(2013)03-0038-04
1 引言
马尾松是我国东南部湿润亚热带地区分布最广,资
源最大的森林群落[1],繁殖容易,生长迅速,材质好,用
途广泛,耐干旱瘠薄,是造林先锋树种[2]。无论是天然
飞播的马尾松林,还是人工马尾松林,面积均较大,往往
形成单优群落。马尾松纯林林分结构简单,树种单一,
林分的抗逆性和稳定性较差,容易发生森林火灾和病虫
害蔓延,造成重大的经济损失和生态环境恶化。另一方
面,近段以来由于森林皆伐后对水土流失的影响明
显[3],为此,森林更新方式引起了人们关注。鉴于此,笔
者在福建省沙县杉口采育场马尾松中龄林下进行了生
长环境调查测定分析,同时开展了林下套种乳源木莲试
验,分析了生长效应。试图在马尾松林分进入主伐之前
就提前在林下更新,在林分更新层形成后,再在适当的
时机,选择适当方法采伐利用上层马尾松林木,实现林
地不裸露更新。
2 实验地概况
福建省沙县杉口采育场位于福建省沙县(26°6′~
26°46′N,117°32′~118°6′E)西北部。区域性气候系大
陆性兼海洋性季风气候区。年平均气温19.2℃左右,
年降水量1780mm,空气相对湿度81%,霜期79~84d,
霜日18~24d。试验林位于福建省沙县杉口采育场上
坑工区15林班7大班12小班,海拔280~450m的丘陵
林地,林地属较肥沃立地类型。为1984年春营造的马
尾松人工林,穴规格40cm×40cm×30cm,造林密度440
株/hm2。造林后前3年,每年抚育2次,4~5年抚育1
次,1996年间伐一次,保留密度约2775株/hm2 左右。
3 实验方法
在2003年选择福建省沙县杉口采育场上坑工区
15林班7大班12小班,1984年人工营造的马尾松林
(21年生),造林密度4440株/hm2,株行距1.5m×
1.5m,现存密度2775株/hm2 左右,建立固定标准地
(20m×20m)9个,按照随机区组试验设计,三重复进行
设立。标准地建立后对标准地主要生长因子进行测定,
调查测定胸径、树高、冠幅、枝下高等,再按照试验设计
进行间伐。间伐后进行生长环境中光照强度、土壤肥力
等测定。2004年按照试验设计在相对应的标准地采用
1年生乳源木莲实生苗进行套种。套种试验地经林地
清理后,在保留木中间挖穴(穴规格40cm×40cm×
30cm),套种乳源木莲密度均为2500株/hm2。2012年
进行马尾松、乳源木莲生长量测定分析。试验设:未间
伐、不套种马尾松纯林(Mck)、马尾松间伐后保留1380
株/hm2、不套种(Mjc),马尾松间伐后保留1380株/
hm2,套种乳源木莲2500株/hm2(Mtk)三个水平。光
照强度用ZF-2型照度计,分别在林分外、林冠层下灌
木层上方和灌木层下草本层上方随机若干测定,所有测
值均依序往复观测一次,用其平均值。
土壤肥力测定。在各标准地按“S”形布点(4点),
分别取0~20cm,20~40cm、40~60cm采集土样,各处
理土样带回室内按不同层次混合后供测定分析。土壤
容重和水分物理性质用容重圈法,土壤有机质用硫酸重
铬酸钾法;全氮用蒸馏法;水解性氮用扩散法;全磷用钼
锑抗比色法;速效磷用盐酸———氟化铵消化法;速效钾
83
2013年3月           Journal of Green Science and Technology              第3期
用四苯硼钠比浊法;pH值用电位法[4]。
以下式分别计算马尾松、乳源木莲的立木材积,并
进行统计分析。其中:D、H 分别为胸径、树高。
V松=0.00006234 D1.855150 H0.956825,
V莲=0.00005276 D1.882161 H1.009317。
4 结果与分析
4.1 马尾松林下生长环境
4.1.1 光照强度
在有机物形成过程中光照强度是重要因子,对植物
群落的平衡、光合作用,蒸腾过程以及对林分水、肥、气、
热等因子都有重要的意义[5]。表1是21年生马尾松不
同密度林分光照强度测定结果。从表1中可知,无论何
种密度林分从林冠层、灌木层和草本层,在1d中光照强
度均呈递减。表1是连续10d上午10点测定光照强度
的平均值。从表1中可以看出。到达林冠层之下灌木
层之上的第二层光照强度的平均量只有林冠层上方(全
光照)(第三层)相应平均值的7.8%。到达灌木层之下
草本层之上(第一层)光照强度的平均量只有第二层相
应平均值的37.2%。表明林下光照强度较低,培育更
新树种要关注树种的耐荫性。但不同处理光照强度的
平均值存在差异。
Mck处理第一层光照强度为3770lux,Mjc处理第
一层光照强度为4670lux,提高了40.2%,表明 Mjc处
理增加第一层光照强度,无疑增加了林下更新树种选择
范围,更多树种随着光照强度的增加而适宜林下生长且
具有一定的生长量。光环境发生了变化,说明上层木的
调控,对林外光线的进入减少了吸收与反射,到达森林
群落内的光照增加,这无疑对改变森林结构,在林下培
育更新层树种选择提供了更宽的选择空间。乳源木莲
虽然早期较耐荫,在较低光照强度下可以生长,但生物
量积累有限。笔者认为,要实现马尾松林主伐前形成更
新层需要再一次间伐,密度调控在1300~1500株/
hm2,在条件允许时密度可以调控更低些。
表1 马尾松林分不同高度光照强度
处理
光照强度/lux
第一层 第二层 第三层
Mck  3330  8945  47630
Mjc  4670  12020  42650
4.1.2 土壤肥力状况
表2是杉木定向间伐及其对照实施间伐一年后土
壤结构的测定结果。从表2中可知:土壤结构中最重要
的因素———容重,Mjc处理容重值大于 Mck,表层土壤
容重变化高于底层土壤容重。表明间伐后土壤容重值
的增大,土壤容重大小取决于土壤结构和垒结状况,表
明该土壤结构和垒结状况变差,紧密度增加。
表2 不同林分土壤肥力状况
处理
土层
/cm
容重
/(g/cm3)
非毛管孔隙
/%
总孔隙度
/%
有机质
/%
全氮
/%
全磷
/%/
水解氮
/(mg/kg)
速效磷
/(mg/kg)
速效钾
/(mg/kg)
Mck  0~20  1.184  7.60  43.78  3.407  0.122  0.042  87.2  3.8  44.17
20~40  1.311  4.37  40.16  2.316  0.074  0.038  60.4  3.5  38.96
Mjc  0~20  1.192  7.42  41.07  3.615  0.137  0.044  89.9  3.9  45.80
20~40  1.317  4.33  40.14  2.328  0.082  0.039  62.5  3.5  38.99
  从表2中还可以看出土壤非毛管空隙和总毛管空
隙表现为 Mjc小于 Mck,表明间伐作业造成了林地表
层土壤的移动、压实,许多有机质被重新分配、搅动等,
引起土壤结构一定程度的破坏,增加了土壤容重和土壤
机械阻力,减少土壤的空隙度,影响了水分渗透和林木
根系的生长。为此,在林下培育更新层,采取间伐后应
该采取适度经营措施(如块状整地),为更新树种提供适
宜的生长环境。
从表2中可知:Mjc和 Mck处理表土层有机质,全
N、全P及水解氮、速效磷、速效钾等速效养分较好,能
够为林下更新树种生长提供营养物质。Mck和 Mjc处
理比较,前者土壤养分略高,这可能是因为间伐后采伐
凋落物增加,在土壤微生物作用下,转化为土壤养分,促
进了营养物质的循环。为了促进更新层林木的生长,在
有条件的地方可以施用基肥或适当追肥,为更新层树种
提供更多的物质基础。
4.2 生长效应分析
4.2.1 马尾松生长状况分析
在现有马尾松中龄林林中套种乳源木莲作为更新
层树种,改变了林分结构,对马尾松、乳源木莲的生长都
有影响。马尾松造林密度较大,林木间的竞争剧烈,树
冠上移,对水、肥、气、热的竞争趋于狭窄的空间,而严重
不足。间伐释放了空间,为保留的马尾松提供了良好的
营养空间。而套种乳源木莲填补了空闲的生态位形成
了异龄复层林,共同促进了保留马尾松的生长。从表3
中可知,经营密度降低后的林分。21年生马尾松林分
Mck、Mjc和 Mtk处理试验前后各处理林分生长量列于
表3。
从表3中可以看出,马尾松林间伐前,各处理间主
要生长因子无显著差异(胸径、树高、立木材积F值分
别为0.312,0.468,1.706均小于F0.05(2.4)=6.94。
间伐后10年各主要生长因子量间存在差异。经营
密度降低后,30年生马尾松林分 Mjc和 Mtk处理平均
胸径分别达22.1cm和22.0cm,比 Mck处理分别提高
24.2%和23.6%;平均胸径增加量 Mjc、Mtk处理比
Mck处理提高45.7%和56.5%;而且间伐后胸径分化
小,林相整齐,不间伐胸径林分分化明显,表明间伐套种
后促进了马尾松胸径生长,林分个体发育正常、均匀,有
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李金祥:马尾松中龄林下生长环境特征及套种乳源木莲生长效应分析           植物研究
利于大径材培育。Mtk与 Mjc相比胸径提高了7.5%,
表明:套种乳源木莲有利于保留马尾松林木的生长,这
与乳源木莲凋落物量大,易分解有关[6,7],也与套种乳源
木莲,填补了间伐马尾松后腾出的生长空间,林分结构
得到改善,林内生长环境趋好有关。
表3 不同处理马尾松生长量调查
处理 树种
间伐前 间伐后 间伐后10年
密度
/(株/hm2)
胸径
/cm
树高
/m
立木材积
/(m3/hm2)
密度
/(株/hm2)
胸径
/cm
树高
/cm
立木材积
/(m3/hm2)
单株立木材积
/(m3)
密度
/(株/hm2)
胸径
/cm
树高
/m
立木材积
/(m3/hm2)
单株立木材
积/(m3)
Mck  1  2776  13.2 13.7  253.90  2776  13.2 13.7  253.90  0.0915  2776  17.8 18.1  529.12  0.1906
Mjc  1  2777  13.0 14.1  258.96  1380  15.4 15.9  193.92  0.1405  1380  22.1 22.0  516.61  0.3744
Mtk  1  2774  12.8 13.7  239.64  1380  14.8 16.1  182.13  0.1320  1380  22.0 22.4  521.18  0.3777
2  2500  5.2  6.1  18.22  0.0073
  注:1代表马尾松,2代表乳源木莲
  从表3中可知,各处理间平均树高 Mtk>Mjc>
Mck,Mtk处理比 Mck处理高23.8%,而且增加量也存
在同样的趋势。表明林分密度对优势木高度影响不如
平均木高度影响大。说明间伐对保留木的树高生长有
利的。
各处理间单株立木材积,Mtk>Mjc>Mck,M tk处
理比 Mck处理增加47.9%,单位面积立木材积则 M ck
>Mtk>Mjc,Mck处理仅比 Mtk处理高1.5%。林分
单位面积立材材积增加量 Mtk处理比 Mck处理还要
高。
套种乳源木莲与未套种乳源木莲比较,立木材积增
加量提高了5.1%。表明套种乳源木莲有利于上层马
尾松林材积生长,而且套种乳源木莲构建异龄复层林分
从更高层次上改变了林分结构,已经或正在影响林木的
生长。这可能与套种乳源木莲等阔叶树种后,对林层结
构、土壤肥力以及小气候环境的改善与提高有关。
虽然间伐后林分株数减少,林分株数仅为不间伐的
49.7%,但材积生长量相差甚少,材积增加量还略有提
高。表明间伐和套种乳源木莲并未影响林木材积生长,
事实上,促进了马尾松材积生长。从单株材积生长量分
析(表4、表5),Mtk与 Mck间单株材积生长量存在极
显著差异。Mjc与 Mck间单株材积生长量存在显著差
异。
表4 不同处理单株立木材积方差分析
变差来源 自由度 离差平方和 均方 均方比 fα
区组
处理
剩余
总的




0.0562
486.2617
0.312
486.3491
0.0281
293.13
0.0078
3.60
37.58
F0.05(2,4)=6.94
F0.01(2,4)=18.0
表5 不同处理单株立木材积多重比较表
Xi 代号 Xi-X1  Xi-X2
X3=0.2457 Mtk  0.1466** 0.0118
X2=0.2339 Mjc  0.1348**
X1=0.0991 Mck
  D2=q00,01(3,6)=0.1442,D2=q00,05(3,6)=0.0.1104
间伐 后 套 种 阔 叶 树,不 仅 以 获 取 间 伐 材 积
57.51m3/hm2,又有乳源木莲立木蓄积18.22m3/hm2,
同时可以可实现马尾松林地主伐时,有提前更新层存
在,保障林地在不裸露条件下完成更新。不仅有明显的
生长效应,而且有防治水土流失的生态效益。
4.2.2 乳源木莲生长状况分析
在现有马尾松林中套种乳源木莲。马尾松林已经
形成的森林环境适合乳源木莲的生长。乳源木莲原产
于海拔600~1000m山地常绿阔叶林或竹林中较荫蔽
的生态环境。在低丘谷地栽植,光照强度和日照时数较
大、气温高、空气相对湿度低,土壤干燥,乳源木莲纯林
生长不尽理想。表6是在21年生马尾松林下栽植的乳
源木莲(10年生)生长情况。
表6 不同处理乳源木莲生长状况
保留株数/(株/hm2) 处理 成活率/% 胸径/cm 树高/m
2245 A 93.8  5.2  5.9
2285 B 91.4  5.3  6.1
2275 C 91.0  5.1  6.2
平均 92.1  5.2  6.1
从表6中可知,在马尾松林下套种的乳源木莲(10
年生):平均胸径、平均树高分别达到5.2cm和6.3m,
年平均树高、平均胸径生长量分别达到0.52m/年和0.
61cm/年,马尾松与乳源木莲形成了层次明显的合理林
分结构,喜阳性的马尾松位于林分上层,光照充足,光合
作用强,生长迅速。
在马尾松中龄林下栽植的乳源木莲,由于利用时间
差造林,马尾松高大,但又自然疏开的树冠,为林下套种
的乳源木莲提供了上方和侧方庇荫,这对于幼龄时较耐
荫的乳源木莲生长十分有利。笔者认为在马尾松中龄
林下栽植乳源木莲,改善了林分结构,两树种间相互利
用、彼此促进,生长效应明显,是可以推广的经营模式,
而且也是林地不裸露更新的一种有效尝试。
5 结语
(1)在马尾松中林龄林林下利用现有森林环境栽植
乳源木莲,能够在马尾松主伐时,提前培育更新层树种,
有着宽广应用前景。
(2)马尾松中龄林林下环境经过适当的调控可以形
成适宜种植乳源木莲的生长环境。研究结果表明:经间
伐后的马尾松中龄林,与不间伐马尾松林比较,林下光
照强度增加40.2%,土壤肥力较好,有利于早期较耐荫
乳源木莲生长。但间伐土壤结构受到一定程度破坏,垒
结状况变差,紧实度增加,应该采取适当经营措施,为更
新树种提供适宜的生长环境。
04
2013年3月                绿 色 科 技                第3期
宁南县干热河谷施肥对印楝幼树生长影响初步研究
林兴贵1,许发芬1,华 飞2
(1.四川宁南县林业局,四川 宁南615400;2.四川普格县林业局,四川 普格615300)
摘要:在宁南县金沙江干热河谷进行印楝栽培,试验研究表明:及时补充施肥是确保幼树生长的重要措施。
对印楝幼树补充施肥时,应以氮肥和磷肥或氮肥与磷肥、钾肥配合施,能较好地促进印楝幼树的生长。
关键词:宁南县干热河谷;印楝幼树;施肥效果
中图分类号:S763.7      文献标识码:B  文章编号:1674-9944(2013)03-0041-02
1 引言
印楝(Azadiachta india A.juss)为楝科常绿乔木,
原产于东南亚及南亚热带国家,是一种喜光、喜热、抗干
旱气候、生长速度快,且具有高经济价值的优良生态经
济树种。
宁南县金沙江干热河谷,由于光照强,干旱少雨,造
林十分困难。为治理本区恶劣生态环境,促进地方经济
发展,2002年,宁南县林业局按照凉山州林业局的安
排,引进印楝这一生态经济兼顾的优良树种作为本区的
林业产业化发展项目,为配合该产业建设,保障产业健
康发展,开展了本项试验,旨在通过试验为产业提供技
术支撑。
2 实验区自然概况
2.1 实验区气候
实验区位于宁南县金沙江干热河谷的葫芦口,实验
区海拔900m,年均气温21.5℃,最热月均温25℃,最冷
月均温5℃,≥10℃年活动积温7000℃左右,无霜期
354d;年降雨量650mm左右,年蒸发量2600mm左右,
其中,6~11月为雨季,雨季降雨占全年的90%以上,但
雨季多间歇性干旱,属典型的干热河谷气候类型。
2.2 实验区土壤
在此种气候条件下发育之土壤主要为燥红壤,土层
厚度40~50cm,石砾含量54.74%,土壤有机质含量
1.68%,全 氮 0.1298%,全 磷 0.0186%,有 效 性 氮
10.82mg/100g土,速效磷0.443mg/100g土,速效钾
3.211mg/100g土。土壤养分十分贫乏。
2.3 实验区植被
在金沙江干热气候条件下,加之人为影响严重,造
成本区植被呈现出干热稀树灌丛或稀树草丛景观,试验
地植被为干热河谷稀树灌丛,主要植物种类有余甘子
(Phyllanthus emblica)、黄荆(Vitex negundo)、车桑子
(Dodonaea viscosa)、扭黄茅(Heteropogoncontortus)、拟
金茅(Eulaliopsis binata(Retz)G.E.Hubb)等。植物多
具耐热抗旱的旱生形态。
3 材料与方法
3.1 实验内容
针对本区土壤肥力较低,而印楝幼树生长快,消耗
土壤营养物质较大,只有满足养分需求才能保障其正常
生长的要求,故对幼树开展补充施肥及施不同种类肥料
及配比对其生长影响效果的初步试验。
3.2 实验材料
3.2.1 实验幼树基本情况
实验林分选择造林1年后的幼树进行。实验幼树
造林时均采用60cm×60cm×60cm的穴状整地,造林前
每穴施10kg农家肥作底肥,造林苗木为1年生塑料容
器实生苗。
收稿日期:2013-02-17
作者简介:林兴贵(1955—),男,四川宁南人,工程师,主要从事森林培育工作
檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶

  (3)在马尾松中龄林林下栽植乳源木莲生长效应明
显。研究结果表明:间伐后套种乳源木莲(Mtk)。10年
间马尾松增加量与对照(Mck)比,平均胸径、平均树高、
单株立木材积分别增加45.7%、56.5%和47.9%。经
方差分析和多重比较:Mtk与 Mck处理间单株立木材
积间差异达到极显著水平,Mjc与 Mck处理间单株立
木材积间差异达到极显著水平。
参考文献:
[1]林 鹏.福建省闽江源自然保护区综合科学考察报告[M].厦门:
厦门大学出版社,2004.
[2]安徽农学院林学系.马尾松[M].北京:中国林业出版社,1982.
[3]康文星,田大伦.杉木人工林采伐后水源涵养和固土保肥效益损
失的评定[J].林业科学,2002,38(1):111~115.
[4]中科院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科技出版
社,1981.
[5]斯波系.森林生态学[M].赵克绳,译.北京:中国林业出版社,
1982.
[6]周东雄.杉木乳源木莲混交林凋落物研究[J].生态学杂志,2005,
24(6):595~598.
[7]周东雄.杉木乳源木莲混交林分特征与固土保水功能[J].福建林
学院学报,2004,24(1):68~71.
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2013年3月           Journal of Green Science and Technology              第3期