全 文 ：福 建 林 业 科 技 2( 2)
Jo u r o f F u i i
a n F o r e s t r y
4 4一4 7 1 5 9 9
S
e i 民 Te e h
杉木乳源木莲混交对地力影响的初步研究
陈善治 周东雄
( 沙县林业委员会 )
摘要 对 1 0年生乳源木莲与衫木的混交林及衫木纯林的林地枯枝落叶量及分解速率 、 土壤理化性质等进行
调查分析 。 结果表明 : 混交林结构林地物理性质优于杉木纯林 , 土壤水稳性团聚体组成多 , 土壤疏松多孔 ;
土壤有机质 、 全 N 、 全 P 分别比杉木纯林提高 1 2 . 2% 、 1 . 8%和 4 . 5% , 土壤速效养分 ( N 、 P 、 K ) 亦分别
提高 2 .9 6叼 、 10 · 5环 、 10 · 1% , 该混交对地力改 良有积极作用 。
关键词 乳源木莲 ; 杉木 ; 混交林 ; 地力改良
P r e l i m i n a r y R e s e a r c h o n E f f e c t s o f t h e M i x t u r e o f C h i n e s e F i r a n d
M a n g l i e 亡ia y 峥旧 n e n s i s o n t h e 5 0 11 F e r t i l i t y
C h e n S h a n z h i Z h o u D o o g x i o n g
( F o r e s t即 oC m沉 i亡t e ` of S h a 滋 a n C o项勿 )
A切 t r a c t T h e s u r v e y s a n d a n a l y s e s o f t h e g r o u n d li t t e r a m o u n t a n d i t s d e e o m p o s i t io n r a t e a s w e ll a s t h e 5 0 11
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T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e g r o u n d p h y s ie a l p r o p e r t y o f th e
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乳源木莲 (M . y uy ua en sn ls L a w ) 属木兰科木莲属树种 , 它曾是亚热带常绿阔叶林优势
树种之一 。 但长期的掠夺性砍伐 , 资源越来越少 , 现以野生状态残留南方林区 . 近 10 年来 ,
沙县等地开展了驯化研究 。 经营林实践证明 : 乳源木莲生长快 、 树干通直圆满 , 适应性强 , 是
珍贵的优 良用材树种 。 本文试图通过其与杉木混交这一新生态结构对林地土壤的影响进行研
究 , 探讨恢复 、 改 良土壤的效益 。
1 试验地概况
试验地位于沙县 ( 2 6 0 6 ,一 2 6 0 4 6 , N , 1 1 7 “ 3 2 ,一 1 1 8 0 6 , E ) 西霞 乡大元村 。 海拔高度 5 8 o m ,
属中亚热带大陆性与海洋性季风气候 , 年平均气温在 1 8 . 5℃左右 , 日均温 ) 10 ℃ , 年积温
5 7 1 0℃ , 年平均降雨量在 1 5 1 1一 1 6 0 o m m 之间 , 相对湿度 8 2% 。 霜期 2 2一 8 6 天 , 霜 日 2 0一
2 3天 , 雪日 6 天 , 生长期 31 4 夭 。
试验地于 1 9 8 3 年冬清理 、 炼山 , 按 6 0 e m x 6 o e m 又 4 o e m 块状整地 , 株行距 1 . 8m x l . 8m 。
收稿日期 : 1 9 9 4一 1 2一 0 9
第 2 期 陈善治等 : 杉木乳源木莲混交对地力影响的初步研究
翌年春用 1 年生杉木和乳源木莲苗木同时造林 。 林分郁闭前每年劈草 2 次 。
2 试验设计与方法
试验林分设杉木 、 乳源木莲 3 , 1和杉木纯林 (C K ) 2种处理 。 简单对 比试验设计 , 3 重
复 , 共有 6 小区 。 每小区面积 Z o m 丫 3o m 。
1 9 93 年对各标准地 内林木树高 、 胸径 、 密度 、 枝下高和冠幅等进行调查 , 分别在各标准
地采用 “ S ” 字形路线 , 多点 ( 5 点 ) 取土样 , 按 o一 2c0 m 、 20 一 4c0 m 分层取样 , 混交林下土
壤样品按比例取自杉木与杉木 间及杉木与深山含笑正中间 ; 同一标准地不同样点同一层土样
混均后 , 供室内分析 。 枯枝落叶现存量采用 l m x l m 小样方收获法 , 各标准地内均机械安放
l m
2 的凋落物收集器 8 个 , 分解速率用半分解 ( F ) 与腐殖质 ( H ) 对枯枝落叶 ( L ) 的比率间
接计算 。 土壤理化分析方法 〔 ,〕 : 土壤容重和水分物理性质用容量圈法 。 土壤水稳性团聚体用机
械筛分法 。 有机质用硫酸重铬酸钾法 。 全 N 用凯达尔法 。 全 P 用铝锑抗 比色法 。 水解 N 用蒸
馏滴定法 。 速效 P 用盐酸一氟化按法 , 速效 K 用苯硼钠 比浊法 。 水解性总酸度用醋酸钠淋洗
法 。 活性酸用电位计法 。
3 结果与分析
3
.
1 枯枝落叶量及分解速率
3
.
1
.
1 枯枝 落叶量 森林凋落物对林木营养循环和地力的改善至关重要 。 经测定 (见表 1 ) 10
年生混交林的年凋落物总量为 1 3 . 1 5 t/ h m Z , 其中乳源木莲 8 . 32 t h/ m , , 占 63 . 3% ; 杉木 4 . 8 3 t /
h m
Z , 占 3 6 . 7% ; 杉木纯林的年凋落物总量为 6 . 3 4 t h/ m Z , 其中枝量 3 . 1 9t/ h m Z , 占 50 . 3%叶
量占 49 . 7纬 。 乳源木莲年凋落物单株量是衫木纯林中杉木单 株的 5 . 3 倍 , 枯枝落叶现存量混
交林为对照的 3 倍 。 为林地土壤有机质的积累 , 提供了丰厚的物质基础 。
表 1 混交林及其杉木纯林枯枝落叶量 ( 10 年生 )
年凋落物总量
( t /h m
Z )
现存量 ( t / h m ’ )林分类型 样本数 n
F H L
混交林
杉纯林
9
.
6 6
4
.
8 3 0
.
0 7 0
.
1 9
混交林 、 衫木纯林年凋落物总量经 t 值检验结果表明 : t 一 21 . 47 > ot . 。 , 一 9 . 9 25 , 两者间存
在极显著差异 。
3
.
1
.
2 分解速率 从表 l 数据可以看 出 , 同期混交林与杉木纯林半分解和腐殖质的数量对枯
枝落叶数量的比率分别为 2 . 7 6 、 0 . 0 8 1 。 可见乳源木莲枯枝落叶分解 比衫木快得多 , 这对地力
维护有利 。
.3 2 土壤物理性质
从对混交林地土壤物理性质的分析结果见 (表 2 ) , 混交林与杉木纯林相比 , 土壤物理性
质有了改善 。 土壤容重值有较大幅度的降低 , 混交林 比衫木纯林表土层土壤容重降低 2 , 62 肠 ,
2 0一 4 c0 m 土层也有同样的趋势 。 土壤容重大小主要取决于土壤结构和垒结状况 , 其可作为土
壤坚实度的指标 , 土壤容重值的增大 , 表明该土壤结构和垒结状况变差 , 紧实度增加 ; 乳源
木莲与衫木混交使林地土壤疏松 , 为林木根系的扩展延伸创造了有利条件 。
从表 2 还可以看 出 , 土壤毛管孔隙与非毛管孔隙也都有增加 , 且毛管孔隙与非毛管孔隙
福 建 林 业 科 技 第 2 卷
的比例也较为适当 。 混交林地土壤非毛管孔隙占总孔隙的 20 写左右 。 增加了林地有较好的保
水蓄肥能力和林地有 良好的通气性能 。
表 2 混交林及其纯林土壤水分物理性质
林分类型 土层厚度 (c m ) 容量 ( g /c m 3 ) 总孔隙度 (环 ) 毛管孔隙 (写 ) 非毛管孔隙 ( 纬 )
混交林
杉纯林
0一 2 0
2 0一 4 0
0一 2 0
2 0一4 0
1
.
15 0
1
.
21 0
1
.
1 8 1
1
.
3 6 0
5 8
.
1
5 3
.
1
5 4
.
8
4 8
.
0
4 7
.
3
4 5
.
9
4 6
.
5
4 4
.
5
1 0
.
8
7
.
2
8
.
3
4
.
8
土壤 团聚体性状是影响土壤肥力的一个重要因素 , 其在一定程度上 乃至在很大程度上改
变了土壤物理机械性质和水 、 肥 、 气 、 热状况的影响 。 从表 3 可以看 出 , 混交林 。一 2 c0 m 土
层 > 0 . 25 m m 的水稳性团聚体含量达 76 . 82 % , 比杉木纯林增加 2 6 . 5 6肠 , 而表征土壤团聚体
稳定性的结构体破坏率混交林为 1 6 . 59 写 , 比杉木纯林降低 34 . 6肠 . 同样 20 一 40 o m 土层也是
混交林优于杉木纯林 。 表 明混交林林地不仅土壤团聚体数量增加 , 而且团聚体的稳定性加强 。
表 3 混交林及纯林土壤团聚体组成
林分
类型
取样
地点
土层
( e m )
颗粒大小 (粒径 m m )
2一 1 1一 0 . 5 0 . 5一 0 . 2 5
飞二一勺ó叮目工J绳- ,. -导一引民吕巧)6七`一é、l乏自了nó忍一刀3.98匕é一QU.一民Jōb飞U一1人,l1
435一32851.2刃一.322西霞乡 。一 20
5一 2
1 2
.
17
衫纯林
大元村 20 一 4 。
1 3
.
3 1
3 0
.
8 0
1 2
.
5
西霞乡
混交林
大元村
0一 2 0
2 0一 4 0
9
.
2 1
1 0
.
8
9
.
82
1 1
.
5 3
1 8
.
5 6
1 1
.
5 1
8
.
5 1
9
.
9 2
1 9
.
82
8
.
5 1
些理草
7
。
7 3
二二
6
.
0 1
结构体破
< 。 . 25 坏率 (纬 )
黑 25 ’ 3 8黑 3。· “碧 ` 6· 5 ,黯 2 6” 8
516一4852.2813一50244
3
.
3 土壤化学性质
由针叶树杉木和 以乳源木莲组成 的针阔人工混交林与杉木林比 , 其枯枝落叶归还量 、 养
分分解速率 、 生态环境等不同 . 导致林分养分贮量及养分循环差异较大 。
从 表 4 看 出 , 该混交林表层土壤有机质 、 全 N 、 全 P 比杉 木纯林分别提 高了 12 . 2叼 、
n
.
8环和 4 . 5 % , 2 0一 40 c m 土层土壤亦有增加 , 产生这些差异的原因是乳源木莲通过大量的
枯枝落叶将有机物质 、 氮素和各种灰分元素归还并集中于土壤表面 。 底层土壤有机质 、 全氮 、
全磷的提高与根系活动和淋溶有关 。
表 4 混交林及其纯林化学性质比较
林分类型 取徉地点 土层
( e m )
有机质
(写 )
全 N
( % )
全部
( % )
水解 N
( 1沐 1 0 一 “ )
速效 P
( 1 X 1 0 一 ` )
速效 K
( I X 1 0 一 “ )
混交林 西霞乡大元村
西霞乡
大元村
0一 20
2 0一 4 0
3
.
53 0
2
.
7 9 6
0 1 4 2
0 1 0 7
0
.
0 4 6
0
.
0 4 2
1 2 8
.
5
8 6
.
7
1 0 5
.
8
9 3
.
5
杉纯林 0一 2 0
2 0一 4 0
3
.
1 4 6
2
.
5 6 5
0
.
1 2 7
0
.
0 9 1
0
.
0 4 4
0
.
0 3 9
9 8
.
8 3
.
9 9 6 1
8 1
.
5 3
.
2 9 0
.
0
从表 4 还可以看出 , 混交林中的枯枝落叶经 各种土壤微生物分解转化后 , 补充给土壤的
氮 、 五氧化二磷 、 氧化钾等速效养分比杉木纯林分别提高 2 9 . 6沁 、 10 . 5 %和 10 . 1沁 , 水解氮
增加幅度最大 。
第 2 期 陈善治等 : 杉木乳源木莲混交对地力影响的初步研究
土壤酸碱度是影响土壤肥力的重要因素之一 , 混交林无论是活性酸和潜在酸其酸度都 比
杉木纯林小 (见表 4 ) , 这是混交林土壤的灰分元素含量高的缘故 。 南方红壤富含 eF 、 lA , p H
越小 , 土壤中的磷紊越容易被土壤中的 F e 、 A l 结合形成不 易吸收利用的磷酸铁 、 铝 。 土壤中
的速效氮是从土壤中有机物质经微生物分解而来的 。 而微生物的活动在 p H 比较接近 6 . 5一
7
. 。 时活动最旺盛 . 乳源木莲与杉木混交林能使土壤酸度降低 , 有利于土壤 N 、 P 、 K 的活化 。
3
.
4 根系的空间分布格式
经对标准木根系的调查 , 杉木和乳源木莲都是既无明显垂直主根 , 也无发达的水平骨骼
根 . 其混交林幼龄阶段杉木 、 乳源木莲各自为中心在水平方向约 5 0c m , 垂直方向 。一 3 0c m 空
间 , 细须根穿插 、 挤压 、 分割和盘结 , 形成根网络 , 吸收水分和养分互不干扰 。 随着林龄的
增大 , 杉木对养分需求增加 , 而 区域内土壤养分供应不足 , 表现在杉木根系向外 、 向下延伸
扩展 . 10 年生混交林根系 , 从垂直分布看 , 杉木 比乳源木莲深 , 在水平方向两树种细须根已
经相互穿插 , 交错盘结 。 这是乳源木莲与杉木混交根 系分布的主要特征之一 。 混交林比杉木
纯林能够更有效地保护水土和利用地力 。
综上分析 : 乳源木莲与杉木混交后 , 林地枯枝落叶多 , 分解迅速 , 改善了土壤物理性质 ,
土壤结构疏松 、 多孔 , 提高了土壤中有机质等养分的积累 , 土壤水 、 肥 、 气 、 热比较协调 。 乳
源木莲是一种自肥 、 培肥和改土效益较好的树种 , 而且两树种混交后林木生长比纯林好 (表
5 )
. 经 t 值检验 (t ~ 50 . 89 > t o . 。 ,~ 9 . 9 2 5 ) 两者立木材积生长量间有极显著差异 。 目前由于单
纯营造针叶树 , 许多地方出现了杉木连栽现象 . 而导致衫木林地生产力下降的情况下 , 营造
混交林改善了林地肥力 , 对防止杉木连栽地力衰退具有现实意义 .
表 5 10 年生混交林及杉木纯林生长情况
林分类型 调查地点 树种 现存株数
(株 / h m ’ )
胸 径 树 高
( c m ) ( m )
林分蓄积
(m , / h m Z )
)
O曰匕」旧写引只3仓7:2别混交林 西阻乡
大元村
西彼乡
大元村
木莲
杉木
9
.
1 6
.
8
9
.
3 7
.
2
1 7
.
4 8 6 5
6 2
.
3 4 0 1
总蓄积量
( m
, / h m Z )
7 9
.
8 2 6 6
杉纯林 杉木 0 7 0 . 0 6 3 2 7 0 . 0 6 3 2
4 小结
杉木与乳源木莲混交 , 增加了枯枝落 叶量 , 积累了较多的土壤腐殖质 , 改善了土壤物理
性状 , 形成较多的水稳性团粒结构 , 土壤疏松 、 多孔 , 容重较小 , 总孔隙度较大 , 毛管和非
毛管孔隙的比例适当 。 同时提高了土壤养分 , 有机质 、 全 N 、 全 P 、 水解 N 、 速效 P 、 速效 K
分别比杉木纯林提高 12 . 2写 、 1 . 8 % 、 4 . 5% 、 29 . 6% 、 10 . 5写和 10 . 1肠 , 土壤酸度降低 。 而
且增加 了立木材积生长量 , 提高了林地生产力 。
参 考 文 献
中科院南土所 . 土壤理化分析 . 上海科技出版社 , 19 81 · 72 一 1 26
土盆崎正 雄 . S t u d y o f H u m u s L y e r 压 一 C o m p o , i t io n ( l ) : I f f e e t o f [h i n n i n g a n d f e r t i liz e r , u p p l y o n t h e h u -
m u s L a y e r d
e e o
m p
o , i t io n o f P i
e e a Je , o e n , 15 , t e ,记 . B u l l , G o r · F o r · E x P · s r a . 1 9 7 7 , 2 9 0 : 1 5一 3 3
盛炜彤等. 福建柏 、 杉木及其混交林生长生态效益研 究. 林 业科 学· 1 9 9 2 , 28 ( 5) : 4 03