全 文 ：文章编号:1000-2286(2003)03-0379-04
马尾松檫树混交林生物量及
水源涵养研究
雷 泽 兴
(福建省国有南平市郊 教学林场 ,福建 南平 353000)
摘要:对马尾松檫树行状混交林 、马尾松纯林及檫树纯林乔木层生物量 、地上部分持水量 、土壤渗透性能及贮
水能力对比研究 ,结果表明 , 马尾松檫树混交林生物量大于马尾松纯林和檫树纯林 ,混交林地上部分持水量
大 ,土壤渗透性和贮水能力强 , 其综合水源涵养能力强于马尾松纯林和檫树纯林。
关键词:马尾松;檫树;混交林;纯林;生物量;水源涵养
中图分类号:S725.2;S791.248　　文献标识码:A
A Study on the Biomass and Water Conservation of Mixed Forest
of Pinus massoniana and Sassafras tzumu
LEI Zhe-xing
(National Nanping Suburb Teaching Fo restry Farm , Fujian Province ,Nanping 353000 , China)
　　Abstract:The results of the comparative study of the biomass above-ground , water-storage capaci-
ty , soil penet rating capacity and soil w ater-storage capacity of the mixed forest of Pinus massoniana and
pure fo rest of Sassafras tzumu and the pure forest of Pinus massoniana and Sassafras tz umu show ed that
the biomass of the mixed forest was larger than those of the pure forests respectively;the w ater-storage
capacity of the above-ground biomass , the soil penetrating capacity and soil w ater-storage capacity of the
mixed forest were all large.In o ther wo rds , the comprehensive w ater conservat ion capacity of the mixed
forest w as larger than those of the pure forests respectively.
Key words:Pinus massoniana;Sassafras tz umu ;mixed forest ;pure forest ;biomass;water conservation
马尾松(Pinus massoniana)是福建省重要用材树种和主要的制浆造纸树种。马尾松对立地要求不
高 ,能在干旱 、瘠薄的土壤上正常生长 ,具有“先锋树种”的美称 ,其生长迅速 ,产量高 ,深受山区林农的喜
爱[ 1] 。长期以来 ,由于连续大面积营造以马尾松 、杉木为主的针叶林 ,导致林分生产量不断下降 ,林地
生产力衰退 、土壤退化 、病虫害发生等严重的生态恶化问题 。针叶林产生的不良后果已引起林业界极大
关注 ,树种结构调整研究成为近年来热门的课题。檫树(Sassafras tzumu Hemsl)是较为适生的优良用
材树种 ,前期生长快 ,喜光 ,林下枯落物丰富 ,枯枝落叶分解快 ,对提高土壤肥力 ,特别是改善针叶树多代
连栽引起的地力衰退具有重要作用 。与马尾松混交对改善地力 ,提高林分营养空间利用率 ,增加林产品
和林副产品数量和质量 ,增强林分抗水灾和病虫害能力 ,提高森林防护性能等都具有重要作用[ 2] 。本
收稿日期:2002-11-25
作者简介:雷泽兴(1963-), 男 ,工程师 , 主要从事营林植保研究。
第 25卷第 3期 江 西 农 业 大 学 学 报 Vol.25 ,No.3
2003年 6月 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis June ,2003
DOI :10.13836/j.j jau.2003089
文通过对 7年生马尾松檫树行状混交林 、马尾松纯林及檫树纯林的林分生物量 、林分地上部分及土壤涵
养水源作用进行研究 ,为大力提倡营造马尾松檫树混交林提供科学依据。
1　试验地概况
标准地设在福建省国有南平市郊教学林场九潭工区 ,位于东经 118°07′30″,北纬 26°35′30″,属于亚
热带东南季风气候 ,年均降雨量 1 720 mm ,4 ～ 6月为雨季 , 7 ～ 9 月属旱季 ,无霜期 300 d以上 ,年平均
气温 19.5 ℃,绝对最高气温41 ℃,绝对最低气温-6.3 ℃。土壤质地为黄红壤 ,林下灌木有黄瑞木 、乌
饭 、杜鹃等 ,林下地被物有五节芒 、芒萁骨 、观音座莲等 。
2　研究方法
标准地采用随机区组设计 ,设置马尾松纯林 、马尾松檫树行状混交林及檫树纯林标准地 3块 , 3个
重复 ,每块标准地面积 20 m×20 m ,对各标准地进行每木检测 、林下植被及土壤调查 ,分树种选择标准
木。
2.1　乔木层生物量测定
以林分平均高和平均胸径两个指标在各标准地内选择不同树种标准木 ,按照 Monsi分层切割法测
定每一标准木。以 2 m 为一区分段 ,分别称取各段干重 、枝重 、叶重等各器官鲜重 。根系采用壕沟全挖
法 ,分根桩 、粗根及细根称重[ 3] 。
2.2　林分各层次持水能力测定
林冠层按随机原理抽取标准枝条(带叶),采用“浸水法”称量求算;林下植被层和死地被物层采用
“样品收获法”和“浸水法”来称量求算;土壤渗透能力和持水能力 ,采用环刀法分层取土样测定 ,测得土
壤渗透速度和系数 ,以及 0 ～ 40 cm土层的排水能力和最大持水量[ 4] 。
3　结果与分析
3.1　马尾松纯林 、檫树纯林及马尾松檫树混交林生物量
表 1　林分生物量比较
林分
类型 树种 比例
林分密度
/株·hm-2
地上部分/ t·hm-2
干 枝 叶 总计
地下部分/ t·hm-2
根桩 根 总计
纯林 马尾松 2 505 17.52 12.63 14.70 44.85 4.05 7.65 11.7
纯林 檫树 2 505 15.92 7.16 9.07 32.15 3.81 6.58 10.39
混交林 马尾松
1∶1 1 255 18.85 12.29 9.86 41.00 3.77 3.51 7.28檫树 1 250 10.67 7.04 5.93 23.64 2.87 3.18 6.05
树种间关系协调的混交林利用营养空间充分 ,林分生长迅速 ,生产力高 ,生物量大。从马尾松纯林 、
檫树纯林及马尾松檫树行状混交林生物量测定结果看出 , 3种林分类型中 ,以混交林的生物量最大 ,其
总生物量高达 77.97 t/hm2 ,比同密度的马尾松纯林提高 37.87%,比檫树纯林提高 75.06% 。由于马
尾松为强阳性树种 ,处于主林冠层 ,檫树幼树耐庇荫 ,在混交林中受到马尾松的侧方遮光作用 ,二者之间
互利共生 ,混交效果明显 。从各器官的组成看 ,混交林与纯林中 ,各器官的生物量由大到小的顺序为:主
干>枝>叶>根>根桩。而各林分枝叶总生物量均大于主干 ,表明林分处于幼林生长时期。
3.2 林分水源涵养
森林植被具有巨大的涵养水源和保持水土功能。不同林分 ,由于各树种生物学特性和生态学特性
的不同 ,以及林冠层 、下木活地被物层 、凋落物层结构的差异 ,从而形成森林群落水源涵养的差异性 。
3.2.1　林分地上部分水源涵养作用　降雨时 ,林冠层是森林截留降水的第一个层次 ,而林冠层截留能
380 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 25卷
表 2　各种林分类型地上部分持水量 t/ hm2
林分类型 林冠层 活地被物层 枯枝落叶层 总计
马尾松纯林 7.291 1.936 1.508 10.735
檫树纯林 5.106 1.372 1.184 7.662
马尾松檫树混交林 9.617 3.045 2.473 15.135
表 3　各林分类型土壤渗透能力 mm/ min
林分类型 渗透速度初渗值 稳渗值
渗透系数 K 10
初渗值 稳渗值
马尾松纯林 5.76 3.18 3.71 3.39
檫树纯林 13.92 11.41 11.85 9.06
马尾松檫树混交林 18.30 20.53 16.24 17.26
力的大小是由林分枝叶的生物量 、叶面积指数和持水率所决定的 。林分持水量差异与林分特性有关 ,由
林分地上部分持水量测定结果(表 2)表明 ,马尾松檫树混交林地上部分持水量最大 ,为 15.135 t/hm2 ,
马尾松纯林其次 ,檫树纯林最小 。3种林分类型林冠层持水量表现出相同的大小排序 ,其原因在于混交
林种间关系协调 ,种间互补优势得到充分发挥 ,林冠层生物量较两种纯林大 ,因此 ,其林冠层的持水量较
大。而马尾松和
檫树两种纯林由
于林冠层生物量
相对较小 , 叶面
积指数也较小 ,
所以持水量性能
较低 。
活地被物层是森林对降水截留的第二作用层 。马尾松与檫树行状混交林树种间互利共生 ,林内小
生境适宜 ,林下植被种类繁多 ,生长比较旺盛 ,其总体持水能力强 。从表 2看出 ,混交林下活地被物持水
量(3.045 t/hm2)比马尾松纯林和檫树纯林下活地被物持水量分别高 57.28%和 121.94%。
枯枝落叶层是森林水源涵养的重要组成部分 。森林凋落物覆盖地表 ,不仅截留降水 ,而且可以防止
雨水对土壤表面直接冲击 ,起着减缓径流冲刷土壤的作用。并且 ,枯枝落叶经微生物分解形成的腐殖
质 ,使土壤颗粒团聚化 ,改善了土壤结构 、孔隙状况和渗透性能。马尾松檫树混交林下枯枝落叶层的持
水量最大(2.473 t/hm2),与马尾松纯林和檫树纯林林下枯枝落叶层持水量相比较 ,分别高 63.99%和
108.87%。
3.2.2　土壤层的涵养水源作用　林地土壤是森林涵养水源的重要场所。降雨进入森林时 ,由于受到林
冠层 、林下植被层和枯枝落叶层的阻挡作用 ,降水对土壤的冲击大大被减弱 ,从而减少了地表径流强度
和土壤结构受破坏程度 ,大部分降水沿土壤孔隙下渗 ,暂时贮存于土壤孔隙中。土壤对降雨的调节能力
包括对降雨动态和静态的调蓄能力两个方面 ,亦即降水的渗透能力和土壤的贮水能力。
土壤的渗透能力是土壤重要的物理性质 ,它体现土壤渗透性能的优劣 ,与土壤的容重 、孔隙度 、结
构 、有机质含量 、排水能力等关系密切。土壤渗透能力用 10 ℃时土壤稳渗系数 K10来表示。从林地土
壤0 ～ 20 cm 土层的渗透测试结果看出(表 3):马尾松与檫树混交林的稳渗速度和稳渗系数都最大 ,分
别达 20.53 mm/min和 17.26 mm/min ,檫树纯林其次 ,马尾松纯林最小。混交林土壤渗透性强的原因
在于混交林林分结构合理 ,枯枝落叶层丰富 ,凋落物分解后形成的腐殖质含有丰富的营养物质 ,增加了
土壤有机质 , 并使
土壤容重降低 ,孔
隙度增加 ,因而提
高土壤的渗透性
能。可见 ,合理的
混交能改善土壤的
水分物理性状。
土壤对降水贮存能力的大小 ,主要受到土壤毛管孔隙和非毛管孔隙 、土层厚度及土壤类型影响 ,土
壤毛管孔隙越多 ,土壤贮水能力就愈强 。对 3种林分类型土壤贮水能力测定结果表明(表 4),混交林 0
～ 40 cm土层的贮水量为 130.65 mm ,优于马尾松纯林(101.44 mm)和檫树纯林(123.32 mm),其最大
持水量 、毛管持水量也较强 ,混交林土壤综合的水源涵养能力最强。
4　结　论
马尾松属于喜光的强阳性树种 ,而檫树幼林比较耐荫 ,马尾松与檫树行状混交林种间关系协调 ,充
381第 3 期 雷泽兴:马尾松檫树混交林生物量及水源涵养研究
分利用营养空间 ,混交林的生物量比相同密度的马尾松纯林和檫树纯林大 。马尾松檫树混交林内小气
候条件适宜 ,林下植被生长茂盛 ,枯枝落叶量丰富 ,混交林地上部分持水量大于马尾松纯林和檫树纯林。
混交林由于凋落物数量大 ,且分解快 ,土壤腐殖质层厚 ,具有团聚体土壤结构 ,土壤孔隙度大 ,渗透性能
好 ,而且混交林地土壤贮水量大 ,保水能力强 。因此 ,马尾松檫树混交林综合涵养水源能力比马尾松纯
林和檫树纯林强 。
表 4　不同林分类型土壤贮水能力
林分类型 土壤层次/ cm
最大持水量
/ %
最小持水量
/ %
毛管持水量
/ %
贮水量
/ mm
马尾松纯林 0～ 20 50.656 31.47 46.33 56.65
20 ～ 40 47.32 29.18 40.25 45.09
檫树纯林 0～ 20 60.50 48.74 58.69 62.78
20 ～ 40 51.76 32.96 43.80 60.54
马檫混交林 0～ 20 57.16 33.05 49.57 69.29
20 ～ 40 50.82 24.61 35.44 61.36
参考文献:
[ 1] 安徽农学院林学系.马尾松[ M] .北京:中国林业出版社 , 1982.
[ 2] 孙时轩.造林学[ M] .北京:中国林业出版社 , 1990.
[ 3] Monsi.植物群落数学模型[ A] .植物生态学译丛[ C] .北京:科学出版社 , 1974.123 ～ 144.
[ 4] 张万儒.森林土壤定位研究法[ M] .北京:中国林业出版社 , 1986.
382 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 25卷