全 文 ：应用与环境 生物学报 l卯8 , 4 ( 2) : 141 一 14
C 耐月 . J . 沌即才. nE v `r o 月 . 召勿1 . 19 8
一肠一 2 5
杉木油桐仙人草复合经营模式的研究
张鼎华’ 范必有, 危林廷
(福建省林业科学 研究 院 福州
(
’ 福建省松溪县林委 福建 松溪
3 5X( X) 2 )
3 53 5X() )
摘要 从 19 1 一 19% 年对杉 木一油桐一仙人草复合经营模式进行 了研究 . 结果表明 : 复合经 营模式对防止水
土 流失 , 改善土壤肥 力 , 促进 杉木生长 以及节约营林投资和 提高经 济收人 , 均有 良好的效果 .
关健词 杉木 ; 油桐 ; 仙人草 ; 复合经营模式 ; 生态效益 ; 经济效 益
中图法分类号 5 727 . 3 十 5 791 . 27 + 57 94 . 3
A s T u 6 v
`
6
N T H E e o M P o u N n M A M
G EM E N T P A T T E朋 o F
C G月减几“ A L A N C E O L A Z该 A L E U R I Z万S
A N D M E S O 刊A
z H A N e n in h u a ,
,
r A N B i y o u Z & W E I L i n t i n扩
(
’ 凡甘蜘 凡 esr t吓 s e~ 加
`i`以 e , F u z h o u
( Z ro 。 `叮 c o~
: e o of so 移g 劣i co 咧 ) , F uj ia n
5X() 12 )
3 53 5的
A b s tr a e t hT
e e o m即 u n d m an a g e m an t p a t t e m , o f C~ i月gl 正a m必 坛cn eo 坛她
,
A le
ucor
fo idr i an d M es
o
na
e h i
-
n e邢站 w a s s t u d ie d for m 19 1 t o 19 6
.
hT
e er s u l t s s h o w e d th a t
,
i n e o m P a n s o n w i th e o n tr o l
,
ht i s Pa t e nr e fe
e -
it v e ly Per
v e n t e d 50 11 e or s i o n
,
i m P or v e d 5 0 11 fe irt l i t y a n d p r o m o et d th e g r的 r th o f Cun i l l召ha nua 坛nceo 如
a
·
5 1
-
mu lat
n eo u s l y
, th e p a t t e nr sa v e d m an
a g e m e n t in v e s tm e n t i n C
u n n in g h召m ia la n ￡ e o勿 at fo er s t , inc er a se d e e o n o m i e
i n e o me
,
an d
o b at in e d go d e e o log i
e al a n d
e e o n o 而 e be n e if t s .
eK y wo
r ds c un
n in召六a m 她 勿nce o坛她 ; Ale ur 瀚 fo idr i ; 脚 ` 口na e h , sn ` ; e o m即 u n d anI n a g e m e n t p a t et r n ; e -
e ol o邵 e al be n e if t ; e e o n o m i e be n e if t
杉木 ( C un成 gn ha m她 勿刀` e。坛句 )是 中国南方最重要的造林 树种之一 , 广泛分布于南方十 四省 , 人工造林历
史在一千年以上 。 由于杉木人工连续种植后会引起 土壤 肥力逐 渐下降 〔’ ) , 故人们选 择一些 经济作物 与杉木
间作 , 以有效在 维护地力 {卜 4 } . 杉木 一 油桐 ( A` ur es fo idr i) 复合经营模式在我 国具有悠 久的历史 , 其在 杉木
林 区复合经营 中占有较重要位置侧 . 仙人草又称凉粉草 ( 材“ ~ 。 h lne ns is )属唇形科多年生须根性草本
, 短茎
甸甸 , 节节生根 , 适应性较广 , 在 当年造林地能迅速繁殖 , 尔后随杉木郁 闭度的增大而 逐渐被淘汰 . 仙 人草
可制草冻 , 是消暑的优 良饮品 , 其高含量 的果胶被广泛 地作 为天然食 品添加剂 , 也是我 国 出 口 创汇品种 之
一 作者于 19 91 一 1996 年对杉木 ` 油桐 (对年桐 ) 一 仙 人草复合 经营模式 进行种植 、推广 、研 究 , 旨在正 确引
导林 农进行杉木的合理经营 , 保护地力 , 维护生态环境 , 提高生态效益和经济效益 .
1 试验地概况
试验地位于福建省松溪 县 旧县 乡林场 . 该地地处武夷 山脉的东南部 , 属中亚热带海洋性季风气候 , 年均
收稿 日期 : 一99 6一 12一 3 一 接受 日期 : 19 97 一06 一 15
* 现在通 讯地址 : 福 建师范大学生物工 程学院 福州 35 〕 I )
应 用 与 环 境 生 物 学 报 4 卷
温 6 1. 2℃ , 年均相对湿度 84 % , 年均降水量 1 890 ~
, 极端最低 、最 高温为 一 7 . 4 ℃和 38 . 2℃ . 试验 地海拔高
犯 o m , 位于坡长 56 m 的 山坡 中部 , 坡度 31 “ ~ 3 40 , 坡 向 S1E o0 一 20 “ , 土壤为片麻岩发育而成的山地 红壤 , 土
层 厚度大于 1 m . 试验地 的前茬 为常绿阔叶林 , 于 1 9驯) 年皆伐 , 当年 10 月 炼山 . 1 9 1 年 l 月种杉 ( C L , 密度
25 0 株 / hm Z ) , 随后直播油桐 ( A F , 密度 4 80 穴 / h扩 ) , 3 月在杉木一油桐林地上间种仙人草 ( M C ,密度 60 《X幻丛
/ hm Z )
.
2 研究方法
2
.
1 标准地设置
于 1991 年 l 月在 同一面坡上成对选择 相同坡位 、坡 向 、 坡度 的地 块 , 设 立杉木 一 油桐 一 仙人 草标 准地 与
C K (只种杉木 )标 准地 , 重复 2 次 , 标准地面积 20 m x 2 0 m , 并 在每一标准地 内设置一 个 or m x lo m 的径流
小 区 . 小 区 内外用高 60 C m (地上 ZO c m , 地下 4 O c m )的镀锌铁 皮隔开 , 下端设有倒 梯形 集水槽 , 槽下设 有容
积为 Z m x Z m x Z m 的积流池 , 用 以测定水土流失状况 . 并在每一标准地内 (径流小 区外 )采用多点取样法 ( 9
点 )分别采取 0 一 20 c m 、 20 一 4 0 c m 土样 , 混匀后 , 供试验室分析 .
2
.
2 测定和分析方法
每次 降雨后 , 测定积流池里的泥砂量和水量 , 并据此计算水土流失量 .
土壤理化 分析 , 微生物数量及酶活性分析均采用常规分析 法进行 〔, 一 7〕 .
3 结果与分析
3
.
1 水土流失且
仙人草是一甸甸性 的草本 , 其有较 为强大的根群 , 根 系分布一般 在 0 一 30 c m 土层 中 , 有很强 的固土能
力 . 从表 l 可看出 , 复合经营林分水 土流失 量大大低于 C (K 杉木纯林 ) . 仙人草在种植当年生长结束时 ( 10 -
1 月 )就可复盖地面 80 % 左 右 . 从种植 到生长结束 , 复盖度逐 渐增 大 , 因此在种植第 l 年 , 复合 经营林分还
是有较大的水土流失量 , 水和土 的流失量分别是杉木林分的 37 . 9 % 和 37 . 8% . 到了第 2 年 , 由于仙人草是多
年生草本 , 恢复生长快 , 一般 到 5 月份就能将地面全部复盖 , 加之这时油桐也有一定 的复盖度 , 所 以第 2 年
复合经 营林分 的水土流失 量大 大减 少 , 仅是杉木纯林林分 的 17 . 2% 和 4 . 6% . 到了第 4 和第 5 年 , 由于两种
林 分杉 木的郁 闭度都较大 , 因此水土流失量都较低 , 此时降雨期间或降雨后林地的地表径流都较小 . 但复合
经营林分 的水 土流失量仍大大低于 C K (杉木纯林 ) . 从表 1 可得出 , 造林 后 s a , 杉 木纯林共 流失土壤 35 . 1
口 hnl Z , 而复合经营林分流失 9
.
25 “ h时 , 后者仅 占前者 27 . 1 % . 说明复合经营模式可有效地防止水土流失 .
表 1 径流小 区水土流失工 ’
T ab l
e 1 T h e 50 11 e or s io n o f ur n o任 P lo t s
水土 流失 量 50 11 。 or s i o 。 (产。八 · hm 一 ’ )
小 区
lP
o st
19 1 19 2 19 3 19 9 4 1 9 5
水 W a t e r 水 w a t e : 土 50 11 水 Wa t e : 土 50 11 水 W a * e : 土 50 11 水 w a et : 土 50 11
C L A卜 M C 102 6 . 4
土 50 1
8
.
2 14 4 2 7
.
6 0 4 5 7
.
3 3 1
3 8 6
.
3 0
.
3 17 2 8 2
.
4 0
C K 2 7 0 8
.
9 2 1
.
7 2 5 2 4 8 6
.
3 10 1 165
.
4 1
.
9 7 1 84 5
.
8 0
2 6 9 2 8 0
.
6 0
.
2 5 8
65 9 6 2 3
.
8 0
.
4 2 6
开 表中数据 为二个重复的平均数 , CL 、 A F 、 M C 为杉木 、 油桐 、 仙人 草学名缩写 , 下 同 .
hT
e d a ta i n ta bl e a re t h e a
v e ra g e o f t、 0 r e伴 a t s . C L , A F , MC a re t he 曲b , v i a t i o n , 。 f uC n n i吧 ha 而 a l a刀 c e o ha a , A介浏 es fo rd i i a n d
叼山o na e h i肥舫站 re s p 改: t i v e ly . hT e sa m e 悦10 、 、
3
.
2 土壤肥力
土壤理化性状 从表 2 可知 , 复合经营林分 土壤与杉 木纯 林土壤相 比 , 其物理性状 和 化学性状 都
优于杉木纯林 , 表现在土壤容重较小 , 总孔隙度 和非毛管孔隙度较大 以及有机质 、 全 N 和速效养分 含量 等都
较高 . 南方山 地清理采伐迹地 的方 式通常采用炼 山 , 炼 山后林 地 由于采伐剩 余物的燃 烧而使林地 土壤 速效
2期 张鼎 华等 : 杉木油桐仙人草 复合经营模式的研究
养分 大大增加 [ ’ 〕 .但 由于林地没有及 时复 盖 , 加之林木根 系分 布范围小 , 吸收能力弱 , 速效养分 的增 加大部
分 通过水土流失而损失 . 复合经 营林分 由于仙人 草能较快复盖地表 , 从 而使这些养分免于流失 . 从表 2 还可
看出 , 复合经营林分土壤盐基总量较高 , 南方 山 地土壤 由于淋溶强烈 , 土壤 盐基高度不饱 和 . 土壤盐 基总量
的增加 , 表明土攘养分元素贮量和供应能力得到提 高圈 .
表 2 土坡理化性质状况 (分析时间 : 19 6 年 )
T ab l
e 2 hT
e 。 h e m ie al a n d p h y s ie a l p or 伴 rt se s of 50 11 ( a n al y s i s t im e , 19 6 )
标准地
lP o ts
土 层
肠y e sr
( d /
。 n l
)
容重
Bu l k
d e n s it y
( 尸 / g · 。 m 一 3 )
总孔隙度 非毛管孔隙度 有机质
oT at l N
o n e 叩11叨 0飞 a l l ie
即or s i l y ( % ) 脚哪 i ry ( % ) ( 。 / % )
全 N
oT 比】N
( 。 / % )
水解性 N 速效 P 速效 K
Hy d J I〕l y az b le A v a i labl
e P A v山 l翻 e K
N ( 。 / 一0 一 6 ) ( 。 / 一0 一 ` ) ( 。 / 10 一 6 )
盐基总量
B a习e
C o n t e D t
(
e
nor l / k g )
C -l A -F M C
C K ( C L )
0 ~ 2 0
2 0 ~ 4 0
0 ~ 20
20
~
40
0 9 2
1
.
! 9
1
。
1 0
1 2 8
5 6
.
7 2
5 4
.
1 1
5 3
.
08
5 0
.
16
巧 . 3 8
1 2
. 肠
1 1
.
7 8
9
.
82
0
.
165
0 1 13
0
.
14 8
0
.
09 8
! 30
.
8
8 6
.
1
102
.
3
65
.
8
5
.
25
3
.
18
3
.
2 6
2
.
0 3
8 9 8
70
.
4
70 2
7 1
.
3
3 14
2
.
08
2
.
5 4
1
.
6 9
川0187
3
.
2
.
2 土坡微生物数 t 土壤微生物数量的多寡 在很 大程度上能够表征 土壤肥力的状况 . 杉木林地进 行
复合经营后 , 由于种植 了油桐和仙人草 , 地上部分植被组成发生 了变化 , 加上林地耕作措施及 强度不 同 , 使
得土壤微生物数量和组成都 发生 了变化 (表 3 ) . 复合经营林分土壤各微生物类群 的数 量明显多于 C K 林分 土
壤 . 在地表 2 0 ~ 4 0 c m 土层 中 , 复合经营林分土壤还 出现 了细菌性 的纤维 素分解 菌 . 复合经营林 分土壤微生
物数量的增多与油桐 根系 、 仙人草根 系分泌物 , 部分 枯死根 系及 油桐枯 枝落叶 和林地 内较好 的水湿条 件有
关 , 其 数量的增多 , 对加速林地土壤养分转 化 , 维护地力 , 促进杉木生长是有利的 .
表 3
T a b le 3 叨 l e
土坡微生物 t ( n l/ 护· g 一 ’ , 分析时间 : 19 6 )
q u an r i t i
e s of 50 11 m ie or 比 , ( n / 103 · g 一 ` , 助 a ly s is t im e : l姚 )
标准地
lP o t s
土层
肠y e比
( d /
e m )
细菌
B ac t e ir a
真菌
F u n g
放线菌
固 N 菌
Aoz t ob ac et it a
纤维素分解
C e l lu l o ly t i
e
A e t i 好气
A e rD b i e
厌气
A n a e or b i e
细菌
B
a e et ir a
放线菌
A e t i n o m yc e s
硝化细菌
N i t ir fy i
n g
b a e t e ir a
月6乃18从2月74626二18歇C卜 A F一 M C
0,、ó0…U`6ō勺7,工C K ( CL )
0
~
20
20 一 40
O ~ 20
2D ~ 4D
10 872
.
4
4 32 8
.
0
6 53 7
.
6
20 8 7
.
8
120
. 三
3 6
.
4
80
.
8
18
.
4
150
.
6 16
.
8
8
.
2
8
.
0
6
.
9
1
.
2 6
0
.
3 8
0
.
4 2
0
.
0
24 5
5 4
.
6
6
.
7 2
.
0
.
5 8
0
.
24
O 28
0
.
12
3
.
2
.
3 土坡酶活性 土壤 中一切复杂 的生物化学过程都是在酶 的参与下进行 的 . 土壤的酶活性 是表征土
壤肥力 的重要指标之一 由于植被结构及耕作措施的 不同 , 使得两种 不同经 营类 型 林分 土壤 酶活性 差异甚
大 (表 4 ) . 在复合经营林分 土壤 中 , 无论 是氧化 酶系 (过氧 化物酶 、 过 氧化氢 酶 、 多 酚氧化酶 )还是 水解 酶系
(转化酶 、服酶 、磷酸酶 )的活性 都高于杉木纯林土壤 . 复合经营林 分土壤 酶活性的增强 , 表 明 了土壤生 物化
学过程较强 , 土壤熟化度较高 , 其有利于土壤养分的转化 、循 环 , 特别是土壤磷酸酶活性 的增强将有 利于提
高土壤磷素 的有效性 , 这对提高普遍缺磷 的南方 山地红壤 的供磷水平是有利的 .
表 4 土坡酶 活性 (分析时间 : 19 5)
aT b j
e 4 hT
e a e : i v i t ie s o f 50 11 e n z y n , e s (
a n al y s i s * im e
,
19 5 )
标准地
P】o t s
土层
肠 ye sr
( d / e m )
过氧化物酶
eP
r o x id a se
p u甲 u ir g a l l i n
(幼 / m g
·
g 一 ’ )
过 氧化 氢酶
C a at l a肥
0
.
1 m o l
K M
n
O4 ( m口 g )
多酚氧化酶 转化酶 脉酶 磷 酸酶
p o ly ph e
n o l o
x idas e In
v e rt a s e U潮 eS 外。 s ph a* a se
P
u
pr
u ir g al l i
n
0
.
1 m o l N -4H N
ph
e ,1 0
1
(幼 / m g
·
g 一 ’ ) N处姚0 3 ( m口 g ) ( , / m g · g 一 ` ) ( 。 / m g · g 一 ’ )
C L
一
A F
一
M C O一 20 26
.
8
14
.
2
18
.
2
1 1
.
6
C K ( CL )
.
17 8
.
06 3
.
4 56
.
0 3 7
4
.
0 2
2
.
0 7
3
.
17
1
.
54
19
.
6 3
8
.鲜
12
.
37
6
.
5 3
3
.
84
2
.
25
2
.
6 2
1
.
8 7
4QU6…戈了044D200ùùó200
14 4 应 用 与 环 境 生 物 学 报 4 卷
从上述的土壤理化性质 、微生物数量 、 酶活性 结果可 知 : 与杉木纯 林相 比 , 复 合经营林 分土壤肥 力得到
了维护和改善 , 其结果 势必促进 主要 目的树种杉 木的生长 .
3
.
3 林木生长状况
从表 5 可知 , 复合经营模式中杉木中杉林胸径生长 ( s a 龄 )比 C K 大 or . 0 % , 高生长 大 20 . 2% . 从表 5 还
可看 出 , 复合经 营林分 杉木冠长较短 , 这样 , 由树 高减去 冠长而得 出的枝下高就更大 . 复合经营林 分 由于有
油桐的侧方庇阴 , 在一定 程度上促进 了杉木的 自然整枝 . 枝下高的增加 , 有 利于提高林木 的干材 质量 .
表 5 不同经营类型林分生长状况 ( 19 6 年调查 )
aT b l
e 5 T h e 『 o叭 h e o n id t io n s o f th e fo er s t s i n wt o m a n铭 e me n t s ( i n v e s t i罗仁io n t in , e : 19 6 )
标准地
P l
o t s
组成
C
o m Po s i r i o n
d / e m h / m 覆盖度 密度 冠幅 冠长
C o v e ar 罗 (% ) D e n , i ty ( N / 卜m Z ) C or w n w idht ( m ) C ,
n l e n参 h ( m )
76
/
4、 J76注s/C L一 AF一 M C 8 . 92
5
.
80
/
8
.
1 1 5
.
2 6
2肠 8
礴4 6
}6 7 95
2 4 76 4
.
9
792860.lCFAMK
3
.
4 实施经济效益
复合经 营模式 的头 3 a 经 济效
益达到 6以 x )元 /hn产左右 , a 4 和 a s
分别 为 4x( 刃 元 / hn 12 和 3仪 x 〕元 / h扩
左右 ;而杉木纯林在前 3 a 不但没收
人 , 还要投 资 IX( x ) 元 h/ 时 · a 一 `左 右
(表 6) . 林业生产 周期较 长 , 杉木一
表 6 不同经营类型林分经济效益 ’
hT bl e 6 hT
e e e o n o m i e be n e if t s for m ht
e fo 比 s t s i n t w o m a n a g e m e n t s
标准地
P l
o t s
经济效 益 ( 元八m , · 。 一 ’ )
E
e o n o m i e be n e右t s ( y u an / h m Z · a 一 ’ )
19 4
C L 一 A F 一 M C
C K
19 1
54 75
一 10 50
19 3
6 23 8
一 45 0
` 表中负数表示投入 . hT e en , t i v e s i n t ab l e i n id e a t i n g i n v e s tm e n t s .
般要 25 a 左右才能产生 经济效益 , 因而解决林农的造林 、育林积极性问题的方法是以 耕代抚 , 以短养长 . 在林
地 中间作 收获期短 , 经济价值 高且不损害 土壤肥力 的植物是一条可行的途径 . 杉木 一 油桐 一 仙人草 复合经 营
模式中的仙人 草一般在种植前 3 a 长势旺盛 , 4 a 后 由于林 分郁 闭度增大 而逐渐衰退 . 在前 3 a , 仙人草每 a 可
收 干草 70 k岁 hm Z 左 右 , 是模式前 3 a 收人 主要来 源 . 杉木 的抚育一般连续进行 3 a( 造林当 a 与 Z a 每 盯2 次 ,
3 盯 l 次 ) , 复合经 营模式种植仙人 草对杉 木起了 以耕代抚 的作用 , 即节约了抚育 投资 , 又得 到了经济效益 . 模
式 中油桐一般在 3 a 开始结果 ( 4 ~ s a 为油桐盛果期 ) , 产量约 1 4 0 k岁 hm , · a 一 `鲜果 , 模式 的收人第 4 、 s a 来源
于仙人草和油桐 , s a 以后则 来源于油桐 . 这样 , 原本在 25 a 左右才能收回投 资 , 产生经济效益的林分 , 在造林
当年就可 收回 投资产生经济效益 (杉 木投 资 35 0 元 h/ 衬 上左右 ) , 而 且可维持 s a 的收人 , 做到 了 以 短 养长 ,
而且有效地防止 了水土流失 ,保护 了生态环境 , 提高 了土壤肥 力 , 促 进了杉 木生长 . 极 大地调动 了林农 造林 、
育林的积极性 .
参考文献
张鼎华 . 采伐迹地恢复阔叶林与人工栽杉土 壤肥力变化差异的初步研究 . 生态学报 . 19 3 , 13 ( 3 ) : 26 1 一 26
俞 新妥 . 杉木的棍农林业 . 生态学杂 志 . 19 1 , 10 ( 2 ) : 25 一 28
张鼎华 , 杨玉 盛 , 邹 双全 . 杉木套种砂 仁土 壤微 生物 区 系及其生 化特性和 土壤 肥力 变化的研究 . 林 业科学 198 , 24 ( 4 ) :
4 5 8 一 46 5
杨玉盛 , 俞 新妥 . 杉木 一 山苍子 一 作物复合经营模式土 壤肥力的研究 .林 业科学 . 19 3 , 2 9 ( 2) : 97 一 103
许光辉 . 土壤微生物分析方法手册 . 北京 , 农业 出版社 . 19 86
张万儒 , 许本彤 . 森林 上壤定位研究方法 . 北京 : 中国林业出版社 , j9 86
中国科学 院南京 土壤研究所 . 土壤理 化分析 . 上 海科技出版社 , 19 78
李庆这 . 中国红壤 . 北京 : 科学出版社 , 19 83