全 文 : 2015年8月 Journal of Green Science and Technology 第8期
收稿日期:2015-06-01
作者简介:陈基泗(1963—),男,福建尤溪人,工程师,主要从事营林生产和林政工作。
杉木与钟萼木混交造林试验初步研究
陈基泗
(福建省建宁县林业局,福建 建宁354500)
摘要:运用杉木与钟萼木行状混交以及杉木纯林对照开展了杉木钟萼木混交造林试验,结果表明:杉木钟
萼木混交林与杉木纯林相比,杉木的平均树高、平均胸径、平均单株材积和单位蓄积量都有一定程度的增
加,混交林土壤的水稳性团聚体和团聚体含量提高,土壤形成较好的团粒结构,土壤疏松透气,土壤中的有
机质、水解性氮、速效磷和速效钾等养分含量增加。
关键词:杉木;钟萼木;混交林;土壤肥力;生长量
中图分类号:S791 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2015)08-0047-03
1 引言
杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.)Hook)是
我国南方山区广为造林的速生用材树种,由于生长快、
干形好、木材用途广,南方林区种植面积大。但由于杉
木连栽容易造成地力和林分生产力下降,纯林又经常发
生病虫害等问题,因此,杉木林经营逐渐提倡混交造林,
特别是采用与阔叶树种混合种植以改善人工林结构和
地力状况,同时促进杉木林生长,常见的伴生树种有火
力楠、木荷等[1,2]。钟萼木(Bretschneidera sinensis)是
伯乐树科伯乐树属落叶乔木,中国特有一级保护树种,
其树干通直,纹理直,色纹美观,为优良家具用材。钟萼
木粉红色花序极为艳丽,蒴果红褐色,观花观果效果非
常好,是既可用材又可观赏的珍贵园林树种。2006年
在建宁县黄坊乡杉木马尾松混交林采伐迹地上进行了
杉木与钟萼木混交造林试验,旨在探索杉木与钟萼木混
交的可行性,同时为杉木人工林的可持续经营提供
依据。
2 试验点概况
试验点位于建宁县黄坊乡,地理坐标为北纬116°
35′~116°59′,地处武夷山脉中段,建宁县北部,地处高
山丘陵地带,境内三条溪流组成自然水系。东临本县溪
源乡、泰宁县大田乡,西南接本县溪口镇、金溪乡,北与
江西省黎川县樟溪乡、西城乡毗邻,乡所在地距县城23
km。气候属于中亚热带大陆性季风气候,境内雨量充
足,年均降雨量达到1 727mm,气候宜人,年均气温
15℃,无霜期260d左右。试验地设在黄坊乡63林班5
大班2小班,海拔450m,Ⅲ类地,黄红壤,土层厚度80
cm以上,造林地前身为杉木马尾松混交林,主要植被有
芒萁骨、拔契、桃金娘等。
3 研究方法
3.1 试验设计
2006年3月,在黄坊乡63林班5大班2小班杉木
马尾松混交林采伐迹地上营造杉木钟萼木混交林,杉木
与钟萼木的混交比例为2∶1,行状混交,杉木纯林对
照,试验小区在山坡上沿上、中、下坡随机排列设置,试
验设计随机区组,三次重复,每个坡位两块小区,每小区
面积20m×20m。造林前对采伐迹地劈草炼山块状整
地,株行距1.8m×2m,造林当年抚育措施为全面劈草
扩穴培土,造林后第二、三年抚育为全面劈草。
3.2 试验资料收集
3.2.1 生长量测定
每年对试验林分树种每木调查,测定每株树的高度
和直径(地径或胸径),统计成活率,计算平均单株材积
和蓄 积 量。杉 木 平 均 单 株 材 积 =0.000058061860
D1.9553351 H0.89403304,钟萼木平均单株材积=0.00005276
D1.882161 H1.009317,单位面积蓄积量=平均单株材积×单
位面积株数。
3.2.2 土壤肥力测定
2014年12月,在每个试验小区内按“之”形路线随
机设置4个土壤剖面,每个剖面按0~20cm、20~40cm
分层,用环刀采原状土作物理性质测定,另用自封袋装
每层约500g土样用于化学性质测定。土壤物理—化
学性质测定方法参照文献[3,4]。
4 结果与分析
4.1 杉木钟萼木混交林和杉木纯林生长分析
2014年底,对2006年造林的杉木钟萼木混交林和
杉木纯林进行生长量调查,结果见表1。可知混交林中
杉木的平均树高、平均胸径、平均单株材积、单位蓄积量
以及林分总蓄积量都略大于杉木纯林,分别提高了
10.52%、15.56%、44.90%、2.64%和11.48%,经过方
差分析,混交林中杉木与杉木纯林的平均单株材积差异
达到显著水平,其它生长因子差异不是很大,说明杉木
与钟萼木混交能增加杉木林的产量,促进杉木生长。杉
木与钟萼木混交后生长量增加的原因可能是一方面钟
萼木为落叶乔木,凋落物分解使土壤及时获得养分补
充,杉木得到营养供应生长加快,另一个原因是钟萼木
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陈基泗:杉木与钟萼木混交造林试验初步研究 植物与植被
表1 杉木钟萼木混交林生长量
林分类型 树种组成 现存数量/(株/hm2) 平均树高/m 平均胸径/cm 平均单株材积/(m3/株) 单位蓄积量/(m3/hm2)
杉木混交林
杉木 1700 4.2 5.2 5.26×10-3 8.94
钟萼木 800 2.6 2.8 0.96×10-4 0.77
杉木纯林 杉木 2400 3.8 4.5 3.63×10-3 8.71
注:FH=3.55,FD=6.07,FV=8.13*,F总蓄积=5.62,F0.05(1,4)=7.71,F0.01(1,4)=21.2
生长慢于杉木,这就使混交林中杉木地上部分有较为充
足的生长空间,在一定程度上加速了杉木生长。
4.2 杉木钟萼木混交林和杉木纯林土壤肥力分析
根据杉木钟萼木混交林和杉木纯林土壤结构组成
和结构体破坏情况测定结果(表2),混交林土壤>0.25
mm的水稳性团聚体(湿筛)和团聚体(干筛)含量达到
57.89%和63.60%,比杉木纯林分别增加了14.86%和
11.29%,而结构体破坏率降低了19.61%,说明杉木钟
萼木混交林土壤结构较好,可见,杉木与钟萼木混交有
利于土壤团粒结构的形成,这可能与两个树种根系分布
差异以及钟萼木落叶对土壤的改良作用有关。
表2 不同类型林分土壤团聚体组成(0~20cm)
林分类型
团聚体大小/mm
>5 5~2 2~1 1~0.5 0.5~0.25 >0.25 <0.25
结构体破坏率/%
杉木钟萼木混交林 8.16
9.00
6.93
7.88
11.21
12.30
15.07
16.18
16.52
18.24
57.89
63.60
42.01
36.40 9.14
杉木纯林 5.03
5.95
6.70
8.02
9.02
10.11
11.55
13.38
18.10
19.69
50.40
57.15
49.60
42.85 11.37
注:分子—湿筛、分母—干筛,结构体破坏率(%)=[(干筛(>0.25cm团聚体)-湿筛(>0.25cm团聚体)]/(干筛(>0.25cm团聚体)
×100%
容重是表示土壤粘性的指标,孔隙度和通气度大小
均表示土壤通透程度的指标。从表3看出,杉木钟萼木
混交林容重较低,而毛管孔隙度、非毛管孔隙度及通气
度均比同层次土壤的杉木纯林高,如在0~20cm土壤
层中,混交林中的容重与杉木纯林相比降低了4.6%,
而毛管孔隙度、非毛管孔隙度及通气度提高了3.86%、
74.0%和15.10%,说明混交林土壤更加疏松透气,这
是由于混交林土壤具有更好的团粒结构,土壤破坏率较
低的缘故。
表3 不同类型林分土壤空隙组成状况
林分类型 土层/cm 容重/(g/cm3) 毛管孔隙度/% 非毛管孔隙度/% 总孔隙度/% 土壤通气度/%
杉木钟萼木混交林
0-20 1.062 39.03 8.70 47.73 28.95
20-40 1.154 25.33 5.17 30.50 20.03
杉木纯林
0-20 1.113 37.58 5.01 42.59 25.15
20-40 1.247 22.36 3.26 25.62 16.54
从对两种林分土壤化学性质指标测定结果可知(表
4),杉木钟萼木混交林土壤的有机质、水解性氮、速效磷
和速效钾等化学性质指标均表现为高于杉木纯林土壤
的特征,如在0~20cm层土壤中,混交林有机质、水解
性氮、速效磷和速效钾含量与纯林相比分别提高了
28.0%、55.15%、40.85%和21.50%,说明杉木钟萼木
混交林土壤的肥力状况好于杉木纯林。这是因为钟萼
木为落叶阔叶乔木,每年凋落的叶子分解后其中的有效
养分回归土壤,补充了土壤的营养,这样就提高了土壤
肥力,这也解释了混交林中杉木生长比纯林迅速的
原因。
表4 不同类型林分土壤化学性质
林分类型 土层/cm 有机质/(g/kg) 全氮/(g/kg) 水解氮/(mg/kg) 全磷/(g/kg) 速效磷/(mg/kg) 速效钾/(mg/kg)
杉木钟萼木混交林
0-20 26.892 1.005 37.39 0.403 3.450 63.27
20-40 20.332 0.784 28.31 0.337 3.015 43.19
杉木纯林
0-20 21.013 0.810 24.10 0.324 2.448 52.08
20-40 15.307 0.662 20.87 0.225 2.113 31.55
5 结语
杉木钟萼木混交试验初步表明,杉木与钟萼木混交
后,杉木林的生长量有一定程度的提高,混交林土壤结
构趋于良好,通透性增强,混交林土壤肥力高于杉木纯
林。杉木是我国南方山区一种主要的人工造林树种,由
于大面积营造纯林以及连栽等不合理的作业方式,导致
杉木人工林土壤肥力逐代下降、病虫害发生和生产力降
低等问题,影响了杉木人工林可持续经营。杉木通过与
阔叶树混交可以减缓纯林造成的弊端,提高杉木林系统
的生态稳定性。本试验中,杉木与钟萼木仅采取一种混
(下转第51页)
84
2015年8月 绿 色 科 技 第8期
4.3 不同密度造林5年的生长情况
2 075株/hm2、2 425株/hm2、3 075株/hm2、3 700
株/hm2 四种不同造林密度生长5年的调查情况,见表
7、表8。
表7 四种不同密度造林5年的生长调查结果
处理
1组
株数/株 保存率/% 胸径/cm 树高/m
2组
株数/株 保存率/% 胸径/cm 树高/m
3组
株数/株 保存率/% 胸径/cm 树高/m
2 075株/hm2 77 92.8 5.0 4.2 76 91.6 4.8 4.2 79 95.2 4.6 3.7
2 425株/hm2 91 93.8 5.6 4.5 92 94.8 5.1 4.0 89 91.8 5.2 4.4
3 075株/hm2 111 90.2 4.7 4.1 114 92.7 4.5 4.5 116 94.3 4.2 3.6
3 700株/hm2 138 93.2 3.5 3.5 136 91.9 3.7 3.4 132 89.2 3.9 3.4
表8 四种不同密度造林5年的蓄积生长调查结果
造林密度 保存密度/(株/hm2) 平均胸径/cm 平均树高/m 立木材积/m3
蓄积
总生长量/(m3/hm2)年均生长量/(m3/hm2)
2 075株/hm2 1 933 4.8 4.03 0.0041 7.9253 1.5851
2 425株/hm2 2 266 5.3 4.3 0.0053 12.0098 2.4020
3 075株/hm2 2 841 4.47 4.07 0.0036 10.2276 2.0455
3 700株/hm2 3 383 3.7 3.43 0.0021 7.1043 1.4209
从表7、表8可以看出,四种不同造林密度的5年
生楠木林保存率相差不大,而树高、胸径差异较大,经方
差分析FD=26.19**、FH=4.82*,说明不同密度造林
的胸径生长差异达极显著水平、树高生长差异达显著水
平,以2 425株/hm2 密度的胸径和树高最大,分别达5.3
cm、4.3m,以3 700株/hm2 密度的最小,胸径为3.7cm、
树高为3.43m;单位面积蓄积量也差异较大,以2 425
株/hm2 密度的最大,达12.0098m3/hm2,说明楠木的
合理造林密度大约是2 425株/hm2。
5 结论
(1)楠木1年生苗当年造林和2年生苗第二年造林
与1年生苗当年在杉木幼林下造林,三种不同方式的造
林成活率均超过95%,造林成活率和当年树高生长量
和地径生长量差异不显著,杉木幼林下造林的成活率和
地径生长都最大。
(2)三种造林方式的保存率为杉木幼林下造林的最
高95.6%,2年生苗第二年造林的最低91.2%,三种方
式的造林保存率差异达到显著水平。
(3)三种方式造林5年的树高、胸径、蓄积量的差异
均达到显著性水平。以杉木幼林下造林的胸径与树高、
蓄积量都最大,分别达到5.37cm 和4.57m、13.31
m3/hm2;2年生苗第二年造林的胸径和树高都最小,平
均木分别为4.67cm和3.63m、7.66m3/hm2,说明在
杉木幼林下造林生长迅速。
(4)三种造林方式的优势木比平均木的胸径分别提
高28.0%、8.6%、13.0%,树高分别提高 17.2%、
5.5%、8.8%。可见,若加强抚育管理.生长量还可大幅
提高。从杉木林中造林的优势木胸径小于纯林而树高
大于纯林,可以看出该混交林分的密度已过大,需要进
行间伐才能保证林木正常生长。
(5)三种方式造林的树冠体积可以看出,在杉木幼
林下造林的冠幅大、冠长大、树冠体积大,营养面积大,
林木生长快。冠体生长大小排列与胸径、树高、蓄积生
长量排序一致,所以,加强幼林抚育管理和追肥,可促进
林木的丰产高产,这有待进一步研究和开发。
(6)2 075株/hm2、2 425株/hm2、3 075株/hm2、
3 700株/hm2 不同造林密度的5年生楠木林保存率相
差不大,而树高、胸径差异较大,以2 425株/hm2 密度
的胸径和树高最大,分别达5.3cm、4.3m;单位面积蓄
积量也差异较大,以2 425株/hm2 密度的最大,达
12.0098m3/hm2,说明楠木的合理造林密度大约是2
425株/hm2。
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41.
(上接第48页)
交方式,其它方式如株间或块状、带状混交结果会怎样,
随着试验林年龄的增大,混交林的结构又会如何变化等
等,均需要进一步研究。
参考文献:
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