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突脉青冈造林效果与土壤特征研究



全 文 :福建林学院学报  1999, 19( 1): 54~ 57
Journa l o f Fujian Co lleg e of For estry
突脉青冈造林效果与土壤特征研究⒇
郑郁善 陈礼光 陈新兴 林金国
(福建林学院 , 南平 353001)
摘要 对福建省屏南县故峰林场的突脉青冈造林试验研究 , 探讨不同处理的突脉青冈林分早期
的生长效果及其林地土壤各性状的变化趋势 .结果表明: 突脉青冈适宜栽植于立地条件较好、中
下坡位置 , 最佳造林密度应在 3000~ 3600株 /hm2 , 造林技术宜采用带宿土造林 , 早期生长对林
地土壤的营养元素的增加效果显著 , 不同处理的林分均能提高林地的水稳性团聚体 , 改善土壤
的物理性状和化学性状 , 提高了土壤肥力 , 具有良好的改土作用 .
关键词 突脉青冈 , 造林技术 , 土壤肥力
中图分类号  S718
突脉青冈 (Cyclobalanopsis elevat icostata ) ,壳斗科新种 ,珍贵的用材树种 ,该树种长势好 , 材质优良 ,
枯枝落叶量大 , 易分解 . 由于近年来多砍阔栽针 , 针叶纯林化严重 , 造成林分质量下降、 生态环境恶化 ,
给林地持续经营带来严重的危胁 . 突脉青冈能够很好地改良土壤 , 从而阻遏与缓解林地土壤的地力日趋
衰竭的危机 . 通过对突脉青冈人工林造林效果与土壤肥力特征调查研究 , 探讨突脉青冈人工林的早期生
长及其对林地土壤的改良效果 , 旨在为保护、 发展和推广这一新的阔叶造林树种提供科学依据 .
1材料与方法
1. 1试验地自然概况
试验造林地和育苗地均设在福建省屏南县故峰林场 , 地理坐标位于北纬 26°28′, 东经 119°01′, 海拔
为 920~ 1100m , 年降雨量为 1944. 4mm , 年日照时数为 1471. 3h, 年平均气温为 14. 4℃ , 7月份平均气
温为 24. 1℃ , 1月份平均气温为 5. 3℃ , 极端最高气温为 38. 1℃ , 极端最低气温为 - 7. 5℃ . 早霜 11月
上旬 , 晚霜 3月中旬 , 无霜期 235天 , 属亚热带大陆性和海洋性兼并东南季风气候 , 植被系统属中国东
部湿润森林区常年温暖的照叶林地带 , 植物种类繁多 , 植物资源丰富 .
1. 2研究方法
1. 2. 1试验设计 采用随机区组试验设计 , 处理设有: 立地Ⅰ 、 Ⅱ、 Ⅲ和Ⅳ , 坡位上、 中和下坡 , 造林密
度 2400、 3000、 3600和 4050株· hm- 2 , 苗木处理方式有带宿土、 切根、 截干和裸根等 . 15个处理 5个
重复 , 每个处理的样地面积为 0. 067hm2.
1. 2. 2标准地调查  1988年进行造林 , 1996年进行标准地全面调查: 进行每木检尺包括胸径和树高 , 并
进行土壤调查 . 根据调查材料计算平均 D1. 3和 H, 用标准木求算出林分蓄积量 .
1. 2. 3土壤肥力测定 分别在不同模式的标准地内按对角线随机布点 , 分不同层次 0~ 20cm、 20~ 40cm
取样 , 带回室内分析测定〔 1, 2〕 . 土壤物理性质分析方法: 土壤容重采用环刀法〔1〕 ; 土壤团聚体采用机械筛
分法〔3〕 .土壤化学性质: 有机质采用硫酸重铬酸钾法〔4〕 ;全氮采用硒粉 -硫酸铜- 硫酸消化蒸镏滴定法〔4〕 ;
全磷采用氢氧化钠碱熔 -钼锑抗比色法〔 4〕 ; 水解氮采用扩散吸收法〔 4〕 ; 速效磷采用盐酸 -氟化铵法〔4〕 ; 速
效钾采用四苯硼钠比浊法〔 4〕 .
2结果与分析
2. 1不同模式林分生长效果比较
2. 1. 1不同立地级林分生长效果 突脉青冈 ( 8年生 )林分对立地条件要求比较严格 ,不论是胸径、树高、
胸高总断面积、 单株平均材积和蓄积量均随立地条件的提高而增大 , Ⅰ 、 Ⅱ立地级的林分生长量远大于
⒇福建省自然科学基金资助项目 .
第 1作者简介: 郑郁善 , 男 , 1960年 5月出生 , 副教授 .
收稿日期  1998— 04— 27  修回日期  1998— 11— 19
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 1999. 01. 017
Ⅲ 、 Ⅳ立地下林分 ,由此可见突脉青冈最好种植在Ⅰ 、 Ⅱ立地级的造林地中 , Ⅲ立地级勉强可以造林 , Ⅳ
立地级一般不适宜造林 (表 1) .
2. 1. 2不同坡位的生长效果比较 在不同坡位的突脉青冈纯林中上坡生长最差 , 下坡生长最好 , 中坡中
等 . 这种差异可能是由于突脉青冈的生物学特性的影响 . 其生长量随坡位越高生长越差 , 从生长结果分
析可见通常情况下只能适应于种植在中下坡 , 上坡不宜营造突脉青冈林 (表 1) .
2. 1. 3突脉青冈不同密度的生长效果比较 由各密度的林分生长效果可知 , 在屏南 8年生的突脉青冈林
分中 , 密度 3000株· hm- 2
的平均树高和平均胸径最大
分别为 7. 3m和 7. 6cm , 单
株 材 积 和 林 分 蓄 积 量
( 53. 5335m
3· hm- 2 )也为最
大 . 胸 高总断 面积 最大
( 13. 85m
2· hm- 2 )的林分密
度为 3600株· hm- 2 ; 密度
为 2400株 · hm- 2和 3600
株· hm- 2的单株材积、胸径
和树高处于中等 , 最差的是
密度为 4050株· hm- 2 . 突
脉青冈造林时应控制适当造
林密度 , 提高林分生长是一
表 1 不同立地级坡位密度的林分生长效果比较表
ABLE 1  Th e stands grow th ef fects in dif f erent si te, sloping fields, den sity
项 目 密度
/株· h m- 2
D1. 3
/cm
H
/m
胸高断面积
/m2· hm- 2
单株材积
/m3
蓄积量
/m3· h m- 2
立地级 Ⅳ 2400 3. 1 2. 9 1. 8114 0. 001300 3. 1200
Ⅲ 2400 5. 2 4. 6 4. 7502 0. 005481 13. 1544
Ⅱ 2400 7. 5 7. 2 11. 1759 0. 017165 41. 1960
Ⅰ 2400 8. 1 7. 8 12. 3672 0. 021509 51. 6216
坡 位 上坡 2400 2. 8 2. 6 1. 4778 0. 009610 2. 3066
中坡 2400 5. 7 4. 9 6. 1242 0. 006944 16. 6656
下坡 2400 7. 8 7. 5 11. 4681 0. 019257 46. 2164
密 度 2400 7. 5 7. 1 10. 6029 0. 016924 40. 6174
3000 7. 6 7. 3 13. 6094 0. 017844 53. 5335
3600 7. 4 6. 6 13. 8544 0. 013807 49. 7047
4050 6. 2 6. 0 12. 2272 0. 009979 40. 4175
种行之有效的方法 , 最佳造林密度为 3000~ 3600株· hm- 2之间 (表 1) .
2. 1. 4不同造林技术对成活率和幼林
生长影响 造林时采用带宿土、 切根、
截干和裸根造林试验 , 试验结果见表
2.试验结果表明 ,成活率数据经 a rcsin
x转化后 ,不同处理对成活率、苗木
生长、胸径生长和冠幅大小的影响经 F
检验 ,结果表明: 影响效果均达极显著
水平 . 不同处理对成活率的影响为带
表 2 造林技术对成活率与幼林生长效应
TABLE 2  The s tands g row th ef fect s in di ff erent cul tu re
项 目 带宿土 切根 截干 裸根 统计量 F 临界值 Fα
成活率% 100 80 76 88 204. 90* * F0. 01= 3. 54
树高生长 ( m) 7. 5 6. 4 6. 4 6. 5 23. 32* * F0. 05= 6. 22
胸径 ( cm) 6. 8 5. 8 5. 8 6. 0 78. 15* *
冠幅 ( m) 2. 8 2. 2 2. 0 2. 4 83. 86* *
宿土> 裸根> 切根> 截干 ,带宿土造林成活率最高达 100% ,多重比较结果表明带宿土造林显著高于其他
三种处理 ; 对苗木生长的影响为带宿土> 切根> 截干> 裸根 ,带宿土分别比切根、截干和裸根高 17. 2%、
17. 2%和 13. 3% ; 对胸径生长的影响为带宿土> 裸根> 切根> 截干 , 带宿土造林的胸径比切根、 截干和
裸根高 14. 7% 、 14. 4%和 11. 8% ; 对冠幅大小的影响为带宿土造林 ( 2. 8m) > 切根> 截干> 裸根 , 分别
大 9. 1%、 4. 80%和 16. 7% . 为此突脉青冈造林以带宿土最好 ; 一年生苗截干和切根没有必要 .
2. 2各模式土壤培肥作用
在亚热带森林生态系统中养分生物小循环主要在森林和土壤之间进行 . 林木以凋落物、 死亡根系和
根系分泌物等形式归还土壤 , 通过土壤原生动物和微生物合成和分解 , 形成土壤腐殖质 , 形成团粒结构 ,
同时也通过根系穿插 , 改善土壤通气性 , 促进土壤养分矿质化过程 , 释放大量的速效养分 , 增加土壤肥
力 . 因此森林与土壤相互作用 , 相互影响 , 土壤提供给林木营养和水分 , 林分对土壤积累和归还 , 对土
壤起了改造作用〔 5~ 8〕 .
2. 2. 1土壤结构 土壤是由水稳性团聚体组合和粘结而形成的 . 土壤团聚体的存在状况是影响土壤肥力
的一个重要因素 , 在一定程度上甚至有时在很大程度上对土壤物理机械性质、 抗蚀性和水、 肥、 气、 热
状况造成影响 . 各模式土壤结构分析如表 3所示 . 各密度 0~ 20cm的土壤> 0. 25mm的团聚体 , 其水稳
性团聚体含量大多在 70~ 80% . 2400株· hm- 2和 3000株· hm- 2的林地土壤的水稳定性团聚体较高 , 结
构体破坏率较低 , 稳定性较强 . 各林分土壤结构均比荒山好 .
551期              郑郁善等: 突脉青冈造林效果与土壤特征研究
表 3 同一立地不同密度林地土壤的水稳性团聚体组成 (土层 0~ 20cm)
TABLE 3  The soi l reuni ting in dif ferent s tands ( 0~ 20cm)
密度 /
株· h m- 2
各级团聚体含量百分数 /%
> 5 5~ 2 2~ 1 1~ 0. 5 0. 5~ 0. 25 > 0. 25 < 0. 25
结构体破
坏率 /%
2400( A)
5. 214
10. 11
8. 499
12. 037
8. 770
11. 804
6. 668
5. 982
3. 594
2. 958
32. 745
42. 897
67. 255
57. 103
23. 67
3000( B)
1. 309
6. 347
9. 277
13. 133
10. 855
13. 509
8. 794
8. 149
4. 300
3. 565
34. 535
44. 703
65. 465
55. 296
22. 75
3600( c)
0. 557
1. 757
8. 434
8. 464
10. 051
16. 363
10. 007
11. 987
0. 450
5. 258
29. 499
43. 829
70. 501
56. 171
32. 70
4050( D)
3. 519
8. 635
5. 581
7. 340
7. 190
9. 395
7. 486
8. 955
5. 048
5. 565
28. 816
39. 89
71. 184
60. 110
29. 33
荒山 ( E) 3. 801
3. 022
6. 072
6. 011
6. 401
7. 112
5. 322
8. 171
2. 961
2. 432
23. 837
26. 748
76. 163
73. 252
 注: 1. 结构体破坏率%= { (干筛 > 0. 25mm团聚体 -湿筛 > 0. 25mm团聚体 ) / (干筛 > 0. 25mm团聚体 ) } × 100%
2. 表中数据: 分子—湿筛、 分母—干筛
2. 2. 2土壤孔隙组成状况 土壤孔隙状况影响着土壤的通气透水性及林木根系穿插等 , 是土壤肥力的一
个重要指标之一 , 各模式土壤孔隙组成分析列于表 4. 4050株· hm- 2的林地 0~ 20cm、 20~ 40cm土层的
容重高 , 总孔隙度也最小 , 通气度也小 , 0~ 20cm土层较为明显 . 2400株· hm- 2的林地 0~ 20cm土层的
容重最低 ,其通气度最大 , 3000株· hm- 2林地的 20~ 40cm土层容重比其余的低 ,相对来说通气度较好 .
这都是由不同的林地性质决定的 . 但这些土壤性状均比荒山表现更好 .
表 4 同一立地不同密度林地土壤的土壤孔隙组成状况
TABLE 4  The soi l porosity in dif f erent stand s
密度 (株· hm- 2 )
土壤层次 ( cm )
2400
0~ 20 20~ 40
3000
0~ 20 20~ 40
3600
0~ 20 20~ 40
4050
0~ 20 20~ 40
荒山
0~ 20 20~ 40
自然含水量%   25. 8   27. 24   28. 05   30. 73   25. 8   27. 93   29. 45   23. 99   21. 32   17. 33
容重 ( g /cm3) 0. 96 1. 06 0. 82 0. 91 1. 10 0. 87 1. 35 1. 27 1. 18 1. 34
毛管孔隙度% 40. 74 35. 36 41. 37 40. 09 36. 41 29. 39 37. 65 29. 85 39. 13 35. 49
非毛管孔隙% 3. 05 3. 82 5. 37 3. 71 3. 46 1. 39 2. 32 1. 92 2. 56 1. 33
总孔隙度% 43. 79 39. 18 46. 74 43. 80 39. 87 30. 87 39. 97 31. 77 41. 60 36. 8
土壤通气度% 21. 26 9. 21 21. 65 11. 67 15. 14 18. 60 3. 30 7. 55 16. 45 13. 55
2. 2. 3土壤化学性质 森林土壤中养分的变化动态是养分在自然环境循环中的一个复杂的变量 , 林分生
长与土壤养分的变化动态有着密切关系 .由表 5可以看出 ,土壤各项肥力指标均比荒山大很多 , 具有改良
表 5 同一立地不同密度林地土壤的土壤化学性质
TABLE 5  Th e ch emical p rop ert ies of soil in di f feren t s tands
密度 土层
/cm
有机质
/%
全氮
/%
全磷
/%
水解氮
/ppm
速效磷
/ppm
速效钾
/ppm
2400 0~ 20 4. 5300 0. 1256 0. 0651 140. 7688 12. 7540 112. 2148
20~ 40 2. 3100 0. 1034 0. 0571 101. 7343 9. 3762 103. 7563
3000 0~ 20 4. 9771 0. 1413 0. 0745 143. 7741 22. 5998 131. 5586
20~ 40 2. 5321 0. 1143 0. 0643 105. 4853 12. 4358 115. 4359
3600 0~ 20 4. 2159 0. 1840 0. 0848 130. 8887 18. 3573 133. 8869
20~ 40 2. 4573 0. 1378 0. 0705 97. 4587 10. 7761 109. 7311
4050 0~ 20 2. 2101 0. 0827 0. 0538 75. 7154 11. 0576 126. 3865
20~ 40 1. 3730 0. 0608 0. 0439 63. 9752 9. 5315 93. 2928
对照 0~ 20 0. 5780 0. 0234 0. 0285 58. 1700 2. 2543 55. 0537
20~ 40 0. 5564 0. 0220 0. 0255 49. 3100 1. 9132 50. 5312
土壤作用 , 尤其是密度为 2400~ 3600株· hm- 2林地土壤的有机质、 全氮、全磷和水解氮等养分较多 , 原
因是由于突脉青冈的调落物易分解 , 养分归还快 , 加速了养分的生物小循环 ; 养分的生物积累 , 能在一
56 福 建 林 学 院 学 报                  19卷
定程度弥补林地土壤的养分亏缺 , 有利于土壤肥力的保持和改善 .
3小结
  对 8年生的突脉青冈林分分调查研究表明 , 突脉青冈做为一种新的造林树种 , 在立地选择上 , 宜种
植在立地条件较好的林地上 , 如Ⅰ 、 Ⅱ级立地或山坡的中下坡位置 ; 初植造林密度 3000~ 3600株· hm- 2
之间 , 才能发挥其最大的生产力 ; 造林技术要求宜采用带宿土造林 , 一年生苗没必要进行截干和切根处
理 .
突脉青冈林分群落中 2400株· hm- 2和 3000株· hm- 2的林地土壤的团聚体、水稳性团聚体、土壤结
构较高 , 结构体破坏率较低 , 稳定性较强 ; 土壤的有机质、 全氮、 全磷、 水解氮等养分 . 各林分土壤结
构均比荒山好 , 有显著的改良土壤作用 .
参 考 文 献
1张万儒 . 森林土壤定位研究方法 . 北京: 中国林业出版社 , 1986
2盒崎正雄 . Study of Humus lag er Decompostion ( II) Effect o f thing and ferilix er Supply on th e humms Lager decompos-
tion o f picea jesoensis stand Bull Gov Enp sta 15~ 23
3南京土壤研究所 . 土壤理化分析 . 上海科技出版社 , 1978
4刘金顺等 . 突脉青冈栽培生物学的初步研究 . 福建林学院学报 , 1994 4. ( 2)
5 [加拿大 ] K. A阿姆森著 . 森林土壤性质和作用 . 科学出版社 , 1984
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7吴中伦主编 . 杉木 . 北京: 中国林业出版社 , 1984
8浙江省林业厅生产经营处 . 浙江省定点封山育林经济效益浅析 . 浙江林业科技 , 1990, ( 1)
Study on Cultural Effects and Soil Fertility of
Cyclobalanopsis elevat icostata
Zhen Yushan  Chen Liguang   Chen Xinxing   Lin Jinguo
( Fo res try College of Fu jian, Nanping 353001)
ABSTRACT  Experim ent on Cyclobalanopsis elevaticostata culture w hich w as established in Fujian Yiux i, Pinnang , Nan-
ping w as done and analy zed. The result showed Cyclobalanopsis elevaticostata is fit to be planted a t a bette r site and mid-
low er slope, its optima l density is 3000~ 3600 per hm2 and the best cultural technique is cultural tree with a little soil. Si-
multaneously , In the ear lier period o f stand g r ow th, the increment of soil nutrient quantity , the improvement of agg r ega te
str uctur e, st ruc ture stability and so il physical prope rties and chemical properties. Culv ating Cyclobalanopsis elevaticostata
stand has a good effects on improving soil conditions.
KEY WORDS Cyclobalanopsis elevaticostata, Cultural technique, Soil fer tility
571期              郑郁善等: 突脉青冈造林效果与土壤特征研究