全 文 :收稿日期:2015-02-10
基金项目:昆明市科技计划项目(昆科计字11N011104号)。
作者简介:陈金龙(1976-)男,云南云县人,工程师,主要从事森林培育方面的研究。Email:2314302454@qq.com。
*通讯作者:欧光龙(1983-)男,云南镇雄人,博士,主要从事森林生态方面的研究。Email:olg2007621@126.com。
文章编号:1002-2724(2015)02-0054-03
昆明西山林场火烧迹地滇青冈人工幼林生长及土壤养分变化分析
陈金龙1,欧 弢2,3,杨剑辉1,陈 洁1,欧光龙2*
(1.昆明市西山林场,云南 昆明650100;2.西南林业大学西南地区生物多样性保
育国家林业局重点实验室;3.昆明理工大学国土资源工程学院)
摘要:本研究以昆明市近郊的昆明西山林场2008年过火的火烧迹地为试验地,开展滇青冈林的人工造林试验,跟踪调查
滇青冈人工幼林的生长情况及土壤养分元素变化情况,研究表明:(1)4年生滇青冈林保存率达到85%以上,且林分平均高达
到1.01m,优势高达到2.32m,平均地径达到1.31cm;(2)随着滇青冈林分生长,土壤pH值、水解氮和速效钾显著降低,而土
壤有机质及有效磷呈显著增加趋势,土壤中全氮、全钾及全磷的虽有增加,但变化不显著。这说明在滇中地区的适宜地段开
展半湿润常绿阔叶林的直接人工营建的可行性,但需加强施肥等抚育管理。
关键词:火烧迹地;滇青冈幼林;林木生长;土壤养分;昆明西山林场
中图分类号:S725.7 文献标识码:A
Trees Growth and Soil nutrients change of Young Cyclobalanopsis glaucoide
forest at the Burned Area in Xishan Forest Farm of Kunming City
CHEN JinLong1,OU Tao2,3,YANG JianHui 1,CHEN Jie1,OU GuangLong2
(1.Xishan Forest Farm of Kunming City,Kunming 650100,Yunnan China;2.Key Laboratory of Biodiversity
Conservation in Southwest China(Southwest Forestry University),State Forest Administration;3.Faculty of Land
Resources Engineering,Kunming University of Science and Technology)
Abstract:Take the forestland burned in 2008as the test site in Xishan forest farm of Kunming city,and Cyclobalanopsis
glaucoides plantation had been constructed in 2011,and the saplings growth of the tree and soil nutrients had investigated an-
nualy.The results showed that:(1)The preservation rate of 4-years Cyclobalanopsis glaucoides plantation was 85%above,
the average height of stand was to 1.01m,the dominant height was 2.32m,and average diameter at base was 1.31cm.(2)
With the growth of Cyclobalanopsis glaucoides plantation,pH value,hydrolyzed nitrogen and available potassium of soil de-
creased significantly,the soil organic matter and available phosphorus were increased significantly,and total nitrogen,total po-
tassium and total phosphorus in soil were increased,but the change were no significant.It showed the feasibility of artificial
planting directly semi-humid evergreen broad-leaved forests at the suitable areas in the central of Yunnan province,but un-
der the planting it is necessary to improve the forest management including fertilization.
Key words:Burned forestland;Young Cyclobalanopsis glaucoide forest;Tree growth;Soil nutrients;Xishan forest farm
of Kunming city
半湿润常绿阔叶林是滇中高原代表性的植被类
型,主要分布在海拔1700~2500m的低山丘陵地
区(吴征镒等,1987)。由于自然灾害及人为干扰等
原因,原始状态的半湿润常绿阔叶林遭到严重破坏,
导致次生演替过程的发生(施济普等,2011),在此类
常绿阔叶林附近,普遍分布着原生植被遭破坏后发
展起来的处于不同次生演替阶段的针叶林、针阔混
交林和栎类萌生灌木林等(吴征镒等,1987);Tang
et al.(2010)总结了滇中半湿润常绿阔叶林的典型
次级演替路径,即从弃耕地或被皆伐林地-针叶林
-针阔混交林-常绿阔叶林的演替途径。目前在滇
中地区大量分布的森林植被就是常绿阔叶林受到破
坏后形成的一类相对稳定的针叶林植被,即云南松
林;而云南松林多以纯林形式存在,目前带来了一系
列的生态问题,如病虫害频发、林分质量低下、林地
退化等(金振洲和彭鉴,2004;郑元等,2013)。
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山东林业科技 2015年第2期 总217期 SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 2015.No.2
区域的地带性植被往往具有更高的生物多样
性,也具备更完备的生态服务功能。滇青冈(Cy-
clobalanopsis glaucoides)是滇中地区半湿润常绿阔
叶林的优势树种之一,在适宜地段开展以滇青冈等
为主的乡土常绿阔叶树种的造林活动,直接恢复区
域地带性植被对于促进区域植被恢复,充分发挥森
林植被的生态功能具有重要意义。虽然开展了滇青
冈种子萌发(苏文华等,2001)以及自然演替方面的
研究(Tang et al.,2010;李小双等,2012),也开展了
滇青冈作为景观造林的尝试(杨月和魏开云,2012),
但是在滇中地区开展以滇青冈等常绿阔叶代表树种
为主的造林活动较少。
此外,近年来,滇中地区森林火灾频发,火烧之
后植被的更新与恢复是人们面临的重要问题,其植
被恢复过程的研究成为研究热点(段建田等,2007;
王明玉等,2008;欧光龙等,2014),由于各群落物种
组成存在差异,火干扰对不同群落的影响程度各异
(Calvo et al.,2005;周道玮 ,1995),研究干扰后植
物群落的恢复特征,可以了解群落受干扰影响的程
度,制定合适的恢复策略(严超龙等,2008)。
基于此,本研究以昆明市近郊的昆明西山林场
2008年过火的火烧迹地为试验地,于2011年开展
滇青冈林的人工造林试验,跟踪调查滇青冈人工幼
林的生长情况及土壤养分元素变化情况,以期为滇
中地区开展以滇青冈等半湿润常绿阔叶林的优势树
种为主的造林活动提供支持。
1 研究方法
1.1 试验地概况
昆明市西山林场位于昆明市的西北面山,全场
经营总面积为4980hm2,林业用地面积4037hm2,
占总面积的81.07%;非林业用地942.5hm2,主要
在筇竹寺石头山,占总面积的18.93%;全场森林覆
盖率67.12%,有林地覆盖率66.44%,活立木总蓄
积量182400m3。
研究区属北纬低纬度亚热带高原山地季风气
候,由于受印度洋西南暖湿气流的影响,日照长,霜
期短,气候温和,夏无酷暑,冬无严寒,四季如春,气
候宜人,年平均气温15℃,年降水量1035mm。
试验地位于昆明市西山林场2008年5月火烧
迹地,海拔高程2100~2200m,于2011年6月开展
滇青冈人工林造林,造林密度为1m×1m。
1.2 样地调查及数据测定
采用样地调查的方法,在研究区范围内设置8
个100m2 固定样地。并分别于2011~2014年对样
地内的所有滇青冈幼树进行每木检尺,分别测定其
树高及地径。
并于2011年和2014对各样地内的土壤进行取
样分析,测定土壤常规八项指标,即土壤pH 值、土
壤有机质、土壤全氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤水解
氮、土壤有效磷、土壤速效钾。
1.3 数据处理与分析
采用Excel软件分析计算各样地苗木保存率,
以及林分优势高、林分平均高及平均地径;应用
SAS软件分析2011年及2014年土壤养分元素变
化情况。
2 结果分析
2.1 滇青冈人工幼林生长情况
该林地于2011年造林,当年成活率为87.4%,
通过8块样地的调查,其林地平均优势高为0.67m,
平均高0.31m,平均地径0.41cm;2012年、2013年
和2014年对其进行跟踪调查后,保存率依次为
86.8%、85.9%和85.3%,至2014年,林分平均高
达到1.01m,优势高达到2.32m,部分地块滇青冈单
株高达3m以上,平均地径达到1.31cm。
表1 滇青冈人工林不同年度下生长情况表
年
成活率及
保存率/%
平均高/m 优势高/m 平均地径/cm
2011 87.4 0.31±0.21 0.67±0.51 0.41±0.23
2012 86.8 0.54±0.23 0.89±0.67 0.62±0.34
2013 85.9 0.74±0.35 1.68±0.94 0.93±0.53
2014 85.3 1.01±0.51 2.32±1.24 1.31±0.82
2.2 滇青冈人工幼林土壤养分元素变化
本研究主要通过对2011年和2014年两个时段
的固定样地内土壤养分指标测定,分析了滇青冈人
工林的土壤肥力变化(见表2)。
从表2中可以看出,研究地土壤属酸性土壤,土
壤pH值在5.0左右,根据土壤养分元素的分级标
准,研究地的土壤有机质处于3级,全氮处于4级,
速效氮处于2级,速效磷处于4~5级,速效钾处于
4级,因此,研究地土壤养分状况等级除速效氮处于
2级外,但滇青冈生长消耗大量的有效氮素,而其余
指标多处于相对较低的水平。
随着滇青冈林分生长,林地土壤pH值、水解氮
和速效钾呈显著降低,而土壤有机质及有效磷呈显
著增加趋势,土壤中全氮、全钾及全磷的虽有增加,
但变化不显著。因此可以看出,滇青冈人工幼林生
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山东林业科技 陈金龙等:昆明西山林场火烧迹地滇青冈人工幼林生长及土壤养分变化分析 2015年第2期
长会进一步加强土壤酸性,但不会对土壤养分库中
的氮、磷和钾等大量元素的储量产生影响,但滇青冈
的生长会消耗一定的有效氮元素及钾元素,增加土
壤中有效磷的含量。
表2 滇青冈人工林土壤肥力变化表
年 pH值
有机质
/OM,g/kg
全氮
/N,%
全磷
/P,%
全钾
/K,%
水解氮
/N,mg/kg
有效磷
/P,mg/kg
速效钾
/K,mg/kg
2011年 5.49b 22.55a 0.09a 0.04a 1.02a 131.90b 3.51a 64.07b
2014年 4.81a 27.61b 0.10a 0.05a 1.05a 34.62a 6.82b 55.89a
注:字母不同表示均值差异性检验显著。
3 结论与讨论
通过调查分析可以看出,在云南松林的火烧迹
地上开展滇青冈人工林的造林,滇青冈苗木保存率
较高,4年生滇青冈林保存率达到85%以上,且林分
平均高达到1.01m,优势高达到2.32m,部分地块滇
青冈单株高达3m以上,平均地径达到1.31cm。但
是滇青冈等为主的地带性植被自然恢复往往需要几
十年甚至几百年的时间,目前4年生滇青冈幼林具
有较好的长势,但也需要在今后的研究中继续跟踪
调查。
此外,研究地属原云南松林火烧迹地,该迹地土
壤养分元素本底值较低,除火烧后带来一定元素补
充,尤其是钾元素的补充外,本身营养元素本底值较
低,因此施肥对于林木生长具有重要意义,此外,从
滇青冈幼林的生长情况看,该林分幼林生长会消耗
大量有效氮元素,这就需要在今后的滇青冈林分土
壤施肥中应当以施氮肥为主,这样有利于补充土壤
中的有效氮素的水平;且由于滇青冈生长也会造成
速效钾的降低,这也需要在今后施肥中增加一定的
钾肥施用量。林地土壤肥力指标除土壤养分元素指
标外,还有土壤的其它理化性质指标综合判定,这就
需要在今后的研究中进一步跟踪调查除土壤养分元
素外的其它土壤理化指标,从而综合判定人工滇青
冈林营建对土壤肥力的影响。
因此,通过对滇青冈人工幼林的调查研究,滇青
冈幼林具有较好的长势,且该树种具有耐砍伐、萌生
力强的特性(彭鉴和丁圣彦,1992),也耐土壤贫瘠,
在石灰岩地区也能生长(金振洲和彭鉴,1998),这都
说明了在滇中地区的适宜地段开展半湿润常绿阔叶
林的直接人工营建的可行性,但是林木生长需要一
定的土壤肥力条件,这也需要在营建过程中加强施
肥等抚育管理,从而提高造林的质量,促进林木生
长。
参考文献:
[1]段建田,韦世强,于萍萍,等.林火迹地森林生态系统恢
复研究[J].安徽农业科学,2007,35(1):182-184
[2]金振洲,彭鉴.昆明植被[M].昆明:云南科技出版社,
1998
[3]金振洲,彭鉴.云南松[M].昆明:云南科技出版社,
2004
[4]李小双,宋亮,陈军文,等.昆明西山半湿润常绿阔叶林
及其次生演替群落的更新特征[J].广西植物,2012,32
(4):475-482
[5]欧光龙,陈金龙,陈洁,等.昆明西山林场火烧迹地自然
更新植物群落物种组成及多样性[J].江苏农业科学,
2014,42(5):336-340
[6]彭鉴,丁圣彦.滇中地区滇青冈萌生灌木群落地上部分
生物量的研究[J].云南大学学报(自然科学版),1992,
46(2):191-197
[7]施济普,常艳芬,徐成东,等.楚雄花椒园半湿润常绿阔叶
林的群落生态学特征[J].广西植物,2011,31(2):204-
207
[8]苏文华,张光飞,张诚.滇青冈种子萌发的生态生物学研
究[J].种子,2001,(5):29-31
[9]王明玉,任云卯,李涛,等.2008.火烧迹地更新与恢复
研究进展[J].世界林业研究,21(12):49-53
[10]吴征镒,朱彦丞.云南植被[M].北京:科学出版社,
1987
[11]严超龙,陶建平,汤爱仪,等.2008.重庆茅庵林场火烧
迹地早期恢复植被特征研究[J].西南大学学报(自然
科学版),30(5):140-144
[12]杨月,魏开云.昆明地区滇青冈群落的分布及其造景模
式[J].贵州农业科学,2012,40(1):125-128
[13]郑元,黄新会,王大玮,等.云南松研究进展及展望[J].
现代农业科技,2013,(13):169-171
[14]周道玮.1995.植被火生态与植被火管理[M].长春:
吉林科学技术出版社
[15]Alatalo,RV.1981.Problems in the measurement of
evenness in ecology[J].Oikos,37:199-204
[16]Tang CQ,Zhao MH,Li XS,et a1.Secondary succes-
sion of plant communities in a subtropical mountainous
region of SW China[J].Eology Research,2010,25
(1):149-161
·65·
山东林业科技 2015年第2期