全 文 ：沿海贫瘠山地福建柏火力楠混交林效益研究
许信玲
(福建省林业科学研究院 林业研究所 , 福建 福州　350012)
摘　要:通过对闽南沿海贫瘠山地 20 年生的福建柏火力楠混交林效益的调查研究 , 结果表明 , 在
现行林分密度 、混交比例及配置条件下 , 福建柏火力楠混交林种间关系较为协调 , 林分结构稳定 ,
抗逆性强 ,能调节林分小气候 , 改善土壤肥力状况 ,增强水源涵养功能 , 充分利用营养空间 ,促进林
木生长 ,提高林分产量和质量。 20 年生混交林分蓄积量比福建柏纯林提高 30.41%;在高温季节
里 ,混交林内气温比纯林低 0.8℃, 而相对湿度比纯林高 7.1%;混交林枯落物量比福建柏纯林高
4.342t·hm-2·a-1 ,是适应闽南沿海贫瘠山地较好的一种混交组合 ,可在适宜区进一步推广营造。
关键词:贫瘠山地;福建柏;火力楠;混交林;混交效益
中图分类号:S725.2;S727.105　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0457(2002)02-0089-06
Study on the mixed benefits of Fokieni hodginsi i with Michelia macclurei in the
coastal infertile mountain areas
XU X in-ling( Institute of Forest , Fujian Academy of Forestry , Fuzhou 350012 , China)
Abstract:The mixed benefits of Fok ieni hodginsii with Michelia macclurei a t the ages of 20a in the
coastal infertile land of the southern Fujian mountain areas w ere investig ated and studied.The results
show ed that mixed forest has the advantages of coo rdinate interspecific relation , stand structure stability ,
pest and disease resistance , microclimate regulation , soil fertilization improvement , boosting up the func-
tion o f waterhead self-restraint , nutritional space utilization , accelerating tree grow th and raising produc-
tion and quality of stand.The cumulation in mixed forest at the age of 20a w as 30.41% more than pure
forest of Fokieni hodginsii.I n higher temperature season , the air temperature w as 0.8℃ less than , and
the relative humidity 7.1%more than those in the pure forest of Fokieni hodginsii.The amount of litter
w as 4.342 t·hm-2·a-1more than that in the pure forest of Fokieni hodginsii .The mixed forest is a
g ood mixed combination to adapt infertile land in the southern Fujian coastal areas and it can be spreaded
cultivation in the feasible areas.
Key words:coastal infertile hill land ;Fok ieni hodginsii(Dunn)Her ry.et.Thomas;Michelia mac-
clurei Dandy;mixed forest;mixed benefit
闽南沿海山地 ,气候高温多雨 ,土壤淋溶性强 ,加上森林植被破坏较大 、土壤侵蚀和水土流
失严重等因素 ,立地条件和生态环境较为恶劣 ,以往营造单纯林往往成活率低 ,或成活而难以
成林 ,严重地制约了林地的可持续经营利用[ 1 , 2] 。针对这种情况 ,同安小坪林场于 1982年选
用福建柏(Fokienia hodginsi i(Dunn)Henry.et.Thomas)和火力楠(Michelia macclurei
收稿日期:2001-08-02;修回日期:2001-09-17
基金项目:福建省林业厅《火力楠生态适应性与丰产栽培配套技术研究》课题资助项目(闽林科 2001-11)
作者简介:许信玲(1966-),女 ,福建闽清人 ,福建省林科院林业工程师 ,主要从事森林生态与林木栽培等研究工作。
贵 州 大 学 学 报
(农 业与 生物科 学版)　
Journal of Guizhou University
(Agricultural and Biological Science)　2002 Apr.;21(2):89 ～ 94
DOI :10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2002.02.003
Dandy)[ 3]等优良速生树种 ,并采用合适的栽培技术措施进行混交造林。经过近 20年的培育 ,
目前已成林成材 ,收到了明显的成效 ,特别是土壤肥力得到显著的提高。本文对福建柏火力楠
的混交效益进行了研究 ,为进一步扩大福建柏和火力楠人工林的栽植范围 、改善闽南沿海贫瘠
山地的生态环境以及培育高产 、高效的福建柏及火力楠良材等提供科学依据。
1　试验地概况
试验地位于厦门市同安小坪林场 ,地处北纬 24°48′～ 24°51′,东经 118°00′～ 118°07′。系
沿海丘陵山地 ,年平均气温 17.2℃,年平均最高气温 20.8℃,年最低气温-0.7℃,年日照时间
1 427.9h ,年均降水量 2 389.4mm ,大于 15℃的时间为 245 ～ 260d ,空气湿度 85%,云雾多 ,水
热同期 ,适于林木生长。试验样地位于该林场第三工区 ,林地海拔高约553m ,坡度约 25°,土壤
为花岗岩发育的酸性粗骨性红壤(俗称“沙包土”),土层厚度约 80cm ,造林前无明显腐殖质层 ,
肥力较低 。因地处沿海 ,雨量多 ,风力大 ,气温高 ,森林破坏和水土流失严重 。自然植被主要有
桃金娘(Rhodomytrus tamentosa Hasd)、芒草(Miscanthus dridutus)、芒箕骨(Dicranopteris
linecaris)、枸脊(Woodwardia japtnica)、东方乌毛蕨(B lechnum crientale)等 。
2　材料与方法
2.1　研究对象概况
研究对象为 1982年春营造的福建柏火力楠混交林及福建柏纯林 ,面积约 15hm2 。林地经
炼山后 ,采用块状整地 ,植穴规格 50cm×40cm×40cm ,用一年生裸根苗上山造林 ,造林密度为
2 500株·hm-2(株行距 2.0m×2.0m)。混交林以福建柏为主林木 ,火力楠为伴生树种 ,采用
插花式混交 ,混交比例为 7柏 3楠 ,即福建柏 1 750株·hm-2 ,火力楠为 750株·hm-2 。造林后
前 3年 ,每年抚育锄草 1 ～ 2次 。1992年夏季(即 10年生)时分别对混交林及纯林进行一次下
层间伐 ,间伐强度为总株数的 35%,间伐后福建柏与火力楠的混交比例调整为 2∶1 ,现存密度为
1 600株·hm-2左右 。造林前林地土壤肥力基本一致 ,属 Ⅲ类以下立地级。经过 20年的森林
培育 ,林地土壤肥力明显提高 ,目前林地土壤腐殖质层厚度达 20cm 左右。
2.2　研究方法
2001年 7月分别在福建柏火力楠混交林及福建柏纯林林分内 ,选择典型地段 ,分不同坡
位(上 、中 、下 、山凹)各设 20m ×20m的样地 4个。每样地全面实测树高 、胸径 、冠幅 、枝下高等
生长指标及林相状况后 ,每种林分分别选取 3株平均木做干 、枝 、叶生物量测定 ,在每样地内按
梅花形机械设置 2m×2m样方 3个 ,用“样方收获法”测定各林分林下枯枝落叶量及林下植被
生物量 ,同时采集地上部分各组份样品 ,带回室内测定持水量;每样地按 “S”形路线多点(5 ～ 6
点)采集0 ～ 40cm 土层的混合土样作养分化学分析 ,并用“环刀法”采集 0 ～ 20cm 、20 ～ 40cm 的
原状土作水分物理性状测定;用“日立”光照计同时多点测定林分及空旷地离地面 40cm 处的
[光]照度;用温湿度计测定林内温度和湿度;用曲管温度计测定地温;采用壕沟全控法 ,测定各
平均木的根深 、根幅和根密集区范围。
土壤水分物理性质按常规方法测定[ 4] ;土壤养分含量按国标分析方法测定[ 5] ;叶 、林下植
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被及凋落物的持水量用“浸水法”测定[ 6] ;土壤渗透性和贮水能力用“环刀法”测定[ 4] 。
立木材积按福建省林木二元材积公式计算:V火力楠 =0.000 527 6D1.882 161 H 1.009 317 ,
V福建柏=0.000 056 85 D 1.825 996H1.261 054;蓄积量=单株平均立木材积×林分保留株数 。
3　结果与分析
3.1　混交林的促生效益
混交林营造成功与否很大程度上取决于混交树种种间关系协调与竞争情况 。从表 1看
出 ,混交林中福建柏的平均树高 、胸径 、冠幅 、冠长及单株材积均明显地高于福建柏纯林 ,分别
表 1　20 年生混交林及纯林生长情况
Tab.1　Growth instance of mixed and pure forest at the ages of 20a
林分类型 树　种 现存密度(株·hm-2)
平均树高
(m)
平均胸径
(cm)
冠　幅
(m)
枝下高
(m)
单株材积
(m3)
蓄积量
(m3/ hm2)
福建柏 1 075 10.12 15.41 3.10 5.30 0.155 3 166.95
混交林 火力楠 545 10.54 12.52 3.80 6.45 0.066 2 36.08
小　计 1 620 — — — — — 203.03
纯　林 福建柏 1 610 8.31 13.62 2.85 4.70 0.096 7 155.69
提高 21.78%、13.14%、8.77%、33.51%和 60.60%。可见 ,福建柏与火力楠混交 ,充分发挥伴
生树种———火力楠的辅佐功效 ,明显地促进了福建柏的生长。同时 ,从表 1还看出 ,混交林中
火力楠的树高 、冠幅略超过福建柏 ,而树冠厚度却比福建柏小 ,两树种混交基本上居于同一林
层 ,林冠结构较为紧密 ,成镶嵌郁闭状 ,这一方面充分利用了营养空间 ,另一方面可以为福建柏
创造较好的侧荫条件 ,促进林木的生长发育。从地下部根系分布状况调查结果来看 ,火力楠的
根系垂直深度(0.50m)比福建柏(0.65m)浅 ,而水平根冠(2.65m)却比福建柏(2.45m)大 ,而
且根系的密集范围也比福建柏广 、深 ,两树种混交形成了火力楠根系在上而福建柏根系在下的
分布特点 ,其分布特点不仅能充分利用土壤不同层次的养分 ,而且减轻了两树种对土壤肥力的
竞争矛盾 。可见 ,福建柏与火力楠混交 ,林分空间分布格局合理 ,充分利用了营养空间 ,从而提
高混交林分生产力。测定结果表明 ,20年生混交林分的蓄积量比福建柏纯林提高了 30.41%,
单是混交林中福建柏的蓄积量就比福建柏纯林提高了 7.23%。可见 ,福建柏与火力楠混交
(目前比例为 2柏 1楠),目前两树种种间关系较为协调 ,是适应闽南沿海贫瘠山地的较为成功
的一种混交组合 。
3.2　混交林林分结构及林分质量状况
林木径阶分布能反映出林分的生长状况和林木间的竞争关系 ,是林分结构稳定性的重要
指标[ 7〗。根据临时样地每木调查的资料 ,按 2cm 径阶将不同径阶的林木株数所占的比例 ,绘
制成径阶分布图(图 1所示)。从图 1看出 ,混交林中福建柏 、火力楠的直径分布均近似于正态
分布 。说明在该林分密度条件下 ,混交林种间关系协调 ,林分结构较为稳定 ,有利于提高林分生
产力。此外 ,从表 1可知 ,混交林中福建柏和火力楠的圆满度大 ,径高比分别为 1∶65.7和 1∶84.
2 ,而福建柏纯林的径高比仅为 1∶61.0 ,说明纯林树干尖削度相对大 ,出材率低 。调查表明 ,混
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图 1　福建柏火力楠混交林径阶分布图
Fig.1　The distributing fig of diameter of Fokieni hodginsii with Michelia macclurei
交林中福建柏大径级(胸径16cm 以上)的株数比纯林多28 %,而且林木分枝细 ,夹角小 ,自然
整枝好(枝下高较纯林高),死节小而少 。说明福建柏与火力楠混交能促进林木干形发育 ,提高
出材率 ,林分及木材质量好于纯林 。此外 ,混交林对虫害和病害的传播具有隔离作用 ,能减轻
林木病虫害的发生。据野外观察和调查表明 ,混交林中福建柏受白蚁危害株数比福建柏纯林
减少约 30%,而火力楠基本上无病虫害发生。同时 ,因混交林根系分布广而深 ,风倒木较少 。
另外 ,火力楠是较好的防火树种 ,这对提高针叶人工林的抗逆性和林分的抗火性能有很好的作
用 ,从而减轻针叶林的火险性 。总之 ,福建柏与火力楠混交 ,林分的整体质量明显优于纯林。
3.3　混交林调节林分小气候效益
福建柏火力楠混交林林分结构紧密 ,能层层截留吸收太阳辐射光 ,从而改善林内小气候条
件。由表 2的测定结果可见 ,混交林林内[光]照度比纯林低 ,其林内相对[光]照度比纯林降低
15.10%,林内气温比纯林降低 0.8℃,地温降低了 0.7℃,而空气湿度却比纯林高 7.1%。无
疑这在林木生长最旺的夏秋季节 ,混交林有更多机会处于相对湿度较大的环境中 ,从而利于光
合作用的进行。可见 ,混交林能充分利用光能 ,改善林内[光]照度 、温度和湿度 ,利于微生物繁
殖 ,促进林木生长。
表 2　混交林与纯林林分小气候特征
Tab.2　Character microclimate of mixed and pure forest
林 分 类 型 林内温度(℃)
地温
(℃)
湿度
(%)
相对[光]照度
(%)
福建柏火力楠混交 25.6 19.5 79.2 33.26
福 建 柏 纯 林 26.4 20.2 72.1 48.36
　　＊数据为 2001年 7月 13日 11:00～ 12:00测定平均值。
3.4　混交林改土效益
混交林与纯林比较因林分结构 、枯枝落叶的数量和组成以及根系分布等状况的差异 ,引起
林地土壤理化性状的变化 。由表 3 可见 ,混交林林地不论是 0 ～ 20cm 土层还是 20 ～ 40cm 土
层的土壤水分—物理性状均明显地优于福建柏纯林。以表土层(0 ～ 20cm)为例 ,混交林地土
壤容重比福建柏纯林下降了 4.69%,而土壤最大持水量 、毛管持水量 、田间持水量 、毛管孔隙 、
非毛管孔隙及通气度等比福建柏纯林分别提高了 12.73%、10.36%、6.24%、5.19%、38.74%
和 34.08%。由此可见 ,福建柏与火力楠混交后 ,林地土壤变得相对疏松 ,土壤通气性能得到
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明显地改善且水分容蓄能力大 ,这有利于降水的渗透和林木根系的生长。
表 3　混交林与纯林土壤水分—物理性状
Tab.3　Soil water and physical properties of mixed and pure forest
林分类型 层　次(cm)
容　重
(g/ cm3)
最大持水量
(%)
毛管持水量
(%)
田间持水量
(%)
毛管孔隙
(%)
非毛管孔隙
(%)
总孔隙
(%)
通气度
(%)
混交林 0～ 20 1.22 43.84 40.05 33.55 48.86 4.62 53.48 12.55
20～ 40 1.36 31.74 28.83 25.31 39.21 3.96 43.17 8.75
纯　林 0～ 20 1.28 38.89 36.29 31.58 46.45 3.33 49.78 9.36
20～ 40 1.42 29.23 27.18 23.24 38.60 2.91 41.51 8.51
森林土壤养分在自然环境中是一个复杂的变量 ,林分生长与土壤养分动态变化有着密切
的关系。从表 4看出 ,因福建柏火力楠混交林的枯枝落叶量多且成分复杂 ,其枯枝落叶现存量
是福建柏纯林的 2.35倍 ,加上 ,在混交林分小气候特点及根系相互作用的影响下 ,土壤养分得
到了一定程度的矿化和积累。土壤养分测定结果表明 ,混交林地土壤有机质 、全氮 、水解氮 、有
效磷及速效钾等养分含量比福建柏纯林分别提高了 40.83%、31.03%、 49.38%、44.73%和
22.10%。可见 ,福建柏与火力楠混交能明显改善土壤的化学性质。总的来看 ,福建柏火力楠
混交不仅能改善地力 ,促进林分养分的良性循环 ,还能改良土壤结构 ,增强土壤保肥蓄水能力 ,
无疑这在改造低产林分及培肥地力上具有重要的现实意义 。
表 4　混交林与纯林枯落物及土壤化学性质(0～ 40cm)
Tab.4　 Stick-shatter and soil chemical properties of mixed and pure forest(0～ 40cm)
类　　型 有机质(mg/ kg)
全　氮
(mg/ kg)
水解氮
(mg/ kg)
速效磷
(mg/ kg)
速效钾
(mg/ kg)
枯落物
(t/ hm2)
混　交　林 26 250 760 97.38 3.98 87.46 7.553
福建柏纯林 18 640 580 65.19 2.75 71.63 3.211
3.5　混交林的水源涵养效益
土壤贮水和排水能力是评价水源涵养效能和调节水分循环的重要指标 。其中土壤贮水能
力是由土壤中非毛管孔隙度所决定的 ,而排水能力即为最大持水量与田间持水量之差[ 8] 。利
用公式:土壤贮水量(mm)=0.1×非毛管孔隙度(%)×土层厚度(cm),土壤排水能力(mm)=
最大持水量(mm)-田间持水量(mm)=0.1×土层厚度(cm)×土壤容重(g/cm3)×[最大持水
量(%)-田间持水量(%)] ,分别计算出混交林及纯林的土壤贮水和排水能力。由表 5看出 ,
混交林的林分地上部持水量比福建柏纯林高 4.06t/hm2 ,土壤渗透系数 K10 、土壤贮水量(0 ～
40cm)及排水能力(0 ～ 40cm)分别比福建柏纯林提高 37.99%、37.50%和 19.26%。可见 ,福
建柏火力楠混交林 ,能很好地截留降雨并很快地将其渗透到土壤中 ,减少地表径流 ,具有较高
的水源涵养和水土保持功能。
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表 5　混交林及纯林水源涵养状况
Tab.5　The function of waterhead self-restraint of mixed and pure forest
林 分 类型 林分地上部持水量(t/ hm2)
土壤渗透性能(0～ 40cm)
K 10(mm·min-1)
0～ 40cm 贮水量
(mm)
0～ 40cm 土层排水能力
(mm)
柏-楠混交林 12.03 6.03 17.16 42.60
福 建柏纯林 7.97 4.37 12.48 35.72
4　小　结
4.1　福建柏火力楠混交是成功的 ,在闽南沿海贫瘠山地环境条件下 ,该混交林适应性强 ,在现
行密度管理(1 600株·hm-2)、混交比例(2柏 1楠)及适宜配置(星状或行状)的情况下 ,该混
交林种间关系较为协调 ,林分结构稳定 ,抗逆性强 ,充分利用营养空间 ,促进林木生长 ,提高林
分产量和质量。20年生混交林林分蓄积量比福建柏纯林提高了 30.41%,单是混交林中福建
柏的蓄积量就比福建柏纯林提高了 7.23%。可见 ,福建柏与火力楠混交是适应闽南沿海贫瘠
山地较为成功的一种混交组合 。
4.2　福建柏火力楠混交能明显改善林分小气候条件 ,提高土壤肥力 ,增强水源涵养功能 ,是一
种生态 、经济 、社会效益兼得的混交组合 ,这对改造福建柏低产林分以及在闽南沿海山地进一
步扩大福建柏的种植范围等具有重要的现实意义 ,可作为闽南沿海山地特别是贫瘠山地主要
的混交造林类型 。
4.3　考虑到闽南沿海山地立地条件较差 ,易遭受台风的危害 ,为了使林分提早郁闭 ,短期内改
善林地的生境 ,混交初植密度可适当加大 ,以 2 500 ～ 3 500株·hm-2为宜 ,混交比例以“8 ～ 7
柏 2 ～ 3楠或 2 ～ 3柏 1楠”为好 ,采用星状或行状混交方式。并根据种间关系 、林分郁闭度及
立地条件等因素 ,在 10年生左右时 ,应适量地进行一次间伐 ,改善种间关系 ,调整林分密度和
混交比例 ,以充分发挥混交林的多种效益。
参　考　文　献:
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