全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
兀 , , 一
固 树种在混交林中的作用研究 工 沙棘
混交林内根瘤固 与林木生长 关
何兴元 张成刚 杨思河 张 粤 苏道岩 刘惠昌
中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳
【摘要 研究了沙棘作为下木在混交林中的作用
,
结果表明 , 沙棘有明显的供 效应 林
冠下生长 的沙棘 , 年平均固 量达
· 一 土壤含 量比杨树或柳树纯林提高
一 主林木高生长比纯林提高 一
关键词 固 树种 混交林 沙棘
叩 · 雌 比 雌 纽
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一
一 ,
, 司 , 拭沙护 产去 ,之口应翻
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引 言
营造混交林 已成为当代林业的一个发
展趋势 利用豆科和非豆科结瘤固 树种
作为伴生树种与 目的树种混交 , 是提高土
壤和主林木的含 量 , 保持较高的生物生
产力 , 最大限度发挥林业生态系统多种功
能的重要途径 固 树种尤其是非豆科固
树种具有较强 的抗逆性 , 在恢复和重建
退化农林生态系统中通常可以 发挥先锋树
种 的作用
国内外对 固 树木 在林业 上 的应用
已研究较多 ‘
, ” , 雷启迪等 “
,
对 年生杨
树
一
沙棘混交林的研究表明 , 沙棘对林地有
增 作用 但是 随着主林木冠层 的郁闭 ,
沙棘能否在林下生 长 , 其光能利用状况如
何 , 特别是能否继续供 , 是关系到固
树种混交林稳定性及长期效益的问题 为
进一步探讨沙棘的供 效应与生长效应
及其相互关系 , 并对冠层结构 、光能利用及
光照条件等生态学问题进行研究 , 对该林
分从 年生到 年生期间沙棘结瘤 、 固 、
林分结构及树木生长进行了连续测定 , 现
将阶段性研究结果作一报道
研究地区自然概况与方法
自然概况
供试林分位于辽宁省喀左县桥子村 , 为大凌
河主要支流之一的耗牛河下游的河滩地
, 土壤为
冲积形成的沙质草甸土 , 表层 。 土层内有机
质含量为
, 全 含量
, 全 含量
‘ 中国科学院“ 八五 ”重点资助项 目
年 月 日收到 , 月 日改回
期 何兴元等 固 树种在混交林中的作用研究 工
为 , 土壤 中性 杨树 八护“ 沙棘
从妙 ,灿“ 从 流公巧 和 柳 树 反 行
由
一 沙棘混交林 年造林 , 杨 、 柳树株行距
人 , 沙棘混栽于 杨 、 柳树行间
,
南北走向 ,
株行距
,
于 年秋和 年春 、 夏 、
秋进行了混交林不同冠层光照强度测定 年
秋进行了林木生长等测定
研究方法
固 活性测定采用乙炔还原法 根据雷启
迪等 ’〕推导的回归方程 将 一 年生沙棘生 长
季始 、 末期树高和地径调查结果的数值代人 , 即
可求得生长季始 、 末期的结瘤量 及固 量 土壤
矿化率的测定参照 〔 野外埋管法进行 , 测
定一段时间内土壤的矿化量 土壤分析 有机质 、
含 量等 按常规土壤理化分析方法 〕
转移的主要方式 从表 可见 , 沙棘落叶
携进土壤中的 素量 比根瘤直接固 量
更可观 , 沙棘年均 归还 量 为 ’
一 “ 沙棘落叶前 素向体内运输不到
, 而大部分 仍保留在落叶中 , 随落
叶归还到土壤中 , 参与养分循环 表 , 而
非固 树种 含量低 , 输 出率高 一
, 即随落叶归还给土壤的 素很低
表 沙棘落叶 索归还 ’ 一
· 一 ’
吕 雌
动口栩加汉留
恶 林龄 掩
落叶量
卜
素归还
结果与讨论
沙棘的供 效应
对 一 年生沙棘根瘤的结瘤量及固
量测定结果 表 表 明 , 造林后当年 即
有根瘤形成并且 随着树龄的增长 , 结瘤量
逐年增 加 累计结瘤量为 ’
一 , 年均结瘤量 , 累计固 量
, 年均 , 相当于 尿素的
含 量 按尿素含 量 的 计算 , 如
果考虑到在河滩沙质土上施用化肥的淋溶
损失 , 的利用率较低 大约 , 则可
相当于更多的化学 肥施用量
表 沙棘混交林年结瘤最及固 最 ’ 一 ’
· 一 ’
闭 韶
了为。从 口倒污
阳
表 几种树木叶部 输出率
日 韶 。
〔
树 种 生长期含 量 落叶期含 量 输出率
沙 棘
去沙 ,肠口亡
尹云口 人左尽
柳 树
凡 汀
刀王 臼法
杨 树
丹 ‘ “‘ ”
煞 树龄
结瘤量
固 量
司
固 树种初始 固 速率在 一
· 一 “ · 。一 ‘之间「 , 可见沙棘的固 能
力很强 落叶被用作根瘤植物固 的重要
指标 , 落叶归还 可能是大多数 营林系统 中
沙棘通过根瘤固 和落叶回归土壤
个供 途径
,
使混交林 土壤 中有机质 、 全
量提高 对 年生林分土壤养分含量 的
测定结果表明 表 , 沙棘混交林土壤表
层有机质比纯林提高 一 , 土壤含
量提高 一 土壤物理性质及营养状
况因混交了固 树木而得到明显改善
一般情况下 , 速效态 不超过总 量
的 , 其余都是不可利用的有机态
这样速效态 的含量 及土壤 素矿化率
就显得重要 年 一 月对混交林土
应 用 生 态 学 报 卷
壤矿化率的测定表明 表 , 有效态 含
量混交林比纯林增加 一 的矿化
率取决于多种 因素 , 主要决定于土壤微生
物驱动的硝化与反硝化过程 固 树木的
大量凋落物促进 了土壤动物和微生物的活
性 , 有利于提高 的矿化率
沙棘对主林木生长的促进作用
行间混植沙棘的杨树 、 柳树实验地及
纯林对照 区 , 造林后 一 即有 明显差
异 通过对 林分叶部含 量及叶绿素
含量的测定 表 , 发现 主林木 叶子含
量及叶绿素含量均 比纯林明显提高 混交
表 主林木叶部含 及叶绿素含最
表 年生林分土壤含 最 土层 。一 。
林分类型 有机质 全 含量 速效
一
· 一 ’
杨树纯林
月少才
杨树 沙棘
司
增加率
柳树纯林
肠 白二
柳树 又 沙棘
增加率
,
一 叩 溉 ’ 角口 云如
林分类型 树 种 叶部含 量 增长率 叶绿紊含量
柳树 沙棘
柳树纯林
马 ,
柳 树
冲砚 妇么朋
柳 树
刀公 ‘翻七公边朋
沙 棘
阴从示云”
增长率
愁
林中的柳树叶部含 量较纯林提高 ,
叶绿素含量提高
对实验区 年生主林木生长指标的测
定表明 表 , 混交林树高生 长 比纯林增
加 一 , 胸 高直径增 加 幅度 较大 ,
分别为 和 , 单株材积的差
别更为显著 , 分别增加 和
固 树木混交林 主林木生长的促进主要
与 营养的改善有直接关系 叶含 量及
叶绿素的增加不仅延长了光合碳同化的时
间 , 而且能有效地提高光合能力
表 固 树木混交林与纯林 年生 生长差异
‘卜 阶 二
固 树木混交林冠层结构光能利用
固 树木作为灌木与主林木混交形
成下层林冠 , 不但能提高土壤 素含量 ,
增加主林木生长量 , 而且能够利用林下光
能 , 减少光能损失 , 增加林分生物产量 , 提
高混交林光能利用率 对辽西杨树和沙棘
混交林光能分布的测定表明 , 上层林冠光
能透射率为 , 林冠下仍有
光照强度 图 沙棘作为下木层能够截
获 的林下光能 , 相当于总辐射量的
, 使混交林分光能总截获率由
树 种 混交林
一 龚 增长率
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⋯
,
沙,只,‘,介乙杨 树
月少“ ,
树高
胸径
材积
树高
胸径 。
材积
柳 树
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关 关
期 何兴元等 固 树种在混交林中的作用研究 工
厂、
、
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提高到
光照对固 树种固 及生长的影响
为了探索沙棘在林冠下生长所需的光
照条件 , 在沙棘混交林 中测定 了光照强度
对沙棘生长的影响 结果表明 , 光照条件好
的植株 比光照条件差的植株结瘤量明显减
少 , 且根瘤团要小 从表 可见 , 在混交林
中沙棘必须得到 一 的 自然光照才
能正常生长 , 并具有一定 的固 能力 , 低
于 一 的 自然光照则生长不 良或不
能生长 , 说明沙棘虽是喜光树种但可忍耐
适度庇荫 , 可在混交林 中作为下层林木发
挥其作用 杨思河等 , 对长 白山主要 固
树种根瘤固 的生态学研究结果也表
明 , 光照条件对结瘤数量和固 活性有很
大影响
表 光照强度对混交林中沙棘生长的影响
杏
,
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一
⋯
一
二 一卜
之有能
图 固 树种混交林不同冠层结构光能利用
一
一
太阳总幅射 , 林冠
层反射率
, 。 林冠层截
光率 , 林冠层透射率
, 灌木层反射
率 , 灌木层截光
率 。 , 灌木 层透 射率
。 蚤。
『
· 厂为‘加肋滋苗绍 而
混交类型 生长良好
认”」
生长不好 , 更新不 良
光照强度 相对光强 光照强度 相对光强
阶
柳树 沙棘 品 。 。故打故勿
杨树 沙棘 加
平均
对照 全光
结 论
沙棘混交林土壤 中 素的增加主要
靠沙棘根系的结瘤固 及落叶回归土壤
个途径 沙棘幼树平均结瘤量约为 ’
一 “ · 一 ‘ , 年固 量近 , 落叶回归土
壤
· 一 · 一 ‘以上 可明显提高
沙棘混交林土壤的 量 , 提高幅度为 一
由于非豆科 固 树种的固 及增
效应以及在营养循环过程 中的积极作用 ,
不但主林木叶部含 量 及叶绿素含量 明
显提高 , 分别为 和 , 而 且极大地
促进了主林木的生长 树高生长增加 一
, 胸径增加 一 , 单株材
积增加 一 , 提高了单位面积
林地的生产力 在促进主林木诸多作用方
面 , 固 植物做为下木较非固 植物其效
果更加显著
固 树木作为灌木与主林木混交形
成的下层林冠 , 不但增加土壤 素 , 而且
和一般非 固 树木做为下木一样能够充
分利用林下光能 , 减少光能损失 , 增加林分
生物产量 , 提高混交林光能利用率 年生
杨树 一 沙棘混交林中沙棘能够载获
林下光能 , 相当于总辐射量的 , 使混
交林光能总载获率由 提高到
光照条件直接影响着非豆科固 树
应 用 生 态 学 报 卷
种的结瘤量 、 固 量及其生长 沙棘喜阳 ,
且能适应一定的庇荫 , 但相对光照强度低
于 就不能正常生长
参考文献
刘发茂等 台湾相思 、 杨梅在湿地松人工混文
林中的供氮效应的研究 福建林业科技 ,
一
杨思河等 东北天然林内赤杨根瘤的固氮作
用与生态条件 生态学杂志 一
杨思河等 不 同温 度下赤杨根瘤的固氮活性
与碳消耗 林业科学 , 一
严国光等 农业仪器分析法 北京 农业 出版
社 , 一
沈善敏等 乙炔还原技术应用的改进 中国科
学院林业土壤研究所集刊 第 集 北京 科学出
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雷启迪等 我国北方低山丘陵易早 区薪材资
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生物能源效益 中国太阳能学会全国学术讨论会论
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森林生态系统中的生物固氮 北京 中国林业出版
社 , 一
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。 岁 己 ,
八 以别万
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