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山杜英人工林生长特性及其改良土壤效果研究



全 文 :第 41卷 第 3 期
2016年 6 月
林 业 调 查 规 划
Forest Inventory and Planning
Vol. 41 No. 3
Jun. 2016
doi:10. 3969 / j. issn. 1671-3168. 2016. 03. 008
山杜英人工林生长特性及其改良土壤效果研究
甘玉亭
(南平葫芦山国有林场,福建 南平 353000)
摘要:对 12 年生山杜英混交林中山杜英的生长特性以及改良土壤效果进行分析测定。结果表明,
山杜英生长迅速,12 年生年均树高、胸径、材积生长分别达 0. 96 m、0. 98 cm和0. 005 43 m3。树高、
胸径速生期分别在 3 ~ 10 a和 3 ~ 11 a间。材积速生期在 6 a以后且速生期较长;与没有山杜英的
对照混交林相比,山杜英林地土壤水分物理性状以及有机质、氮磷钾等养分含量均有不同程度的改
善,土壤容重下降了 3. 91%,土壤速效氮磷钾分别提高了 5. 15%、22. 46%和 5. 26%。山杜英改良
土壤效果明显,营造山杜英与马尾松或杉木混交林可作为植被恢复,土地衰退防止和林分补植等的
主要造林方式。
关键词:山杜英;混交林;生长特性;改良土壤
中图分类号:S718. 3;S714. 5;S792 文献标识码:A 文章编号:1671-3168(2016)03-0033-04
Growth Characteristics of Elaeocarpus sylvestris Plantation and
Its Effect on Soil
GAN Yuting
(Hulushan State Owned Forest Farm of Nanping,Nanping,Fujian 353000,China)
Abstract:The paper analyzes and measures the growth characteristics of 12a mixed forest of Elaeocarpus
sylvestris and its effect on soil improving. The results show that:Elaeocarpus sylvestris grows rapidly,av-
erage tree height,DBH and volume growth of 12 years old are up to 0. 96 m,0. 98 cm and 0. 00543 m3 .
Tree height and diameter at breast height are 3 to 10 years and 3 to 11 years,respectively. Volume rate
fast - growing period is longer in six years later. Compared to control,forest soil water physical properties
and organic matter,such as nitrogen,phosphorus and potassium nutrient content of Elaeocarpus sylvestris
mixed forest have improved in different degrees,which soil volume weight are decreased by 3. 91%,soil
available nitrogen,phosphorus and potassium are increased by 5. 15%,22. 46% and 5. 26% . Research
results reflect that the effects of the mixed Elaeocarpus sylvestris forest on soil improvement are signifi-
cant,can be used as main plantation method for vegetation recovery,soil recession protection and forest
stand replanting and so on.
Key words:Elaeocarpus sylvestris;mixed forest;growth law;soil improvement
收稿日期:2016-05-23.
作者简介:甘玉亭(1971-),女,福建仙游人,工程师 . 主要从事森林培育与经营管理工作 .
我国南方林区长期以来造林树种单一且针叶化 比较普遍,相反,阔叶树人工造林比较薄弱,由此引
林 业 调 查 规 划
起地力衰退、生态环境脆弱等问题。因此加大优良
乡土阔叶树造林比例以调整树种结构,对林业产业
的发展具有重要的现实意义。山杜英(Elaeocarpus
sylvestris)属于杜英科、杜英属的常绿阔叶乡土树种,
产于我国南方的浙江、福建、台湾、江西、广东等地,
多分布于丘陵地区,具有生长快、材质好、抗性强、适
应性广等特点,是优良用材和城乡绿化树种[1,2]。
2008 年以来,福建省广泛开展“种植名贵树、建设新
农村”活动以及稀疏林分补植、提高森林覆盖率的
大造林工程,山杜英得到广泛应用。目前山杜英的
人工造林广泛遍布于福建、江西、浙江等亚热带地
区,作为城乡绿化和杉木、马尾松混交林的伴生树
种,尤其近几年来在杉木、马尾松等稀疏林分补植中
应用广泛,收到很好的造林效果。文中对闽北人工
混交林山杜英的生长规律进行调查分析,深入探讨
其生长特性、改土效果,为高效培育经营山杜英用材
林及防治松杉多代连载的地力衰退等提供科学
依据。
1 材料与方法
1. 1 研究地林分概况
调查地设在南平葫芦山国有林场经营区内,该
场地处闽江上游,南平市延平区南部,系武夷山东南
延伸支脉,属于低山丘陵地带,海拔 300 ~ 500 m,坡
度多在 20° ~ 30°,年均降水量 1 720 mm,无霜期为
300 d,属于亚热带温暖湿润气候,气候温和,雨量充
沛,适宜林木生长。试验区土壤均为红壤,土壤肥力
较好,以Ⅱ类地为主。前茬为杉木纯林或松杂混交
林,林下植被多为继木、小刚竹、黄瑞木及芒萁骨等。
调查林分为该林场的儒罗工区 020 - 52 - 030 小班
的山杜英混交林(4 山杜英 3 杉木 3 马尾松)和 020
- 52 - 040 小班的杉木马尾松混交林(5 杉木 5 马尾
松),两小班的立地条件相当,为 2005 年 1 月造林,
初植密度均为2 500株 /hm2(株行距 2 m × 2 m),期
间第二年的 5 月份结合抚育施复合肥 150 g /株,没
有间伐。调查林分概况见表 1。
表 1 调查林分样地概况
Tab. 1 General situation of the sample plot survey stand
调查地点
调查林分
树种组成
立地
类型
坡向
坡度 /
(°)
海拔 /
m
保留密度 /
(株·hm -2)
林龄 /
a
儒罗工区 020 - 52 - 030 4 山杜英 3 杉木 3 马尾松 Ⅱ 西北 27 350 2250 12
儒罗工区 020 - 52 - 040 5 杉木 5 马尾松 Ⅱ 西北 28 380 2220 12
1. 2 调查研究方法
2016 年 2 月份,分别在儒罗工区 020 - 52 -
030、020 - 52 - 040 林分内,在典型地段分上坡、中
坡和下坡不同坡位各设 25. 8 m × 25. 8 m 的临时样
地 3 个。每样地每木量测胸径、树高以及林相状
况[3]。在生长量调查的基础上,在 020 - 52 - 030 的
山杜英混交林的样地内选择 3 株山杜英平均木并将
其伐倒,按 2 m区分段分别截取圆盘进行树干解析,
龄阶定位 2 a[4];同时,在 2 种林分类型内,每样地按
梅花形机械设置 2 m × 2 m 样方 3 个,并用“样方收
获法”测定林下枯枝落叶量;每样地按“S”形路线多
点(5 ~ 6 点)挖穴土壤剖面,采集 0 ~ 40 cm 土层的
混合土样用作养分化学分析。用“环刀法”分层采
集 0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm的原状土,用于做土壤水分
物理性状测定[5]。室内按常规方法测定土壤水份
物理性质[6];按国标分析方法测定土壤化学
性质[7]。
2 结果与分析
2. 1 混交林中山杜英的生长特性
根据儒罗工区 020 - 52 - 030 小班的山杜英混
交林中 12 年生山杜英的 3 株平均木的树干解析资
料,其生长特性测定结果如图 1、图 2 和图 3 所示。
2. 1. 1 树高生长特性
山杜英的树高生长量总的趋势是随着年龄的增
加而不断提高,12 年生树高达 11. 52 m,年均生长
0. 96 m。
从图 1 可以看出,山杜英的生长在造林当年较
为缓慢,第二年以后生长开始加快,其速生期在 3 ~
10 a间,树高年均生长量达 1 ~ 1. 20 m,连年生长量
达0. 82 ~ 1. 45m,高峰期出现在第三年,峰值年均
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甘玉亭:山杜英人工林生长特性及其改良土壤效果研究
图 1 山杜英树高生长曲线
Fig. 1 Tree height growth curve of Yama moriyoung
生长量达 1. 2 m,连年生长量达 1. 45 m。10 年后生
长开始下降,连年生长量降至 0. 7m以下。
2. 1. 2 胸径生长特性
胸径生长趋势与树高生长基本相似,12 a 时的
去皮胸径达 11. 76 cm,年均生长量达 0. 98 cm。
图 2 山杜英胸径生长曲线
Fig. 2 Tree diameter growth curve of Yama moriyoung
从图 2 看出,在前 2 年,胸径生长较慢,年生长
量约 0. 6 cm;第二年以后生长加快,速生期在 3 ~ 11
a,年均生长量为 1 ~ 1. 13 cm,连年生长量为 0. 83 ~
1. 93 cm;高峰期在第三年,峰值年均生长量达 1. 06
m,连年生长量达 1. 93 cm;11 年后生长逐渐下降,
至调查的年龄时连年生长量为 0. 8 cm左右,且基本
上呈平顶状发展,表明山杜英 12 年后胸径仍生长
较快。
2. 1. 3 材积生长特性
山杜英 12 年生时单株材积达 0. 065 1 m3(去
皮),年均材积生长达 0. 005 43 m3(图 3)。在 5 年
前材积生长较为缓慢,6 年后生长加快并进入生长
速生期,6 ~ 12 a间,年均生长量和连年生长量仍处
于持续上升而尚未出现峰值,表明 12 年生时材积仍
处于速生期,通过曲线模拟预测,数量成熟期至少在
25 年以上。
图 3 山杜英材积生长曲线
Fig. 3 Volume growth curve of Yama moriyoung
2. 2 山杜英改良土壤性能
山杜英混交林地的土壤最大持水量、毛管持水
量、田间持水量、毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙度及
通气度等水分物理性状指标分别比对照的林地提高
了 7. 29%、5. 80%、2. 89%、2. 49%、9. 35%、3. 93%
和 10. 56%,土壤容重也比对照混交林的下降了
3. 91%(表 2)。山杜英混交林与对照混交林从面上
看混交林比例不一样,但实际上 2 种混交林中杉木
和马尾松的比例都是 1∶ 1,只是山杜英混交林中多
了山杜英这个树种,2 种林分的林地土壤性状的差
异基本上可归结于山杜英引起的,因此 2 种林分的
土壤性能比较基本可以看出山杜英对土壤的影响情
况。由测定结果可以看出,通过营造山杜英混交林
表 2 山杜英混交林的林地土壤水分物理性状(0 ~ 20 cm土层)
Tab. 2 Woodland soil water physical properties (0 ~ 20 cm soil layer)Yama moriyoungmixed forest
林分类型
土壤容重
/(g·cm -3)
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
度 /%
通气度
/%
山杜英混交林 1. 23 45. 21 35. 21 26. 38 43. 66 12. 40 56. 06 23. 35
对照混交林 1. 28 42. 14 33. 28 25. 64 42. 60 11. 34 53. 94 21. 12
·53·第 3 期
林 业 调 查 规 划
后,林地土壤变得较为疏松,水分物理性状有改善。
表明山杜英对土壤改良发挥了重要作用。
土壤养分与林分生长有着密切的关系,在经营
管理措施相同的情况下,不同的树种对土壤的影响
不一样。除土壤 pH 值相当外,山杜英混交林的林
地土壤有机质、土壤全氮、水解氮、有效磷以及速效
钾等养分含量均不同程度地高于对照混交林,上述
指标相应地比对照混交林提高了 6. 86%、17. 11%、
5. 15%、22. 46%和 5. 26%,尤其是氮磷提高幅度较
大(表 3)。这主要是因为山杜英混交林中的枯枝落
叶量大,现存量达 1 984. 41 kg /hm2,是对照混交林
的 1. 12 倍;加上山杜英混交林林分树冠结构紧密以
及多树种根系的相互促进作用,促使土壤养分得到
矿化和累积[8,9]。
表 3 山杜英混交林的林地土壤化学性状(0 ~ 40 cm土层)
Tab. 3 Woodland soil chemical properties (0 ~ 40 cm soil layer)of Yama moriyoungmixed forest
林分类型
枯落物量 /
(kg·hm -2)
pH值 有机质
/
%
全氮 /
%
水解氮 N /
(mg·kg -1)
有效磷 P /
(mg·kg -1)
速效钾 K /
(mg·kg -1)
山杜英混交林 1984. 41 5. 65 2. 96 0. 089 78. 58 4. 58 108. 64
对照混交林 1767. 23 5. 60 2. 77 0. 076 74. 73 3. 74 103. 21
3 结论与讨论
1)山杜英生长发育规律研究表明,12 年生树高
达 11. 52 m,胸径达 11. 76 cm(去皮),材积达
0. 065 1 m3(去皮),年均树高、胸径、材积生长分别
达 0. 96 m、0. 98 cm和 0. 005 43 m3。前 2 年生长较
为缓慢,第三年开始生长迅速加快,树高、胸径速生
期分别在 3 ~ 10 a 间、3 ~ 11 a 间,速生期内树高和
胸径的连年生长量分别达 0. 82 ~ 1. 45 m 和 0. 83 ~
1. 93 cm,在 10 年生后,树高、胸径趋于下降。材积
速生期在 6 年以后,至 12 年生生长仍然较为迅速。
2)山杜英改良土壤效果较好,山杜英混交林与
没有山杜英的对照混交林相比,其枯枝落叶量大,林
地土壤水分物理性状以及有机质、氮磷钾等养分含
量均有不同程度的提高,土壤容重下降了 3. 13%,
毛管持水量、总孔隙度及通气度分别比对照的林地
提高了 5. 80%、3. 93%和 10. 56%,土壤速效氮磷钾
分别提高了 5. 15%、22. 46%和 5. 26%,显示出明显
的改良土壤效果。
3)根据山杜英的生长规律,在现有林分密度条
件下,10 ~ 11 a间应适当地进行间伐以调整营养空
间和种间关系,促进林分生产力的提高,也有助于培
育山杜英优质用材。鉴于山杜英的改良土壤效果较
好,营造山杜英与马尾松或杉木混交林,可作为亚热
带山地植被恢复、地力衰退防治、稀疏林分补植等的
主要造林方式。
4)本研究中,山杜英混交林与对照混交林从面
上看混交林比例不一样,但实际上 2 种混交林中杉
木和马尾松的比例都是 1:1,只是山杜英混交林中
多了山杜英这个树种。目前山杜英的纯林很少,多
为杉木、马尾松混交林的伴生树种。因此本研究结
果是反映混交林中山杜英的生长特点与改良土壤效
果,虽然与纯林不一样,但基本可以反映目前生产上
的实际情况,可为山杜英混交林的经营管理提供参
考。限于年龄尚短以及条件的限制,间伐后的生长
以及改良土壤效果还有待进一步研究。
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