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惠安县沙地木麻黄台湾相思混交林研究



全 文 :作者简介:陈青霞(1973 -) ,女,莆田仙游人,助理工程师,主要从事森林培育研究工作。 收稿日期:2011 - 03 - 28
惠安县沙地木麻黄台湾相思混交林研究
陈 青 霞
(惠安县林业局,福建惠安 362100)
摘 要:对惠安县沙地 15a生的木麻黄台湾相思混交林防风效果和土壤理化性质测定结果表明:木麻黄台湾相思混交
林防风功能大于木麻黄纯林。木麻黄台湾相思 3∶ 3 混交林与木麻黄台湾相思 2∶ 2 混交林风降率分别比木麻黄纯林提
高了 15. 9 和 7. 2 个百分点;木麻黄台湾相思混交林土壤理化性质优于木麻黄纯林。木麻黄台湾相思混交林土壤容重
小而土壤持水量和孔隙度大、土壤有机质和 N、P、K等营养成分高于木麻黄纯林,两种类型的混交林以木麻黄台湾相
思按 3∶ 3 的比例混交改善土壤结构和肥力条件更好。
关键词:沿海沙地;木麻黄;台湾相思;混交林
中图分类号 S792. 93 文献标识码 A 文章编号 1007 - 7731(2011)09 - 158 - 02
福建省海岸线总长度位居全国第一,在漫长的海岸线
上生长着以木麻黄为主栽树种的防护林,起到了有效抵御
台风、流沙、海潮和风暴潮等自然灾害的作用,极大改善了
沿海一线的生态环境,有力地保障了当地广大居民的生产
和生活,产生了巨大的生态和社会效益[1]。但是,沿海防
护林在经营中存在树种单一,多为木麻黄纯林的林分,林
分结构简单的问题,容易引起病虫害和地力衰退,而且结
构简单的林分生物多样性和生态稳定性较差,不利于防护
林防风功能的长期持续发挥[1]。台湾相思(Acacia confuse
Merr.)是含羞草科(Mimosaceae)金合欢属常绿乔木树种,
具有速生、根系发达、抗风力和萌芽力强,且能固定大气中
游离氮的特性。台湾相思对土壤要求不严,适应性较广,
耐干旱瘠薄,是荒山造林的先锋树种,又是防护林、水土保
持林、薪炭林、四旁绿化的主要树种[3]。笔者对惠安赤湖
林场 1995 年营造的木麻黄台湾相思混交林进行研究,旨
在探索适合于沙地生长且和木麻黄混交效果良好的树种
及模式,为沿海沙岸木麻黄混交林科学经营提供依据。
1 试验点概况
惠安赤湖国有防护林场位于惠安县崇武半岛,地理位
置东经 118°55,北纬 24°35。属于南亚热带海洋性季风
气候,年平均气温 19. 8℃,最高气温 35℃ ,最低气温 1℃,
无霜期 320d,年降雨量 1029mm,年蒸发量 2056. 7mm,干
湿季明显,干旱频度大,夏季(7 ~ 9 月)多台风,秋冬盛行
东北风,年大风天数 105d。土壤为潮积或风积沙土,沙层
较厚,肥力低,干季 20cm 以上土层含水率 < 1%,40cm 以
上土层含水率 < 2%。主要植被有单叶蔓荆、狗牙根、海边
月见草、白茅等。
2 研究方法
2. 1 试验设计和试验林营造 1995 年 5 月,在惠安赤湖
林场赤湖工区进行木麻黄台湾相思混交造林试验,试验处
理包括木麻黄与台湾相思按 2∶ 2 和 3∶ 3 两种配比方式行
状混交造林,以木麻黄纯林为对照,试验随机设计,3 次重
复,试验小区 9 块,每个小区面积 25. 8m × 25. 8m,造林前
挖大穴整地,规格 50cm × 40cm × 40cm,造林株行距 2m ×
3m,初植密度 1667 株 /hm2,裸根实生苗雨天造林。
2. 2 试验林调查 2010年 7月,对试验林进行复位调查,
调查内容主要有每块样地内外风速、样地土壤物理和化学
性质等。样地风速测定采用 DEM - 6 型三杯风向风速仪
分别在样地前沿、林内和空旷地观测离地面 2m 处的风
速,根据测定结果计算防护效能;土壤测定采取每块样地
中按“s”型路线多点采集 0 ~ 40cm 土层的混合土样及用
环刀法采集原状土带回室内作土壤理化性质测定,土壤水
分物理性质按常规法测定,土壤化学分析方法按国际分析
方法测定[2]。
3 结果与分析
3. 1 木麻黄台湾相思混交林与木麻黄纯林防风功能比较
沿海防护林建设的目的是为了防风固沙,使沿海居民免
受风沙危害之苦,确保沿海良好的生态环境。因此,沿海
防护林的构建最终必须要起到有效的削弱风沙的作用。
从试验区内木麻黄台湾相思不同比例混交林和木麻黄纯
林不同位置测定的风速结果看出(表 1) ,木麻黄台湾相思
混交林降风效果比木麻黄纯林明显,木麻黄与台湾相思按
3∶ 3比例混交的防护林其风降率最大,比木麻黄纯林提高
了 15. 9 百分点,木麻黄与台湾相思按 2∶ 2 比例混交的防
护林风降率比木麻黄纯林提高了 7. 2 个百分点,由此说明
木麻黄与台湾相思混交可以提高防风功能。这是因为海
851 安徽农学通报,Anhui Agri. Sci. Bull. 2011,17(09)
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2011.09.095
风在经过林带的时候,有一部分的海风从林带上方越过,
还有一部分海风从林内穿过,穿过林内的海风在受到林分
中树干和枝条的阻挡后就会削弱下来,特别是枝条对风的
降低所起的作用更大,木麻黄台湾相思混交林中,台湾相
思位居亚林层且冠幅较大,枝叶多,对经过林内的风起到
了较好的削减作用,因此木麻黄台湾相思混交林防风功能
比木麻黄纯林大。
表 1 木麻黄台湾相思混交林和木麻黄纯林防风效果
林分类型
旷野风速
(m/s)
林带前风速
(m/s)
林带内风速
(m/s)
风降率
(%)
木麻黄台湾相思
2∶ 2 混交林
5. 0 3. 3 1. 0 69. 7
木麻黄台湾相思
3∶ 3 混交林
5. 5 3. 7 0. 8 78. 4
木麻黄纯林 4. 8 3. 2 1. 2 62. 5
3. 2 木麻黄台湾相思混交林与木麻黄纯林土壤理化性质
3. 2. 1 木麻黄台湾相思混交林与木麻黄纯林物理性质
土壤容重是对土壤坚实程度和通气透水性能的反映,对林
木根系伸展有较大的影响。而土壤孔隙度直接影响土壤
容重、透水及根系穿插难易,是表征土壤结构的一个重要
指标。从表 2看出,木麻黄台湾相思混交林土壤容重小于
木麻黄纯林,土壤容重从大到小的林分类型顺序为木麻黄
纯林 >木麻黄台湾相思 2∶ 2混交林 >木麻黄台湾相思 3∶
3 混交林,而土壤孔隙度和持水量则是木麻黄台湾相思混
交林大于木麻黄纯林,其大小顺序为木麻黄台湾相思 3∶ 3
混交林 >木麻黄台湾相思 2∶ 2混交林 >木麻黄纯林,说明
木麻黄与台湾相思混交能在一定程度上改善土壤结构,这
有利于林木地下根系伸展,从而促进林木生长和提高林木
固土作用,也就增强了林木抵御风吹的能力,这是因为木
麻黄和台湾相思混交后形成了木麻黄上层而台湾相思处
于亚层的林分空间结构,这种层次明显的林带结构能够对
强降雨起到较好的冠层拦截作用,有效削弱降水对地表的
冲击和形成强径流,这样地面就不易板结,土壤良好的结
构有利于林木根部舒展。
表 2 木麻黄台湾相思混交林和木麻黄纯林土壤物理性质
林分类型
土层
(cm)
容重
(g/cm3)
最大持水量
(%)
毛管持水
量(%)
非毛管孔隙
度(%)
毛管孔隙
度(%)
总孔隙度
(%)
木麻黄台湾相思
2∶ 2 混交林
0 ~ 20 1. 04 82. 31 81. 07 12. 36 58. 43 70. 79
20 ~ 40 1. 09 80. 55 80. 23 10. 92 56. 57 67. 49
木麻黄台湾相思
3∶ 3 混交林
0 ~ 20 1. 01 84. 06 82. 12 13. 04 57. 17 70. 21
20 ~ 40 1. 07 81. 72 81. 60 11. 28 52. 53 63. 81
木麻黄纯林
0 ~ 20 1. 08 80. 76 79. 83 9. 62 49. 31 58. 93
20 ~ 40 1. 10 78. 90 80. 12 7. 93 46. 08 54. 01
3. 2. 2 木麻黄台湾相思混交林与木麻黄纯林化学性质
人工林生长过程中,由于树种组成、林分结构、凋落物数量
组成及分解速度、地下根系的分布状况、林下植被种类及
土壤微生物数量和活动能力等方面不同,导致土壤肥力的
差异。一般来说,土壤养分与植物生长速度有很好的关
系。一方面,土壤养分供给植物生长所需的营养;另一方
面,林木生长发育过程中通过凋落物、根系分泌物等的作
用,又对森林土壤肥力产生明显的作用。从表 3 看出,木
麻黄台湾相思混交林与木麻黄纯林相比,土壤有机质、全
N、全 P、水解 N、速效 P和速效 K 等营养物质均有不同程
度的提高,其大小趋势表现为木麻黄台湾相思 3∶ 3 混交林
>木麻黄台湾相思 2∶ 2混交林 >木麻黄纯林,可见木麻黄
与台湾相思混交可以提高土壤肥力。这是因为一方面台
湾相思具有固氮自肥能力,另一方面台湾相思为阔叶树
种,落叶量较多且相思类树种的叶子很容易分解,枯叶中
的营养成分随着分解进入土壤,因此土层的养分含量较
高,这就对林木生长起很好的促进作用,而木麻黄凋落物
含单宁等物质较多,对枯落的小枝等分解产生阻碍作用,
营养物质不易返回土壤,所以木麻黄纯林土壤肥力较低。
表 3 木麻黄台湾相思混交林和木麻黄纯林土壤化学性质
林分类型
土层
(cm)
有机质
(g/kg)
全 N
(g/kg)
全 P
(g/kg)
水解 N
(mg/kg)
速效 P
(mg/kg)
速效 K
(mg/kg)
木麻黄台湾相思
2∶ 2混交林
0 ~ 20 15. 25 1. 20 0. 49 113. 30 1. 65 30. 02
20 ~ 40 12. 07 0. 89 0. 34 98. 53 1. 23 21. 37
木麻黄台湾相思
3∶ 3混交林
0 ~ 20 17. 38 1. 25 0. 52 121. 22 1. 81 33. 32
20 ~ 40 14. 20 0. 92 0. 40 100. 06 1. 31 23. 58
木麻黄纯林
0 ~ 20 12. 16 0. 90 0. 42 95. 42 0. 87 25. 60
20 ~ 40 10. 57 0. 80 0. 31 74. 35 0. 75 14. 40
4 结论与讨论
研究结果表明,沿海防护林在建设过程中采用木麻黄
和台湾相思混交,不仅可以提高防护林的降风功能,有效
削弱海风袭击,而且在改善土壤结构和增加土壤肥力上也
有较大的作用。因此,沙地海岸林推广造林中可考虑木麻
黄与台湾相思混交模式。
沿海地区木麻黄防护林在半个多世纪历程中发挥了
重要的生态防护功能,但防护林树种单一化产生的问题不
容忽视,木麻黄多代纯林经营带来的退化早衰、病虫害、地
力下降等已引起林业工作者的关注,采用不同树种混交,
特别是木麻黄与相思类树种合理配置混交可有效缓解木
麻黄纯林的弊端,达到改良土壤结构和土肥条件、提高防
风效果的目的,从而确保防护林生态效益稳定发挥。
参考文献
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[2]陈小勇 . 我国木麻黄林的衰退现象及其成因[J]. 福建环境,
1997,14(5) :37 - 39.
[3]潘志刚 . 中国主要外来树种引种栽培[M]. 北京:北京科学技术
出版社,1994:12.
(责编:张琪琪)
95117 卷 09 期 陈青霞 惠安县沙地木麻黄台湾相思混交林研究